[发明专利]一种矿井井口防冻系统及防冻方法

说明书

本发明涉及一种矿井井口防冻系统及防冻方法，所述系统包括：发热单元，铺设于易结冰或易积雪部位，其内部设有温度探头；电控单元，用于给发热单元提供电力，其包括多个可控供电回路；温度采集模块，用于采集温度数据；配套有通讯模块的数据收发模块，与温度采集模块电连接，用于获取发热单元当前发热温度，与电控单元电连接，用于发送可控供电回路通断控制指令，所述通讯模块用于与远端通讯。本发明，通过将电能转换为热能的方式，直接对易结冰部位进行加热，有效防止结冰情况的出现，可及时消融结冰或积雪，防冻效果好，除冰雪效率高，热量损耗小，节电能力高，安装简单，承重性能好，使用寿命长，具备远程监控的能力，提升矿井安全性。

技术领域

本发明涉及矿井地面防冻技术领域，具体说是一种矿井井口防冻系统及防冻方法。

所述矿井井口防冻系统及防冻方法可应用于平峒井口的地面和/ 或斜井井口的地面。

背景技术

矿井是形成地下矿藏(例如煤矿)生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑物和构筑物的总称。有时把矿山地下开拓中的斜井、竖井、平硐等也称为矿井。

所述平硐是具有一端通达地表出口的水平巷道，铺设有运输线路，巷道内具有3％-7％的坡度，以保证列车和地下水流的运行。

所述斜井是指其轴向与水平面成一定倾角的主要巷道，其功能与竖井相同，供提升矿石、废石、人员、设备、材料用。

所述平峒亦称为进风平峒，所述斜井亦称为进风斜井，可将其统称为进风井。

我国北方广大地区冬季气温较低，特别是在华北、东北等严寒地区，当气温下降到零度以下时，在平峒和斜井井口(指平峒井口和斜井井口)处，由于井下气流经过井口的洞顶区域时和冷空气相遇，井下气流中的水蒸气容易凝结成冰，长时间如此导致井口的地面也会产生冰凌，威胁到进出的车辆和人员的安全。因此井口防冻(尤指井口的地面防冻)是煤矿冬季安全生产的一个重要保证，煤矿为解决这个问题，有专门的班组负责除冰保安全，耗费了大量的人力物力。

为防止冬季平峒和斜井井口结冰，保证生产和人员安全，根据《煤炭工业矿井设计规范》的要求，各进风井均应设置井口防冻装置，对入井空气进行加热，即采用热风防冻设备作为井口防冻装置。现有的热风防冻设备，包括但不限于：燃煤锅炉、燃气锅炉(燃气加热锅炉)、电热锅炉(电加热锅炉)或电热风机(电加热风机)，其中：

燃煤锅炉装机额定蒸发量：通常为4吨-10吨，换算成电功率 2800千瓦-7000千瓦，

燃气锅炉装机额定蒸发量：通常为4吨-10吨，换算成电功率 2800千瓦-7000千瓦；

电热锅炉装机功率：通常为1400千瓦-7000千瓦，

电热风机装机功率：通常为1400千瓦-7000千瓦。

由此可见，现有的热风防冻设备装机功率大，能源消耗巨大。

根据环保政策，在2020年底所有十吨以下烧煤锅炉必须改用清洁能源，所述清洁能源是指电或天然气。这意味着所有进风井配套设置的燃煤锅炉必须改为电热锅炉或者燃气锅炉，由此会产生高额的设备更换费用，基础设施费用和运行费用也需增大投入，生产成本大幅增加。

电热锅炉由于功率巨大，矿区矿井安装的变压器需要扩容，设备和基础设施投入大。

燃气锅炉需要燃气管道的铺设作为基础，但很多矿井在偏僻山区，通常不具备燃气管道的铺设条件，有铺设条件的也需投入巨额的铺设管道费用和更换设备费用。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容