液氮降溫防火系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種液氮降溫防火系統(tǒng)，其中，包括液氮運輸設備和空冷式液氮降溫裝置，其中，所述液氮運輸設備與所述空冷式液氮降溫裝置相連，所述液氮運輸設備向所述空冷式液氮降溫裝置輸送液氮；所述空冷式液氮降溫裝置設置在井下液氮硐室中，所述空冷式液氮降溫裝置向開采工作面輸送冷空氣。本實用新型提供的液氮降溫防火系統(tǒng)通過在地面設置液氮運輸設備，在井下設置井下液氮硐室和空冷式液氮降溫裝置，有效解決了井下降溫和防滅火的問題，提高了制冷效率，節(jié)約了設備成本。
【專利說明】液氮降溫防火系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤礦井下降溫技術，尤其涉及一種液氮降溫防火系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發(fā)展和煤炭資源開發(fā)的日益加強，礦井的開采深度不斷增大，井下地熱災害逐漸成為制約礦井安全生產(chǎn)的瓶頸。神華煤炭院2008年調(diào)查資料顯示，我國目前已有65對礦井出現(xiàn)了不同程度的熱害，其中38對礦井的采掘工作面氣溫超過30°C。隨著我國煤礦開采深度的不斷增加，高溫礦井的數(shù)量也在不斷增多。因此，研究開發(fā)運行可靠、投資少、運行成本低的的煤礦井下降溫技術是煤礦發(fā)展當務之急。
[0003]寧東是國家批準規(guī)劃建設的13個億噸級大型煤炭基地，神華寧煤羊場灣煤礦是寧夏自治區(qū)寧東建設的首開工程，礦井2012年年產(chǎn)量達1800萬噸。隨著高產(chǎn)高效礦井建設和開采深度的不斷延伸，受圍巖及機電設備散熱和地溫梯度的影響，井下熱害已成為影響礦井安全生產(chǎn)的重要因素。經(jīng)勘測一號井12采區(qū)下部及13采區(qū)屬于二級熱害區(qū)域，平均地溫梯度一般為3?4.5°C/IOOm0根據(jù)現(xiàn)場實測，采煤工作面開采初期氣溫一般為31°C?34°C，夏季工作面回風巷道內(nèi)溫度達到34°C，相對濕度達95%以上，工作面悶熱潮濕，容易誘發(fā)濕疹、中暑等高溫疾病，井下機電設備的正常運行也受到嚴重影響，既危害了職工身體健康，又影響礦井安全生產(chǎn)
[0004]目前的礦井降溫方式主要有:水源熱泵降溫系統(tǒng)、吸收式冷水機組系統(tǒng)、冰制冷系統(tǒng)等。雖然都取得了一定的降溫效果(一般在3?5°C間)，但對于34°C以上高溫礦井，降溫后的工作面溫度仍然超過30°C，降溫后仍不能滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求，且已有降溫技術初期投入大、整體投資高、建設周期長、運行費用高，企業(yè)經(jīng)濟負擔重。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型提供一種液氮降溫防火系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中的問題，提高制冷效率，降溫效果好。
[0006]本實用新型提供了一種液氮降溫防火系統(tǒng)，其中，包括液氮運輸設備和空冷式液氮降溫裝置，其中，所述液氮運輸設備與所述空冷式液氮降溫裝置相連，所述液氮運輸設備向所述空冷式液氮降溫裝置輸送液氮；
[0007]所述空冷式液氮降溫裝置設置在井下液氮硐室中，所述空冷式液氮降溫裝置向開采工作面輸送冷空氣。
[0008]如上所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其中，優(yōu)選的是:所述液氮運輸設備通過連接管，經(jīng)過地表鉆孔向所述空冷式液氮降溫裝置輸送液氮。
[0009]如上所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其中，優(yōu)選的是:所述液氮運輸設備和所述空冷式液氮降溫裝置之間設置有減壓閥，所述液氮運輸設備內(nèi)的液氮經(jīng)所述減壓閥和不銹鋼管路輸送到所述空冷式液氮降溫裝置中。
[0010]如上所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其中，優(yōu)選的是:所述液氮運輸設備為槽車。[0011]如上所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其中，優(yōu)選的是:所述空冷式液氮降溫裝置包括換冷器和多個散熱翅，所述散熱翅固定設置在所述換冷器的外壁上。
[0012]如上所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其中，優(yōu)選的是:所述換冷器和散熱翅為鋁合金制成。
[0013]本實用新型提供的液氮降溫防火系統(tǒng)通過在地面設置液氮運輸設備，在井下設置井下液氮硐室和空冷式液氮降溫裝置，有效解決了井下降溫和防滅火的問題，提高了制冷效率，節(jié)約了設備成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型實施例提供的液氮降溫防火系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0016]圖1為本實用新型實施例提供的液氮降溫防火系統(tǒng)結構示意圖，本實用新型實施例提供了一種液氮降溫防火系統(tǒng)，包括液氮運輸設備I和空冷式液氮降溫裝置2。
[0017]其中，液氮運輸設備I可以是現(xiàn)有技術中常用的槽車，液氮運輸設備I與空冷式液氮降溫裝置2相連，其連接方式可以采用快速接頭軟管4將液氮運輸設備I中到的液氮經(jīng)過地表鉆孔引入到空冷式液氮降溫裝置2中，從而向空冷式液氮降溫裝置2輸送液氮。
[0018]空冷式液氮降溫裝置2設置在井下液氮硐室3中，空冷式液氮降溫裝置2向開采工作面輸送冷空氣。優(yōu)選的是，液氮運輸設備I和空冷式液氮降溫裝置2之間設置有減壓閥5，液氮運輸設備I內(nèi)的液氮經(jīng)減壓閥5和不銹鋼管路6輸送到空冷式液氮降溫裝置2中。
[0019]將空冷式液氮降溫裝置2放置在專用的井下液氮硐室3內(nèi)，只需通過地表鉆孔及相關管路完成液氮的輸送工作，而無需在作業(yè)面空間假設任何管道或設備，即可實現(xiàn)工作面降溫和防滅火的目的。
[0020]進一步地，空冷式液氮降溫裝置2包括換冷器和多個散熱翅，散熱翅固定設置在換冷器的外壁上，優(yōu)選的是，換冷器和散熱翅均采用鋁合金制成，其散熱效果較好。該裝置無需任何動力，完全利用環(huán)境空氣能量完成冷熱交換，具有無能耗，壽命長等優(yōu)點。
[0021]在空冷式液氮降溫裝置2中，液氮與熱空氣進行熱交換，對熱空氣進行降溫，降溫后的低溫空氣通過局部通風及礦井負壓輸送到開采工作面，對工作面進行降溫。同時，液氮經(jīng)過空冷式液氮降溫裝置后氣化，氣化后的氮氣一部分經(jīng)管路沿工作面進風巷輸送至工作面采空區(qū)，對送入的空氣作進一步的降溫處理，同時對采空區(qū)起到降溫、惰化的雙重作用，防止采空區(qū)自然發(fā)火。
[0022]本實施例提供的液氮降溫防火系統(tǒng)，其防滅火原理如下:液氮氣化過程中，短時間內(nèi)吸收大量熱量，快速降低采空區(qū)積聚的熱量；高濃度氮氣擴散能夠增大采空區(qū)內(nèi)氣體靜壓，減小采空區(qū)漏風；使采空區(qū)內(nèi)氧化濃度分布范圍明顯回縮，惰化采空區(qū)。
[0023]液氮一般為-195.8°C，其氣化過程中短時間內(nèi)可吸收大量熱量，每氣化INm3的液氮，空氣可以從中獲得約327KJ的冷能，可提供連續(xù)可靠的冷源，具有降溫速度快、效果明顯等優(yōu)點。
[0024]液氮管路施工V型破口，采用電弧焊接方式，焊口兩端焊接拉筋加固，鉆孔內(nèi)管路整體不固定只在管路底部施工托架支撐，消除管路自身重力及注液氮期間的沖擊力，達到液氮管路受冷時自由伸縮的目的。
[0025]本實用新型實施例提供的液氮降溫防火系統(tǒng)具有如下優(yōu)點:
[0026]1.制冷效率明顯高于現(xiàn)有技術。通過現(xiàn)場實測，液氮流量在3?5噸/h時，工作面進風流溫度可降9°C，工作面回風流溫度可降低:TC，工作面平均降溫6°C左右，與傳統(tǒng)降溫技術相比，降溫效果更顯著。
[0027]2.空冷式液氮降溫裝置無需動力，電力消耗為零，完全利用環(huán)境空氣能量。
[0028]3.整個系統(tǒng)即具有礦井降溫功能，又兼?zhèn)涞V井防滅火功能，同時解決了煤礦井下兩大災害。
[0029]4.利用煤化工附屬產(chǎn)品液氮作為作制冷劑，大大降低了制冷成本，有利于原料綜合利用，節(jié)能減排效益顯著。
[0030]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種液氮降溫防火系統(tǒng)，其特征在于，包括液氮運輸設備和空冷式液氮降溫裝置，其中，所述液氮運輸設備與所述空冷式液氮降溫裝置相連，所述液氮運輸設備向所述空冷式液氮降溫裝置輸送液氮； 所述空冷式液氮降溫裝置設置在井下液氮硐室中，所述空冷式液氮降溫裝置向開采工作面輸送冷空氣。
2.根據(jù)權利要求1所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其特征在于:所述液氮運輸設備通過連接管，經(jīng)過地表鉆孔向所述空冷式液氮降溫裝置輸送液氮。
3.根據(jù)權利要求2所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其特征在于:所述液氮運輸設備和所述空冷式液氮降溫裝置之間設置有減壓閥，所述液氮運輸設備內(nèi)的液氮經(jīng)所述減壓閥和不銹鋼管路輸送到所述空冷式液氮降溫裝置中。
4.根據(jù)權利要求3所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其特征在于:所述液氮運輸設備為槽車。
5.根據(jù)權利要求1-4任一所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其特征在于:所述空冷式液氮降溫裝置包括換冷器和多個散熱翅，所述散熱翅固定設置在所述換冷器的外壁上。
6.根據(jù)權利要求5所述的液氮降溫防火系統(tǒng)，其特征在于:所述換冷器和散熱翅為鋁合金制成。
【文檔編號】E21F5/00GK203717015SQ201420040002
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權日:2014年1月22日
【發(fā)明者】陳艾, 董偉, 王學兵 申請人:神華集團有限責任公司, 神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司