[发明专利]一种防治煤矸石山自燃及热量回收发电设备和控制方法

说明书

本发明公开一种防治煤矸石山自燃及热量回收发电设备和控制方法，包括循环液态传热工质供给系统，双套密封管钻封热交换系统，温度监测及智能控制系统和热量回收发电系统；循环液态传热工质供给系统包括储存池与液态供给管路和回收管路；储存池与双套密封管连通；储存池与热量回收发电系统连通；双套密封管与供给管路连通，双套密封管外侧壁通过高温输出管路与热量回收发电系统连通。本申请提出了一种施工简单、安全可靠、经济高效及节能环保的煤矸石山自燃防治及热回收发电设备，具有有效、可控降温、低供电能源成本、节能环保、可循环使用、工程量小、维护费用低等优点，有很强的经济性和实用性。

技术领域

本发明涉及煤矿煤矸石山自燃防灭火治理技术领域，尤其涉及一种防治煤矸石山自燃及热量回收发电设备和控制方法。

背景技术

煤矸石是在煤炭开采过程被选出来的一种含碳量低的固体废弃物，其产量约占煤炭总产量的10％-20％。由于煤炭开采深度的不断加大，煤矸石的排放量逐年增加，目前我国已形成煤矸石山2600余座，大量煤矸石的露天堆积，不仅占用土地，而且会在空气的长期氧化作用下产生自燃，释放出包括CO、H2S、SO2等气体在内的大量有毒有害气体，危害人民健康及污染环境。

煤矸石山一旦与氧气长期接触发生自燃，对其灭火治理就非常困难，而且对这种自燃释放的热量得不到有效、绿色利用。传统防灭火方法包括注浆灭火法、覆盖碾压法、挖掘熄灭法、煤矸分离法、深部注入惰性气体法、压注阻化材料、洒水降温等方法，但是由于成本高、工程量大或防治效果不好、不环保而得不到广泛的推广应用，煤矸石山自燃的防治问题需进一步有效解决。

有关研究表明，在煤矸石山自燃以后，煤矸石表面温度可达40-50℃，矸石山内部温度可达300-1000℃，正式因为这种热量的大量积累导致了大量有毒有害气体的释放，因此在煤矸石山自燃的有效防治的基础上，需要进一步解决热量回收问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防治煤矸石山自燃及热量回收发电设备和控制方式，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现有效可控降温，降低供电能源成本，整个系统节能环保，可循环使用。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种防治煤矸石山自燃及热量回收发电设备，其特征在于，包括循环液态传热工质供给系统，双套密封管钻封热交换系统和热量回收发电系统；

所述循环液态传热工质供给系统包括储存池与液态供给管路和回收管路；所述储存池通过所述供给管路与所述双套密封管钻封热交换系统连通；所述储存池通过所述回收管路与所述热量回收发电系统连通；

所述双套密封管钻封热交换系统包括双套密封管和高温输出管路；所述双套密封管嵌入煤矸石山内；所述双套密封管设置有至少一个，所述双套密封管顶端与所述供给管路连通，所述双套密封管外侧壁通过所述高温输出管路与所述热量回收发电系统连通。

优选的，多个双套密封管钻封热交换系统以十字网格状交叉布置与煤矸石山的测量节点，每个双套密封管钻封热交换系统中又设置有多个双套密封管，每个密封管均与高温输出管路和供给管路连通，以达到其液态传热工质转移的目的。

优选的，所述供给管路和回收管路均采用包括不锈钢等在内的防腐蚀性(或经过防腐蚀处理)耐高温材料。

所述双套密封管包括内层套管，外层套管和钻头；所述内层套管设置于所述外层套管内，且与所述外层套管密封连接；所述钻头固定设置于所述外层套管底部；所述内层套管的管口与所述供给管路管壁连通。

优选的，所述外层套管于煤矸石山中的位置可将其分为绝热段和吸热段；其划分需根据煤矸石山内部的实际温度，吸热段为煤矸石山的高温区域；