[发明专利]一种多功能矿井井壁降温装置及降温方法

说明书

本发明公开了一种多功能矿井井壁降温装置及降温方法，该装置包括支撑装置、降温单元及热能转换单元，降温单元包括一级导热管，设于该一级导热管上的若干二级导热管，设于二级导热管上的若干辅助取暖管以及设于一级导热管内的换热件，该换热件与热能转换单元相连接；降温方法包括在矿井巷道的矿井岩壁设置辅助取暖管、支撑装置及降温单元，将降温单元与热能转换单元相连接，启动热能转换单元，对矿井巷道降温。该装置通过采用支撑单元辅助支撑，以增加矿井巷道的内壁强度，而降温单元则内设在支撑单元中，用于吸收并传导矿井岩体中的热量，从而给矿井巷道中降温，热能转换单元则利用并转换热能实现热能回收；且该施工方法简单，可操作性强。

技术领域

本发明属于矿井防护施工技术领域，尤其涉及一种多功能矿井井壁降温装置及降温方法。

背景技术

矿井巷道是在不同岩石中沿不同方向、以不同倾角、按不同断面和长度开凿的，服务于不同范围、用作不同用途的各种地下空间的总称；而在矿区岩层中需要挖掘出符合矿区开采的矿井巷道，以便于矿井工人将所需的矿产资源开采并运输至地面。

而在某些位置的地底中，会由于地热的存在而温度高于常温，高温增加了在矿井巷道中的施工难度，降低了矿井工人们的工作效率，且岩体中的高温资源不被采集利用，白白浪费，是非常可惜的，因此，有必要降低矿井巷道中的温度，以提高矿井工人们的工作效率，且能够降低施工难度，再回收地热资源以实现节能环保。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够有效解决矿井巷道中温度高且热能资源被浪费问题的多功能矿井井壁降温装置；

本发明的第二目的是提供采用该装置进行降温的方法。

技术方案：本发明的多功能矿井井壁降温装置，包括沿矿井岩壁、设于矿井巷道内的支撑装置，设于支撑装置内的降温单元及设于矿井外、与所述降温单元相连接的热能转换单元；其中，所述降温单元包括一级导热管，设于该一级导热管上的若干二级导热管，设于二级导热管上的若干辅助取暖管以及设于一级导热管内的换热件，该换热件与热能转换单元相连接。

进一步说，本发明的支撑装置包括设于支撑框架和砂浆层；其中，支撑框架包括设置在矿井巷道边缘侧壁上的刚性保护网及设于该刚性保护网内腔的柔性保护网，砂浆层包括填充于柔性保护网与矿井巷道之间的导热砂浆及填充于柔性保护网另一侧的隔热砂浆。一级导热管位于所述刚性保护网和柔性保护网之间，二级导热管的端部贯穿连接在导热管的内腔中，且一级导热管位于矿井巷道的地面上。辅助取暖管的一端固定于二级导热管的侧壁上，另一端穿过所述刚性保护网的侧壁埋入矿井岩壁中。二级导热管的外部侧壁上均匀设有若干毛细管，该毛细管的内腔与二级导热管的内腔相连通。

再进一步说，换热件为一体设置的进水管和出水管，进水管和出水管并排分布在一级导热管的内腔中。二级导热管的入水端与所述进水管相连通，二级导热管的出水端与所述出水管相连通，且出水管的出水端与热能转换单元相连。

本发明采用上述多功能矿井井壁降温装置进行降温的方法，包括如下步骤：

(1)在矿区的地层挖掘，形成矿井巷道；

(2)在矿井巷道的矿井岩壁设置辅助取暖管及支撑装置，将一级导热管设于支撑装置内；

(3)在一级导热管内设置换热件，一级导热管上设置二级导热管，并将该二级导热管的两端与一级导热管内的换热件相连通，并将换热件与热能转换单元相连接；

(4)启动热能转换单元，对矿井巷道降温。

更进一步说，当矿井废弃时，向矿井巷道内注水，矿井巷道与降温装置融为一体，热能转换单元持续工作。