[发明专利]一种煤矿井筒防冻系统及其确定方法

说明书

本发明涉及煤矿多热源热能利用技术领域，公开一种煤矿井筒防冻系统及其确定方法，该煤矿井筒防冻系统包括乏风利用装置、矿井水换热器、换热加热组件、空气源热泵、瓦斯利用装置、太阳能利用装置、天然气热风锅炉、电加热机组、高温新风换热器、储能组件及电源，瓦斯利用装置包括瓦斯发电机组和瓦斯余热机组，太阳能利用装置包括太阳能发电机组和太阳能集热机组，电源分别与储能组件、空气源热泵及瓦斯余热机组电连接。本发明公开的煤矿井筒防冻系统能够根据煤矿的具体条件选定热源的利用方式，充分利用乏风、矿井水、瓦斯等余热资源及空气、太阳能等可再生能源，实现能源的梯级利用，具有较高的能源综合利用率，热效率得到提高，运行成本降低。

技术领域

本发明涉及煤矿多热源热能利用技术领域，尤其涉及一种煤矿井筒防冻系统及其确定方法。

背景技术

煤矿需供给井下充足的新鲜空气，一方面排除或冲淡矿井中有毒有害气体和矿尘，提高矿井的抗灾能力；另一方面调节矿井气候条件，创造良好的工作环境。《煤矿安全规程》规定进风井口以下的空气温度必须在2℃以上，目的是防止寒冷空气进入井筒后遇到井筒淋水和潮湿空气，进而在井壁、罐道梁等地方结冰，堵塞井筒的部分断面，影响井筒风流，并对提升设备和人员的安全构成严重威胁。

我国北方广大地区冬季气温较低，需对进入矿井的冷空气加热。目前，井筒防冻技术手段多数为利用热风锅炉(燃煤热风炉或天然气热风炉)或电加热机组制取40℃-80℃的热空气，与部分未加热的空气混合，保证进风井口以下的空气温度在2℃以上。

然而，燃煤热风锅炉存在热效率低、烟气排放难以达标、资源浪费严重等问题，而且各省市相继出台了20t/h以下燃煤锅炉拆除政策，井筒防冻燃煤锅炉大都在6t/h-15t/h之间，在拆除范围之内。燃气锅炉存在运行费用高、氮氧化物排放高等问题，而且随着燃煤锅炉被燃气锅炉不断替代，天燃气资源的稳定供应越来越难以得到保障。电加热机组虽然运行相对稳定，但应用受电容量限制，且运行费用比燃气锅炉还要高。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种煤矿井筒防冻系统，解决了单一热源存在的热效率低、烟气排放难以达标、资源浪费严重等问题。

本发明的另一个目的在于提供一种煤矿井筒防冻系统的确定方法，在保证为井筒提供足够能量的前提下更加合理的选择热源的种类。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：