面；
第五步驟是設(shè)置在地表的地面栗站17將高溫水由回風(fēng)井12抽上地面后送入熱交換器16，高溫水在通過熱交換器16時其內(nèi)的熱能被回收，從而得以再利用。通過熱交換器16得到降溫后的溫度較高的水重新進(jìn)入制冷機(jī)組15，再從第一步驟開始不斷循環(huán)運行。熱交換器16回收的熱能優(yōu)選供給地?zé)岚l(fā)電機(jī)，產(chǎn)生的電能帶動制冷機(jī)組15對通入制冷機(jī)組的水再次降溫。
[0021]所述熱交換器為設(shè)置在鍋爐供水管上的熱交換器16(提高鍋爐進(jìn)水溫度，降低鍋爐能耗)或者地?zé)岚l(fā)電機(jī)的熱交換器16。當(dāng)然也可以是其他熱水利用裝置的熱交換器16。
[0022]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)上述巷幫截流式礦井降溫方法的巷幫截流式礦井降溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括沿礦井通風(fēng)系統(tǒng)布設(shè)的循環(huán)水系統(tǒng)；
所述礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括由地面向下設(shè)置的進(jìn)風(fēng)副井I，進(jìn)風(fēng)副井I下端與礦井的進(jìn)風(fēng)大巷3相連通;進(jìn)風(fēng)大巷3連接有運輸上下山5和軌道上下山25，運輸上下山5連接工作面7的進(jìn)風(fēng)順槽6為工作面送風(fēng);工作面7連接有回風(fēng)上下山10，回風(fēng)上下山10連接有回風(fēng)大巷11，回風(fēng)大巷11連接有豎向設(shè)置的回風(fēng)井12，回風(fēng)井12上端露于地表；
所述循環(huán)水系統(tǒng)包括設(shè)置在地表的制冷機(jī)組15，制冷機(jī)組15連接有用于運送冷卻水的保溫管2，保溫管2沿進(jìn)風(fēng)副井I通入礦井，保溫管2沿進(jìn)風(fēng)大巷3布置；
所述運輸上下山5和軌道上下山25內(nèi)分別設(shè)置有分支管路18，所述回風(fēng)大巷11內(nèi)以及回風(fēng)上下山10內(nèi)設(shè)置有回水管19;
進(jìn)風(fēng)大巷3兩側(cè)間隔設(shè)有鉆場14，運輸上下山5和軌道上下山25兩側(cè)間隔設(shè)有鉆場14;同側(cè)相鄰的兩個鉆場14之間設(shè)有若干排巷幫定向鉆孔4，每排定向鉆孔4設(shè)有若干列；連接在相鄰鉆場14之間的各定向鉆孔4形成一個注水點;注水點采用靜壓或者動壓注水；
如圖2所示并結(jié)合圖1，進(jìn)風(fēng)大巷3、運輸上下山5和軌道上下山25—側(cè)的注水點相互串連形成第一條水路，進(jìn)風(fēng)大巷3、運輸上下山5和軌道上下山25另一側(cè)的注水點相互串連形成第二條水路； 以水流動的方向為前向，第一條水路和第二條水路中最后方注水點分別通過集中進(jìn)水管20連接保溫管2且集中進(jìn)水管20上設(shè)有分流閥13;
第一條水路和第二條水路中最前方注水點的集中出水管21匯合在一起后連接分支管路18;分支管路18的前端連接回水管19;回水管19通過回風(fēng)井12通至地面；
運輸上下山5和軌道上下山25兩側(cè)的各定向鉆孔4的進(jìn)水一端通過集中進(jìn)水管20連接分支管路18且其出水一端通過集中出水管21連接分支管路18 ；
回風(fēng)井12處的地表上設(shè)有用于將回水抽上地表的地面栗站17，地面栗站17的進(jìn)水口連接所述回水管19;地面栗站17的出水口通過管路連接有熱交換器16;熱交換器的16通過管路連接所述制冷機(jī)組15。
[0023]進(jìn)風(fēng)井設(shè)有兩個，分別為進(jìn)風(fēng)副井I和進(jìn)風(fēng)主井22。保溫管2優(yōu)選通過進(jìn)風(fēng)副井I通入礦井，也可以通過進(jìn)風(fēng)主井22通入礦井。
[0024]所述制冷機(jī)組15的出水溫度為5°C— 10°C ;所述定向鉆孔4的直徑為89毫米；
所述運輸上下山5與回風(fēng)上下山10之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)巷23，聯(lián)絡(luò)巷23上設(shè)有風(fēng)門9;
所述工作面7設(shè)有進(jìn)風(fēng)順槽6和回風(fēng)順槽8，工作面7的進(jìn)風(fēng)順槽6連接運輸上下山5，工作面7的回風(fēng)順槽8通過工作面回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷24連接回風(fēng)上下山10;工作面回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷24與回風(fēng)上下山10連通。
[0025]所述熱交換器可以為設(shè)置在鍋爐供水管上的熱交換器16(可以提高鍋爐進(jìn)水溫度，降低鍋爐能耗)，優(yōu)選的設(shè)置是所述熱交換器16為地?zé)岚l(fā)電機(jī)的熱交換器;所述地?zé)岚l(fā)電機(jī)通過導(dǎo)線連接所述制冷機(jī)組15并為制冷機(jī)組15供電。當(dāng)然，也可以采用其他熱交換器。
[0026]所述分支管路18以及回水管19均為保溫管路。
[0027]為礦井布設(shè)本發(fā)明的巷幫截流式礦井降溫系統(tǒng)時，巷幫定向鉆孔4利用坑礦鉆機(jī)進(jìn)行施工，施工后利用“套管式”封孔方式進(jìn)行封孔，孔口外接有法蘭，通過法蘭將管路與定向鉆孔4相連接。相鄰的兩個鉆場14之間的連接定向鉆孔4作為一個注水點，注水點采用靜壓或者動壓注水，水在進(jìn)風(fēng)巷同一側(cè)的兩個鉆場14內(nèi)平行于巷道的定向鉆孔4中流動，阻斷地?zé)嵯蜻M(jìn)風(fēng)巷內(nèi)風(fēng)流的傳熱。
[0028]使用時，制冷機(jī)組15產(chǎn)生的低溫水通過保溫管2經(jīng)進(jìn)風(fēng)副井I輸送至井下，利用分流閥13將冷卻水分流至巷道兩側(cè)的注水點，水流沿進(jìn)風(fēng)大巷3送至各個采區(qū)。在進(jìn)風(fēng)大巷3和采區(qū)運輸上下山5處相鄰鉆場14之間施工多排多列直徑為89mm的定向鉆孔4，并利用套管式封孔方式進(jìn)行封孔；當(dāng)冷卻水流經(jīng)這些連通定向鉆孔4時，會帶走巷道周圍部分熱量，這將導(dǎo)致水溫升高。溫度升高后的熱水再經(jīng)布置在回風(fēng)大巷11中的保溫回水管19，由地面栗站17內(nèi)的大功率抽水栗經(jīng)回風(fēng)井12抽到地面加以利用，熱水被循環(huán)利用后再次輸送至制冷機(jī)組15中，開始新一輪的循環(huán)。
[0029]風(fēng)流經(jīng)進(jìn)風(fēng)副井I進(jìn)入進(jìn)風(fēng)大巷3后，由于冷卻水的降溫作用，進(jìn)風(fēng)大巷3和運輸上下山5巷道壁面溫度較低，從而對進(jìn)風(fēng)流有一定的降溫作用，使進(jìn)入回采工作面7的風(fēng)流溫度降低，有效地改善采掘工作面7的工作環(huán)境。
[0030]以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.巷幫截流式礦井降溫方法，使用該方法的礦井的進(jìn)風(fēng)大巷兩側(cè)間隔設(shè)有鉆場，進(jìn)風(fēng)大巷連接有運輸上下山和軌道上下山，運輸上下山和軌道上下山的兩側(cè)均間隔設(shè)有鉆場； 其特征在于按以下步驟進(jìn)行: 第一步驟是使用制冷機(jī)組制備冷卻水，并通過保溫管將冷卻水由進(jìn)風(fēng)副井送入礦井內(nèi)的進(jìn)風(fēng)大巷;相鄰鉆場之間設(shè)有若干排定向鉆孔，每排定向鉆孔設(shè)有若干列;連接在相鄰鉆場之間的各定向鉆孔形成一個注水點;注水點采用靜壓或者動壓注水； 第二步驟是使冷卻水在沿進(jìn)風(fēng)大巷流過設(shè)置在進(jìn)風(fēng)大巷兩側(cè)相鄰的鉆場之間的定向鉆孔，冷卻水在定向鉆孔中流動時將地溫?zé)嵩磁c進(jìn)風(fēng)大巷隔開，并向進(jìn)風(fēng)大巷傳遞冷量;在此過程中進(jìn)風(fēng)大巷兩側(cè)的各鉆場分別被冷卻水冷卻； 第三步驟是使冷卻水在沿運輸上下山和軌道上下山流動時流過設(shè)置在運輸上下山和軌道上下山兩側(cè)相鄰的鉆場之間的定向鉆孔，冷卻水在定向鉆孔中流動時將地溫?zé)嵩磁c運輸上下山和軌道上下山隔開，并向運輸上下山和軌道上下山傳遞冷量； 第四步驟是冷卻水通過各處定向鉆孔流經(jīng)回風(fēng)上下山和回風(fēng)大巷流至回風(fēng)井處，冷卻水在定向鉆孔中流動時被地溫?zé)嵩醇訜?，溫度逐漸升高成為高溫水;高溫水流至回風(fēng)井處，并通過地面栗站將高溫水抽至地面； 第五步驟是設(shè)置在地表的地面抽水栗站將高溫水由回風(fēng)井抽上地面后送入熱交換器，通過熱交換器得到降溫后的溫度較高的水重新進(jìn)入制冷機(jī)組，再從第一步驟開始不斷循環(huán)運行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷幫截流式礦井降溫方法，其特征在于:所述熱交換器為設(shè)置在鍋爐供水管上的熱交換器或者地?zé)岚l(fā)電機(jī)的熱交換器。3.實現(xiàn)權(quán)利要求1中所述巷幫截流式礦井降溫方法的巷幫截流式礦井降溫系統(tǒng)，其特征在于:包括礦井通風(fēng)系統(tǒng)和沿礦井通風(fēng)巷道布設(shè)的循環(huán)水系統(tǒng)； 所述礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括由地面向下設(shè)置的進(jìn)風(fēng)副井，進(jìn)風(fēng)副井下端與礦井的進(jìn)風(fēng)大巷相連通;進(jìn)風(fēng)大巷連接有運輸上下山和軌道上下山，運輸上下山連接工作面的進(jìn)風(fēng)順槽為工作面送風(fēng);工作面連接有回風(fēng)上下山，回風(fēng)上下山連接有回風(fēng)大巷，回風(fēng)大巷連接有豎向設(shè)置的回風(fēng)井，回風(fēng)井上端露于地表； 所述循環(huán)水系統(tǒng)包括設(shè)置在地表的制冷機(jī)組，制冷機(jī)組連接有用于運送冷卻水的保溫管，保溫管沿進(jìn)風(fēng)副井通入礦井； 所述運輸上下山和軌道上下山內(nèi)分別設(shè)置有分支管路，所述回風(fēng)大巷、回風(fēng)上下山以及回風(fēng)井內(nèi)設(shè)置有回水管； 進(jìn)風(fēng)大巷兩側(cè)間隔設(shè)有鉆場，運輸上下山和軌道上下山兩側(cè)間隔設(shè)有鉆場；同側(cè)相鄰的兩個鉆場之間設(shè)有若干排巷幫定向鉆孔，每排定向鉆孔設(shè)有若干列;連接在相鄰鉆場之間的各定向鉆孔形成一個注水點;注水點采用靜壓或者動壓注水； 進(jìn)風(fēng)大巷、運輸上下山和軌道上下山一側(cè)的注水點相互串連形成第一條水路，進(jìn)風(fēng)大巷、運輸上下山和軌道上下山另一側(cè)的注水點相互串連形成第二條水路； 以水流動的方向為前向，第一條水路和第二條水路中最后方注水點分別通過集中進(jìn)水管連接保溫管且集中進(jìn)水管上設(shè)有分流閥； 第一條水路和第二條水路中最前方注水點的集中出水管連接分支管路;分支管路的前端連接回水管；回水管通過回風(fēng)井通至地面； 運輸上下山和軌道上下山兩側(cè)的各定向鉆孔的進(jìn)水一端通過集中進(jìn)水管連接分支管路且其出水一端通過集中出水管連接分支管路； 回風(fēng)井處的地表上設(shè)有用于將回水抽上地表的地面栗站，地面栗站的進(jìn)水口連接所述回水管;地面栗站的出水口通過管路連接有熱交換器;熱交換器通過管路連接所述制冷機(jī)組。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巷幫截流式礦井降溫系統(tǒng)，其特征在于: 所述制冷機(jī)組的出水溫度為5°C — 10°C ;所述定向鉆孔的直徑為89毫米;所述熱交換器為地?zé)岚l(fā)電機(jī)或鍋爐的熱交換器;所述地?zé)岚l(fā)電機(jī)通過導(dǎo)線連接所述制冷機(jī)組并為制冷機(jī)組供電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種巷幫截流式礦井降溫方法及降溫系統(tǒng)，使用該方法的礦井的進(jìn)風(fēng)大巷兩側(cè)間隔設(shè)有鉆場，軌道上下山和運輸上下山兩側(cè)間隔設(shè)有鉆場，在鉆場兩端施工定向鉆孔；第一步是使用制冷機(jī)組制備冷卻水并送入進(jìn)風(fēng)大巷；第二步是使冷卻水流過進(jìn)風(fēng)大巷兩側(cè)相鄰的鉆場之間的定向鉆孔；第三步是使冷卻水流過設(shè)置在軌道和運輸上下山兩側(cè)相鄰的鉆場之間的定向鉆孔；第四步是高溫水流至回風(fēng)井處；第五步是地面泵站將水抽上地面后送入熱交換器，通過熱交換器降溫后的水重新進(jìn)入制冷機(jī)組，再從第一步驟開始不斷循環(huán)運行。本發(fā)明還公開了實現(xiàn)上述方法的降溫系統(tǒng)。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)降溫效果好、能夠調(diào)節(jié)各注水點的水流量，同時能夠有效利用地?zé)帷?br>【IPC分類】E21B7/04, E21F3/00
【公開號】CN105649668
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】魏建平, 李波, 劉勇, 尚顯光, 徐向宇, 張宏圖, 秦恒潔, 賈炳
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年4月3日