[实用新型]一种煤田矿井发电与换热系统

说明书

本实用新型涉及煤田矿井技术领域，更具体而言，涉及一种煤田矿井水力发电与换热系统。该系统包括蓄水池、送水管道、水轮机、抽水管道、抽水泵、换热器和井下用水系统，采用防爆水力发电机代替煤田矿井中目前经常使用的减压阀并采用井下换热装置，同时实现减压、发电与换热，发出的电可以就地使用，用于水泵、矿井照明等。矿井用水通过换热器换出来的热能可以用来供暖制冷等。利用矿井用水循环发电的同时，将地热能通过矿井用水传递利用，有效地将浪费的地热能资源利用。本实用新型充分利用了现有的资源进行利用和生产，环保高效，实现了废弃矿井及其资源的重新利用。本实用新型主要应用在矿井发电及地热利用方面。

技术领域

本实用新型涉及煤田矿井技术领域，更具体而言，涉及一种煤田矿井水力发电与换热系统。

背景技术

化石能源的大量使用造成全球大气中二氧化碳的浓度不断升高、温室效应不断加剧，使人类的居住环境受到严重的威胁，如何解决这一问题是目前国际上面临的一个重大挑战。尤其是我国近几年来的雾霾问题，造成了大量的经济损失，给人民的健康、生活等方面带来了巨大的影响。

煤炭开采后，在地下形成巨大的、高落差地下采场空间，在地面的一些矿区因开采塌陷将形成大面积积水水体。地面塌陷区积水水体蕴含有丰富的势能，蓄水空间和水位落差已存在，只需做相应的改造，即可实现塌陷区水体水力发电。矿井水是煤炭生产过程中排量最多的废水，一般采用在井下设置水仓的方法将不同水平的矿井水收集起来，再通过泵站抽到地表，直接作为废水排掉，而忽略了矿井水中所蕴含的热能。矿井水温度常年在18°C至25°C之间，是非常好的低温热源。目前通过水源热泵技术，提取矿井水中的热量，为用户实现供暖和制冷，但提取热量后的矿井水并没有回灌到矿井中，未真正发挥矿井水中所蕴含的热能效益。

另外，目前大部分矿井每年使用大量的地面循环水，一般采用管道将地面的水输送到矿井，为了减少或者消除高水头的冲击，一般采用减压阀减压，这样做的结果是作为清洁能源的水动力（势能）被白白浪费掉了。

实用新型内容

一种煤田矿井水力发电与换热系统，包括蓄水池、换热器和井下用水系统；所述蓄水池通过送水管道与井下用水系统连通，所述蓄水池和井下用水系统分别通过地面管道和抽水管道与换热器连接，所述送水管道内设置有水轮机，所述水轮机连接有防爆发电机，所述抽水管道内设置有抽水泵。

所述防爆发电机连接有配电箱。

所述送水管道内设置有减压阀，所述减压阀安装在水轮机与井下用水系统之间。

所述抽水泵连接有防爆电机，所述防爆电机连接有发电设备。

所述抽水管道上部靠近地面部分安装保温隔热层进行保温。

所述换热器连接有进水管和出水管。

所述进水管连接有冷水源，所述出水管连接有用户终端。

所述换热器的出水管与用户终端之间设置有热泵。

所述热泵连接有发电设备。

所述发电设备为风力发电机或光伏发电板。

与现有技术相比本实用新型所具有的有益效果为：

针对采煤过程中地面循环水垂直输送到地下矿井时为了减少或者消除几百米高的水压冲击，一般使用减压阀减压造成大量势能损失的情况，采用防爆水力发电机代替煤田矿井中目前经常使用的减压阀，并采用井下换热装置或者利用已有矿井中的各种输水管道与管汇作为换热器，同时实现减压、发电与换热，发出的电可以就地使用，用于水泵、矿井照明等。换出来的热能可以用来供暖制冷等，利用矿井用水循环发电的同时，将地热能通过矿井用水传递利用，有效地将浪费的地热能资源利用，充分利用煤田矿井目前浪费的水力资源进行发电，用以节能减排、解决企业电力、供暖制冷需求部分紧缺和可持续发展问题，最终提高相关企业的经济效益。

附图说明