专利名称：二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿井降温系统，特别是涉及一种二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统。
背景技术：
当井下环境的空气温度超过28°C时，矿工的发病明显上升，超过30°C时开始出现中署甚至死亡事故，据1984年以来的不完全统计，我国煤矿已发生了几百人因高温中暑而晕倒在井下作业地点。新汶孙村矿在1984年之前(井下降温系统投入运行之前)在井下高温作业地点作业的矿工的发病率比常温(低于28°C )下高I. 83倍，最高时达3. 61倍。我国《煤矿安全规程》第102条规定“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26°C，机电硐室的空气温度不得超过30°C ；……采掘工作面的空气温度超过30°C，机电硐室的空气温度超过34°C时，必须停止作业”。 我国是世界上第一产煤大国，也是高温矿井数量多的国家。我国矿井开采深度平均每年以Ilm的速度向深部延伸。目前，我国统配煤矿的平均开采深度约为680m，有些矿井开采深度已达900nTl300m。据不完全统计，我国目前已有130余对矿井采掘工作面空气温度超过30°C，许多矿井的开采深度在800m以下。根据煤炭资源开发和资源保护资料显示，在我国预测的总储量中，有73. 2%的储量埋深在IOOOm以下。由此可见，矿井高温热害不仅是目前亟待解决的问题，而且从长远看，它对我国今后进一步开发深部煤炭资源具有战略意义。矿井深部高温热害问题十分严重，尤其是新井建井期和老井深部开拓更为突出。例如徐州三河尖矿，淮南矿业集团公司潘一、潘三矿等矿井建井期，均达到30°C 35°C的高温热害，使工程进度受到影响，新汶矿业集团公司孙村矿-800m水平开拓掘进，丰城建新矿-600m水平开拓掘进遇到31°C 35°C的高温热害问题，峰峰集团公司梧桐庄矿在掘进工作面遇到高温热水涌出，致使掘进工作面风温高达34°C，类似的高温热害还有许多，而目前矿井深部采掘工作面高温热害控制装备非常短缺，无法满足矿井深部安全、高效的生产，制约矿井深部开采的可持续发展需要。目前，矿井高温热害控制主要采用加大通风强度改善采掘工作面的环境温度，对不能用通风措施解决的一般采用冷水机组实施井下局部或集中人工制冷措施，但是冷水机组体积大，井下运输安装不方便；冷水管路铺设距离长，投资费用高，运行能耗大，根据国内外大型矿井降温系统的统计分析，一座大型集中矿井降温系统的装机总容量高达250(T4500kW，矿井降温系统能耗约占矿井生产系统总能耗的15% 20%，而二次载冷剂采用冰浆降温系统是有效解决系统能耗与井下设备体积过大的手段之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统，该矿井降温系统根据二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术，设计出制冷效果明显、能耗较小、性能可靠、运行平稳，可广泛应用于煤矿及非煤矿山井下采掘工作面高温热害的控制。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统，其所述系统的低温螺杆乙二醇机组将一次载冷剂，即35%乙二醇溶液降温至-10°C，由一次载冷剂泵将35%乙二醇送入冰浆制取装置中，通过冰浆制取装置中一次载冷剂与含有阻碍冰晶生长与抗冻性质添加剂的二次载冷剂进行热交换，在管壁上生成柔软蓬松冰晶粒子，经聚氨酯往复式刮削装置将冰晶粒子刮削下来，从而形成IPF29T30%冰浆，通过二次载冷剂泵将IPF29T30%冰浆通过保冷管道输送到平巷空气冷却器及采面空冷器，在空气冷却器内与风流换热，从而降低风流温度。低温螺杆乙二醇机组冷却水通过泵，将冷却水通过冷却管道输送到再冷装置，通过排热管道将37°C冷却水输送至再冷装置，在再冷装置内冷 却水与风流进行热交换，将冷却水温度降至32°C，返回到低温螺杆乙二醇机组，完成井下排热循环。所述的二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统，其所述二次侧载冷剂添加阻碍冰晶生长、有抗冻性质、无任何环境污染的二元添加剂。所述的二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统，其所述制取柔软蓬松冰晶粒子的冰晶粒子直径O. lmnTlmm，二次侧冰浆载冷剂的含冰率为2% 30%。本发明的优点与效果是
1.本发明工艺技术制冷效果非常显著，性能可靠；
2.本发明制取的冰浆具有柔软蓬松、较小粒径(冰晶粒子直径O.lmnTlmm)，可充分利用冰浆潜热，具有良好的热物理性质、化学性质，且具有较高传热与流动特性；
3.本发明工艺装备管网初投资较常规小30%左右，与常规冷水降温系统运行能耗可降低 40% 50% ；
4.本发明由于充分利用冰浆的潜热，输冷及传冷等设备外形尺寸要远远小于采用清水为载冷剂的矿井降温系统；
5.本发明工艺装备适用井下条件，具有坚固耐用及良好井下防护性；
6.本发明工艺装备操作方便，机组设有机前操作台，操作台上设有各种操作按钮和显示装置，便于操作。
图I为本发明工艺流程的实施例示意图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明进行详细说明。本发明用于煤矿及非煤矿山井下采掘工作面高温热害的二次侧流体采用冰浆蓄冷矿井降温系统，本发明的详细工艺过程为
低温螺杆乙二醇机组I将一次载冷剂(35%乙二醇溶液)降温至-10°C，由一次载冷剂泵2将35%乙二醇送入冰浆制取装置3中，通过冰浆制取装置3中一次载冷剂与含有阻碍冰晶生长与抗冻性质添加剂的二次载冷剂进行热交换，在管壁上生成柔软蓬松冰晶粒子，经聚氨酯往复式刮削装置将冰晶粒子刮削下来，从而形成IPF29T30%冰浆，通过二次载冷剂泵4将IPF29T30%冰浆通过保冷管道5输送到平巷空气冷却器6及采面空冷器10，在空气冷却器内与风流换热，从而降低风流温度。低温螺杆乙二醇机组冷却水通过泵7，将冷却水通过冷却管道8输送到再冷装置9，通过排热管道8将37°C冷却水输送至再冷装置9，在再冷装置9内冷却水与风流进行热交换，将冷却水温度降至32°C，返回到低温螺杆乙二醇机组1，完成井下排热循环系统。本发明主要装备包括低温螺杆乙二醇机组I、一次载冷剂泵2、冰浆制取装置3、二次载冷剂泵4、保冷管道5、平巷冰浆空气冷却器6、冷却水泵7、冷却水管道8、再冷装置9、采面冰浆空气冷却器10等。以上装备可选择配用标准设备或也可自行设计加工。低温螺杆乙二醇机组I将一次载冷剂(35%乙二醇溶液)降温至-10°C，由一次载冷剂泵2将35%乙二醇送入冰浆制取装置3中，通过冰浆制取装置3中一次载冷剂与含有阻碍冰晶生长与抗冻性质添加剂的二次载冷剂进行热交换，在管壁上生成柔软蓬松冰晶粒子，经聚氨酯往复式刮削装置将冰晶粒子刮削下来，从而形成IPF29T30%冰浆，通过二次载冷剂泵4将IPF29T30%冰浆通过保冷管道5输送到平巷空气冷却器6及采面空冷器10，在空气冷却器内与风流换热，从而降低风流温度。低温螺杆乙二醇机组冷却水通过泵7，将冷却水通过冷却管道8输送到再冷装置9，通过排热管道8将37°C冷却水输送至再冷装置9，·在再冷装置9内冷却水与风流进行热交换，将冷却水温度降至32°C，返回到低温螺杆乙二醇机组1，完成井下排热循环系统。
权利要求
1.二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统，其特征在于，所述系统的低温螺杆乙二醇机组(I)将一次载冷剂，即35%乙二醇溶液降温至-10°C，由一次载冷剂泵(2)将35%乙二醇送入冰浆制取装置(3 )中，通过冰浆制取装置(3 )中一次载冷剂与含有阻碍冰晶生长与抗冻性质添加剂的二次载冷剂进行热交换，在管壁上生成柔软蓬松冰晶粒子，经聚氨酯往复式刮削装置将冰晶粒子刮削下来，从而形成IPF29T30%冰浆，通过二次载冷剂泵4将IPF29T30%冰浆通过保冷管道(5)输送到平巷空气冷却器(6)及采面空冷器(10)，在空气冷却器内与风流换热，从而降低风流温度；低温螺杆乙二醇机组冷却水通过泵(7)，将冷却水通过冷却管道(8)输送到再冷装置(9)，通过排热管道(8)将37°C冷却水输送至再冷装置(9)，在再冷装置(9)内冷却水与风流进行热交换，将冷却水温度降至32°C，返回到低温螺杆乙二醇机组(I )，完成井下排热循环。
2.根据权利要求I所述的二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统，其特征在于，所述二次侧载冷剂添加阻碍冰晶生长、有抗冻性质、无任何环境污染的二元添加剂。
3.根据权利要求I所述的二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统，其特征在于，所述制取柔软蓬松冰晶粒子的冰晶粒子直径0. lmnTlmm，二次侧冰浆载冷剂的含冰率为2% 30%。
全文摘要
二次侧流体采用冰浆蓄冷工艺技术的矿井降温系统，涉及一种矿井降温系统，系统的低温螺杆乙二醇机组1将一次载冷剂，降温至-10℃，由一次载冷剂泵2将35%乙二醇送入冰浆制取装置3中，通过冰浆制取装置3中一次载冷剂与含有阻碍冰晶生长与抗冻性质添加剂的二次载冷剂进行热交换，在管壁上生成柔软蓬松冰晶粒子，经聚氨酯往复式刮削装置将冰晶粒子刮削下来，从而形成IPF2%~30%冰浆，通过二次载冷剂泵4将IPF2%~30%冰浆通过保冷管道5输送到平巷空气冷却器6及采面空冷器10，在空气冷却器内与风流换热，从而降低风流温度。在再冷装置9内冷却水与风流进行热交换，将冷却水温度降至32℃，返回到低温螺杆乙二醇机组1，完成井下排热循环。本系统可广泛应用于煤矿及非煤矿山井下采掘工作面高温热害的控制。
文档编号F25D3/02GK102808643SQ20121026740
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者李红阳, 罗海珠, 梁运涛, 王长彬, 王伟 申请人:煤炭科学研究总院沈阳研究院