專利名稱：礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井降溫系統(tǒng)，具體為礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國探明的煤炭儲量中，1000 2000m深處的煤炭儲量占總儲量的53.2%，故礦井的開采深度在不斷增加，隨著礦井的開采深度的不斷增加，礦井工作地點工作環(huán)境越來越熱，即熱害越來越嚴重。據(jù)統(tǒng)計我國有多對礦井的采掘工作面的風(fēng)流溫度超過30°C。如此多的熱害礦井，如果不研究出成熟的降溫技術(shù)和裝備，煤炭資源的開采和利用就會很困難，影響整個國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，因此礦井高溫?zé)岷σ呀?jīng)成為一個不容忽視且急需解決的問題。采深大的礦井在冬季熱害問題仍然存在，而制冷機組在冬季是無法起動的(冷卻水溫度大于12.8°C時制冷機組才能起動)。如果在冬季還是用制冷機組降溫，那么制冷機組在秋季起動之后，不能停，要一直運行，而冬季用制冷機組來實現(xiàn)礦井降溫浪費了電能，也存在一定的實現(xiàn)難度。冬季北方地區(qū)的氣溫很低，是無需費用的天然冷源，如何利用該天然冷源來實現(xiàn)礦井降溫是需解決的問題，同時在實現(xiàn)礦井降溫的同時，把煤礦冬季采掘工作面廢熱抽取出來用于建筑物及井筒防凍，實現(xiàn)天然冷源的綜合利用也是需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種采用冬季冷風(fēng)轉(zhuǎn)換成低溫冷水對礦井進行降溫，創(chuàng)造出低溫工作環(huán)境，同時把煤礦井下廢熱抽取出來用于冬季井筒防凍和建筑物采暖的礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)。本發(fā)明的目的實現(xiàn)方式為，礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)，由地面部分和井下部分組成；地面部分的空冷機接高壓冷水供水管、地面冷水回水管；高壓冷水供水管分接供水調(diào)節(jié)閥、進水調(diào)節(jié)閥和冷水機組；冷水機組通過出水調(diào)節(jié)閥接高壓冷水供水管，再通過地面水泵接井筒冷水供水管；井下冷水進水管、低壓冷水回水管接井下部分的礦用換熱器；礦用換熱器通過井下冷水進水管及井下水泵、低壓冷水回水管接高壓組合式空冷器；礦用換熱器通過井筒冷水回水管、地面冷水回水管接空冷機；空冷機接風(fēng)機，風(fēng)機接保溫風(fēng)管。地面氣溫足夠低時，關(guān)閉進、出水調(diào)節(jié)閥和冷水機組，開啟供水調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機抽吸冷風(fēng)，冷風(fēng)通過空冷機吸收地面冷水回水管的熱量，得到3°C左右的冷媒通過地面水泵送到礦用換熱器，完成高壓制冷循環(huán)；低壓冷水回水管中的熱量被井下?lián)Q熱器吸收后冷媒溫度降低到5°C左右通過井下水泵泵送到礦用高壓組合式空冷器獲得12 18°C冷風(fēng)送至工作地點，吸收了熱量的水通過低壓冷水回水管傳遞到井下?lián)Q熱器，將熱帶到地面部分通過天然冷源冷卻，形成冷卻循環(huán)。如果冬季地面氣溫不足夠低，天然冷源作為一級冷卻，冷水機組的蒸發(fā)器作為二級冷卻。
進入地面部分的空冷機冷媒的熱量通過風(fēng)機、保溫風(fēng)管送到井口房和皮帶走廊用于井筒、皮帶走廊的防凍采暖，實現(xiàn)廢熱的綜合利用，可節(jié)約大量熱能。本發(fā)明投資成本低、降溫性能穩(wěn)定、降溫效果好。


附圖是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參照附圖，本發(fā)明由圖中的虛線，即地表線分成的地面部分和井下部分組成；地面部分的空冷機I接高壓冷水供水管4、地面冷水回水管5。高壓冷水供水管4分接供水調(diào)節(jié)閥14、進水調(diào)節(jié)閥15和冷水機組17，冷水機組通過出水調(diào)節(jié)閥16接高壓冷水供水管4，再通過地面水泵3接井筒冷水供水管7 ;井下冷水進水管10、低壓冷水回水管12接井下部分的礦用換熱器9，礦用換熱器9通過井下冷水進水管10及井下水泵6、低壓冷水回水管12接高壓組合式空冷器11。礦用換熱器9通過井筒冷水回水管8、地面冷水回水管5接空冷機I?？绽錂CI接風(fēng)機2，風(fēng)機接保溫風(fēng)管13。地面部分的空冷機I為空氣冷卻器或高寒空氣制冷機，結(jié)構(gòu)為翅片式或光管式。井下部分的礦用換熱器9為礦用高低壓換冷器或三腔式換熱器。高壓組合式空冷器11為表冷式冷卻器，結(jié)構(gòu)為翅片式或光管式。本發(fā)明工作時，在地面氣溫足夠低的情況下，關(guān)閉進水調(diào)節(jié)閥15、出水調(diào)節(jié)閥16和冷水機組17，開啟供水調(diào)節(jié)閥14，風(fēng)機2抽吸冷風(fēng)，冷風(fēng)通過空冷機1，在空冷機中冷風(fēng)吸收地面冷水回水管5的熱量，得到3°C左右的冷媒，該冷媒通過地面水泵3送到礦用換熱器9，在礦用換熱器中，井筒冷水供水管7內(nèi)的高壓冷媒吸收井下低壓冷水回水管12中的熱量，溫度升高，此時井筒冷水回水管8中的冷媒變成高溫冷媒返回地面通過地面冷水回水管5再次進入空冷機中冷卻，完成高、低壓制冷循環(huán)。在礦用換熱器9中，低壓冷水回水管中的熱量被高壓冷水吸走，溫度降低得到5°C左右的井下冷水、通過井下水泵6和井下冷水進水管10送到工作面礦用高壓組合式空冷器11，制取12 18°C冷風(fēng)送至工作地點，達到降溫目的。由于吸收了經(jīng)過礦用高壓組合式空冷器的風(fēng)流中的熱量，從礦用高壓組合式空冷器11出來的水溫升高，通過井下低壓冷水回水管12傳遞到礦用換熱器9，并把熱量帶到地面部分的空冷機1，通過天然冷源冷卻，形成冷卻循環(huán)。如果冬季地面氣溫不足夠低，天然冷源通過地面部分的空冷機I作為一級冷卻，冷水機組17的蒸發(fā)器作為二級冷卻，冷水機組為溴化鋰吸收式機組、電力驅(qū)動型的離心機組、螺桿機組或活塞機組。此時開啟進水調(diào)節(jié)閥15、出水調(diào)節(jié)閥16，開啟冷水機組17，關(guān)閉供水調(diào)節(jié)閥14即可達到降溫目的。進入地面部分的空冷機I的冷媒溫度較高，通常在10_15°C，通過風(fēng)機2抽取的冷風(fēng)溫度通常在零下，經(jīng)過地面部分的空冷機后溫度通常為8-12°C，這種溫度的風(fēng)可直接通過保溫風(fēng)管13送到井口房和皮帶走廊用于井筒、皮帶走廊的防凍采暖，實現(xiàn)廢熱的綜合利用，可節(jié)約大量熱能。
權(quán)利要求
1.礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)，其特征在于由地面部分和井下部分組成；地面部分的空冷機接高壓冷水供水管、地面冷水回水管；高壓冷水供水管分接供水調(diào)節(jié)閥、進水調(diào)節(jié)閥和冷水機組；冷水機組通過出水調(diào)節(jié)閥接高壓冷水供水管，再通過地面水泵接井筒冷水供水管；井下冷水進水管、低壓冷水回水管接井下部分的礦用換熱器；礦用換熱器通過井下冷水進水管及井下水泵、低壓冷水回水管接高壓組合式空冷器；礦用換熱器通過井筒冷水回水管、地面冷水回水管接空冷機；空冷機接風(fēng)機，風(fēng)機接保溫風(fēng)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)，其特征在于地面部分的空冷機(I)為空氣冷卻器或高寒空氣制冷機，結(jié)構(gòu)為翅片式或光管式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)，其特征在于井下部分的礦用換熱器(9)為礦用高低壓換冷器或三腔式換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)，其特征在于冷水機組(17)為溴化鋰吸收式機組、電力驅(qū)動型的離心機組、螺桿機組或活塞機組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)，其特征在于高壓組合式空冷器(11)為表冷式冷卻器，結(jié)構(gòu)為翅片式或光管式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦用冬季降溫及礦熱利用系統(tǒng)，由地面部分和井下部分組成；地面部分的空冷機接高壓冷水供水管、地面冷水回水管。高壓冷水供水管分接供水調(diào)節(jié)閥、進水調(diào)節(jié)閥和冷水機組，冷水機組通過出水調(diào)節(jié)閥接高壓冷水供水管，地面水泵接井筒冷水供水管；井下冷水供水管、低壓冷水回水管接井下部分的礦用換熱器，礦用換熱器通過井下冷水進水管、井下冷水回水管接高壓組合式空冷器；礦用換熱器通過井筒冷水供、回水管接空冷機?？绽錂C接風(fēng)機、保溫風(fēng)管。工作時，地面氣溫足夠低時，獲得5℃左右的冷水通過井下水泵、礦用高壓組合式空冷器制取12～18℃冷風(fēng)送至工作地點；地面氣溫不足夠低，天然冷源、冷水機組為一、二級冷源。通過空冷機、風(fēng)機制取8-12℃熱風(fēng)再利用。
文檔編號E21F3/00GK103147783SQ201310054508
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者胡春勝, 胡飛龍, 胡承凱 申請人:武漢星田熱環(huán)境控制技術(shù)有限公司