[发明专利]矿井涌水为冷源的深井降温系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种降温系统，尤其涉及一种充分利用矿井中的涌水为冷源的深井降温系统。

背景技术

热害是矿井的自然灾害之一，随着矿井开采深度的增加，矿井中高温高湿的热害问题变得越来越严重，其主要表现在以往生产水平还未出现高温高湿的矿井，开采深度增大到某一水平可能出现高温高湿和目前水平局部出现高温高湿的矿井，在该深度水平开采，可能出现更加严重的高温热害难题。而且随着矿井开采深度的增加，机械化程度也越来越高，由此产生的机械散热也愈来愈大，矿井热害问题将显得愈来愈突出。矿井热害不仅影响井下作业人员的工作效率，影响矿山的经济效益，而且严重地影响井下作业人员的身体健康和生命安全，严重地影响矿山的安全。

从总体上看，人工制冷降温技术可以分为水冷却系统和冰冷却系统，其中水冷却系统就是矿井空调降温技术的应用，是利用以氟利昂为制冷剂的压缩制冷机进行矿内人工制冷的降温方法；而冰冷却降温系统则是将制冰机制出的冰块撒向工作面，通过冰水相变完成热量交换，或利用井下融冰后形成的冷冻水向工作面喷雾，达到降温目的。

发明人发现现有的矿井空调降温系统存在下述问题，矿井空调降温技术可以提取的冷量较小(进出水温差一般2～3℃)，冷却水属于闭路循环系统，流量小，冷量的提取完全以电能的消耗为代价，运行费用高，而且主机及所有设备一般都布置在降温工作面巷道内，冷风与新进风流混合后形成混风送至工作面，严重影响降温效果。此外，置换出的热量无法完全排走，致使制冷机效率低、降温效果不明显。另外，集中空调降温系统根据布置形式逐渐发展为地面集中式、联合集中式及井下局部分散式，但地面集中式空调系统载冷剂循环管道承压大，易被腐蚀损坏，且冷损较大；在用风地点上空调效果不好，经济性较差，安全性较低；此外，供冷距离短，要求水量大，冷冻水温差小。井上、下联合的混合空调系统是在地面、井下同时设置制冷站，冷凝热在地面集中排放，但在深部矿井降温中制冷容量受制于空气和水流的回流排热能力，所以通常需要在地表安装附加的制冷机组，操作复杂，造价高。而局部分散式空调系统设备布置分散，冷媒循环管路复杂，操作管理不便。以上问题严重制约了其在深井降温中的应用。

而冰冷却降温系统存在一个重要的问题，就是输冰管道的机械设计及管道堵塞问题，对系统运行管理和控制方面有较高的要求，同时，就降温效果而言，冰冷式降温系统在降低温度的同时会增大工作面的相对湿度，很难达到工作面降温降湿的要求。

发明内容

本发明提供了一种矿井涌水为冷源的深井降温系统，该系统可以用矿井涌水为冷源提取冷量，供给降温子系统，用于降温子系统与工作面进行热交换，具有节能、高效、环保的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种矿井涌水为冷源的深井降温系统，该系统包括：制冷子系统、压力转换子系统及降温子系统；所述制冷子系统的冷却水回水端与水仓B连接，水仓B的排水端分别通过排水系统与水仓C及现有排水系统连接；水仓C的矿井涌水输出端经管路、开放式水沟及开放式水仓与水仓A连接，水仓A的矿井涌水排水端通过水处理系统与制冷子系统的冷却水进水端连接，制冷子系统的冷量输出端通过压力转换子系统与降温子系统连接构成闭路循环系统。

所述水仓A、水仓B均为设置在矿井内-600水平处的水仓；水仓C为设置在矿井内-450水平处的水仓。

所述压力转换子系统连接设置在制冷子系统与降温子系统之间，与制冷子系统连接形成上循环闭路循环子系统，与降温子系统连接形成下循环闭路子系统。

所述降温子系统设置在矿井中的-1010水平处，用于通过制冷子系统经压力转换子系统输送的提取出来的冷量与工作面高温空气进行热交换，降低工作面的环境温度。

所述制冷子系统设置在矿井内的-600水平处，压力转换子系统设置在矿井内的-800水平处。

本发明实施方式还提供一种矿井涌水为冷源的深井降温系统，该系统包括：制冷子系统的冷却水回水端与水仓连接，水仓的矿井涌水排水端经水平管路、开放式水沟及开放式水仓与制冷子系统的冷却水进水端连接，制冷子系统的冷量输出端通过管路与降温子系统连接构成闭路循环系统。

所述水仓为设置在矿井内的-700水平处的水仓。

所述制冷子系统的冷却水回水端的流量为400m³/h，所述水仓的矿井涌水排水端的流量为60m³/h。

所述制冷子系统设置在矿井内-700水平处。

所述降温子系统设置在矿井内-980水平处。