[发明专利]一种矿井内用液态CO2制冷降温装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井降温技术领域，特别涉及一种矿井内用液态CO₂制冷降温装置与方法。

背景技术

近年来随着煤矿开采深度的加深以及开采机械化程度的提高，我国很多煤矿采掘工作面温度达到35℃以上。矿工持续在高温环境中作业时，将造成人体机能迅速下降；工作效率降低；甚至造成人体中暑；工人机警能力下降造成安全事故，严重影响着矿工的健康与安全并阻碍煤炭的开采。因此，热害的防治成为一个亟待解决的问题。现有工作面降温方法包括：矿井通风、空气压缩式制冷降温、冰块降温、制冷空调等方式，但上述降温系统复杂，投资运行费用较高，且不能持续降温。

发明内容

本发明提供一种矿井内用液态二氧化碳制冷降温装置与方法，利用液态CO₂气化吸收大量热量，对井下采掘工作面进行持续制冷降温。

本发明提供了一种矿井内用液态CO₂制冷降温装置，包括区段进风巷、工作面，还包括：液态CO₂，所述液态CO₂位于矿井之外；所述液态CO₂的输出端依次通过增压泵、稳压阀与输送管道连接，所述增压泵和稳压阀均位于矿井之外；所述稳压阀右侧的输送管道从矿井进入矿体内并延伸至区段进风巷，位于区段进风巷中的输送管道上安装有若干个CO₂蒸发器，所述输送管道的末端通过旋拧阀与设置在采空区中的释放管相连接。

较佳地，所述输送管道上还设置有压力表和流量表，所述压力表和流量表均位于矿井之外，所述压力表位于所述流量表左侧。

较佳地，所述CO₂蒸发器包括液态CO₂输入管、分散管、排管、导热片和气液混合CO₂输出管；所述排管的左侧通过分散管与液态CO₂输入管连通，所述液态CO₂输入管的左端口与输送管道相连接；所述排管的右侧也通过分散管与气液混合CO₂输出管连通，所述气液混合CO₂输出管的右端口与输送管道相连接；所述排管中分布有若干个导热片。

一种矿井内用液态CO₂制冷降温方法，包括：

步骤一：首先安装好各个管路及装置，然后将液态CO₂注入到输送管道中，液态CO₂通过增压泵向输送管道中提供高压液态CO₂，高压液态CO₂经过稳压阀向输送管道中提供稳定的液态CO₂，稳定的液态CO₂再通过输送管道从矿井进入矿体内并延伸至区段进风巷；

步骤二：通过区段进风巷中安设的CO₂蒸发器使高压液态CO₂在CO₂蒸发器中气化吸热，CO₂蒸发器上的导热片吸收空气中大量热量，从而降低区段进风巷中温度，区段进风巷风流进入工作面，进而对工作面进行降温；

步骤三：打开旋拧阀，将气化后的CO₂注入采空区，抑制采空区煤自燃。

本发明和现有技术相比，其优点在于：

本发明提供的一种矿井内用液态CO₂制冷降温装置与方法，利用液态CO₂气化吸收大量热量，对井下采掘工作面进行降温，同时由于CO₂获取容易，原料便宜，在持续向矿井内注入液态CO2，对矿井内进行持续降温的同时也降低了系统的投资。

附图说明

图1为本发明提供的一种矿井内用液态CO₂制冷降温装置结构示意图；

图2为CO₂蒸发器示意图。

附图标记说明：

1、液态CO₂；2、增压泵；3、稳压阀；4、压力表；5、流量表；6、输送管道；7、区段进风巷；8、工作面；9、区段回风巷；10、CO₂蒸发器；11、旋拧阀；12、释放管；13、采空区；14、液态CO₂输入管；15、分散管；16、排管；17、导热片；18、气液混合CO₂输出管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。