一种矿井通风降温及余热利用系统的制作方法
【专利摘要】一种矿井通风降温及余热利用系统，包括位于井口外侧的井口房，在井口房的侧壁上安装有若干个空气换热器，位于机房内的制冷热泵机组一端与空气换热器通过冷热媒水循环管路相连，另一端通过冷却塔水循环管路与位于机房上的冷却塔相连，制冷热泵机组还通过矿井水循环管路与矿井水池相连。它在夏季通过向井下输入降温降湿过的冷风不仅能够有效降低井下温度，还能有效降低井下湿度，改善井口和井下湿热的整体环境，实现全面降温降湿而非仅实现局部工作面的降温降湿，改善矿工井下工作整体环境，提高矿工工作效率，保证煤矿的安全生产，达到使井下降温降湿的目的，在冬季，可通过回收温度高的矿井,水的余热用于井口保温，实现节能降耗的目的。
【专利说明】一种矿井通风降温及余热利用系统
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种矿井通风降温及余热利用系统。
【背景技术】
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[0002]随着我国煤炭资源开采范围的扩大和开采强度的增加，煤矿开采深度不断增加，因开采深度增加引起的煤矿热害愈来愈引起政府和企业的重视。矿井热害严重影响煤矿的安全生产，严重地影响井下作业人员的身体健康和生命安全，使得井下作业人员体能下降，工作效率降低，影响矿山的经济效益。当今矿井热害治理主要采用井下或井上集中式冷水降温技术，由集中设置于井下或井上的制冷机组产出冷冻水，经循环水泵送至采煤工作面的空冷器，通过空冷器的热交换达到局部降温的目的。同时，在地面上设置冷却塔，用以排放井下制冷产生的冷凝热。但上述技术仅实现工作面的局部制冷，对主巷及机电硐室等无制冷效果，而且降湿效果差。同时，随工作面长度的不断延伸，局部制冷效果衰减显著。另夕卜，其关键部件全进口，投资极高，系统维护保养难度大、费用高。
【发明内容】
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[0003]本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种矿井通风降温及余热利用系统，它结构设计合理，在夏季通过向井下输入降温降湿过的冷风不仅能够有效降低井下温度，还能有效降低井下湿度，改善井口和井下湿热的整体环境，实现全面降温降湿而非仅实现局部工作面的降温降湿，改善矿工井下工作整体环境，提高矿工工作效率，保证煤矿的安全生产，达到使井下降温降湿的目的，在冬季，本发明一种矿井通风降温及余热利用系统可通过回收温度高的矿井水的余热用于井口保温，实现节能降耗的目的，除此之外，由于该系统设备全部置于地面，不需要井下设备防尘、防火及防爆等特殊要求，项目工程投资费用大大降低，且运行维护方便，免除井下维修的麻烦与不利，解决了现有技术中存在的问题。
[0004]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种矿井通风降温及余热利用系统，包括位于井口外侧的井口房，在井口房的侧壁上安装有若干个空气换热器，位于机房内的制冷热泵机组一端与空气换热器通过冷热媒水循环管路相连，另一端通过冷却塔水循环管路与位于机房上的冷却塔相连，制冷热泵机组还通过矿井水循环管路与矿井水池相连。
[0006]在井口房的进口和出口外侧沿进出车轨道方向分别设有一进口驻车通道和一出口驻车通道，在进口驻车通道内侧两端分别设有进口自动外门和进口自动内门，在出口驻车通道内侧两端分别设有出口自动内门和出口自动外门，在靠近进口自动外门、进口自动内门、出口自动内门和出口自动外门进车侧的地面上分别设有光电传感器，各光电传感器、进口自动外门、进口自动内门、出口自动内门和出口自动外门均与设在井口房内的自动控制柜相连。
[0007]在进口自动外门、进口自动内门、出口自动内门和出口自动外门与其进车侧对应的光电传感器之间的进出车轨道上分别设有一阻车器，阻车器与自动控制柜相连。
[0008]进口驻车通道和出口驻车通道的两侧分别设有防火石棉夹心彩钢板。
[0009]所述空气换热器为无动力换热器，包括一铝合金保温密封框架，在铝合金保温密封框架的外侧设有过滤网，内侧设有百叶窗，在过滤网和百叶窗之间的铝合金保温密封框架内设有若干层上下设置的盘管组，所述盘管组包括若干列紫铜盘管，在紫铜盘管的外侧表面设有亲水铝箔翅片，在每个盘管组的底部均设有一积水盘，各积水盘通过一冷凝水水管与外界相连通。
[0010]所述冷却塔为闭式冷却塔。
[0011]本发明采用上述方案，结构设计合理，夏季时，空气换热器对室外空气进行降温降湿处理，然后通过原有矿井通风系统产生的负压将处理后的空气送入井口和井下各巷道，有效改善井口和井下湿热的整体环境，实现全面降温降湿。本发明一种矿井通风降温及余热利用系统降温降湿效果显著，能有效改善矿工井下工作整体环境，提高矿工工作效率，保证煤矿的安全生产。冬季时，空气换热器对室外空气加热处理，然后通过原有矿井通风系统产生的负压将处理后的空气送入井口房内，保证井口温度不低于2°C，实现井口的防冻保温的目的，井口保温所需的热量通过制冷热泵机组从矿井水中提取，有效利用矿井水的余热，实现节能降耗的目的，除此之外，由于该系统设备全部置于地面，不需要井下设备防尘、防火及防爆等特殊要求，项目工程投资费用大大降低，且运行维护方便，避免井下维修的麻烦与不利。
【专利附图】
【附图说明】
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[0012]图1为本发明的结构示意图。
[0013]图2为本发明中井口房的结构示意图。
[0014]图3为本发明中空气换热器的结构示意图。
[0015]图4为图3的左视结构示意图。
[0016]图中，1、井口房，2、空气换热器，3、制冷热泵机组，4、冷热媒水循环管路，5、冷却塔水循环管路，6、冷却塔，7、矿井水循环管路，8、矿井水池，9、进出车轨道，10、进口驻车通道，
11、出口驻车通道，12、进口自动外门，13、进口自动内门，14、出口自动内门，15、出口自动外门，16、光电传感器，17、自动控制柜，18、铝合金保温密封框架，19、过滤网，20、百叶窗，21、盘管组，22、积水盘，23、冷凝水水管，24、阻车器。
【具体实施方式】
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[0017]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
[0018]如图1-4所示，一种矿井通风降温及余热利用系统，包括位于井口外侧的井口房I，在井口房I的侧壁上安装有若干个空气换热器2，位于机房内的制冷热泵机组3 —端与空气换热器2通过冷热媒水循环管路4相连，另一端通过冷却塔水循环管路5与位于机房上的冷却塔6相连，制冷热泵机组3还通过矿井水循环管路7与矿井水池8相连。
[0019]在井口房I的进口和出口外侧沿进出车轨道9方向分别设有一进口驻车通道10和一出口驻车通道11，在进口驻车通道10内侧两端分别设有进口自动外门12和进口自动内门13，在出口驻车通道11内侧两端分别设有出口自动内门14和出口自动外门15，在靠近进口自动外门12、进口自动内门13、出口自动内门14和出口自动外门15进车侧的地面上分别设有光电传感器16，各光电传感器16、进口自动外门12、进口自动内门13、出口自动内门14和出口自动外门15均与设在井口房I内的自动控制柜17相连。
[0020]在进口自动外门12、进口自动内门13、出口自动内门14和出口自动外门15与其进车侧对应的光电传感器16之间的进出车轨道9上分别设有一阻车器24，阻车器24与自动控制柜17相连。阻车器24可防止车辆失控撞击自动门，提高自动控制安全性目的。
[0021]进口驻车通道10和出口驻车通道11的两侧分别设有防火石棉夹心彩钢板，可将进口驻车通道10和出口驻车通道11更好的进行密封。
[0022]所述空气换热器为无动力换热器，包括一铝合金保温密封框架18，在铝合金保温密封框架18的外侧设有过滤网19，内侧设有百叶窗20，在过滤网19和百叶窗20之间的铝合金保温密封框架18内设有若干层上下设置的盘管组21，所述盘管组21包括若干列紫铜盘管，在紫铜盘管的外侧表面设有亲水铝箔翅片，在每个盘管组21的底部均设有一积水盘22，各积水盘22通过一冷凝水水管23与外界相连通。所述无动力空气换热器不设置风机，利用原有矿井通风系统就可将处理后的室外空气送入井下，达到夏季治理热害和冬季井口保温防冻的目的，使用无动力空气换热器没有电力驱动造成的噪音，节能效果明显，具有很好的经济和社会效益，且无动力换热器四周由铝合金保温密封框架18密封，减小了漏风率，这样有效地增加了空气的换热量，而且通过设置过滤网19可有效隔离粉尘，防止翅片脏堵而影响换热，亲水铝箔翅片使冷凝水及时排走而不会附在翅片表面影响换热效果。
[0023]所述冷却塔6为闭式冷却塔，闭式冷却塔日常管理方便，无需经常停机保养维护，运行稳定安全。
[0024]夏季时，外部空气与设置于井口房I侧壁上的空气换热器2换热，空气换热器2内的冷媒水吸取空气中的热量对室外空气进行降温处理，吸取热量后的冷媒水经冷热媒水循环管路4回流至制冷热泵机组3内。冷却塔6产出的冷冻水经冷却塔水循环管路5流入制冷热泵机组3内，冷冻水吸取回流至制冷热泵机组3内的冷媒水的热量，对冷媒水降温，吸取热量后的冷冻水通过冷却塔水循环管路5回流至冷却塔6内将热量排放到大气中，降温后的冷媒水再流至空气换热器2内进行下一次循环。经过空气换热器2降温处理后的空气进入井口房I内，然后利用原有的矿井通风系统产生的负压将全部处理后空气送入井下各通风巷道，有效改善井口和井下湿热的整体环境，实现全面降温降湿，达到使井下降温治理热害的目的。
[0025]冬季时，外部空气与设置于井口房I侧壁上的空气换热器2换热，空气换热器2内的热媒水对室外空气进行加热处理，将热量传递给空气的热媒水经冷热媒水循环管路4回流至制冷热泵机组3内。高温的矿井水经矿井水循环管路7流入制冷热泵机组3内，矿井水加热回流至制冷热泵机组3内的热媒水，将热量释放给热媒水的矿井水通过矿井水循环管路7回流至矿井水池8内，加热后的热媒水再流至空气换热器2内进行下一次循环。经过空气换热器2加热处理后的空气在原有矿井通风系统产生的负压下送入井口房I内，保证井口温度不低于2°C，实现对井口的防冻保温，井口保温所需的热量通过制冷热泵机组3从矿井水中提取，实现节能降耗的目的。
[0026]本发明矿井通风降温及余热利用系统为了使夏天井下降温降湿效果和冬季井口保温效果更好，对井口房I进行封闭处理，在井口房I进口和出口处各设置两道自动门，井口房I在人员或车辆不进出的时候，自动门关闭可保证井口房绝对的密封。在人员或物资进出时也可有效阻断室外空气未经处理直接进入井口房1，控制漏风率，具体实现过程如下:车辆进井口房I时，当车辆到达进口自动外门12进车侧的光电传感器16时，光电传感器16发送信号给自动控制柜17，自动控制柜17控制进口自动外门12打开，然后进口自动外门12进车侧的阻车器24打开，允许车辆进入进口驻车通道10，随后进口自动外门12进车侧的阻车器24关闭，然后进口自动外门12快速关闭，此时进口自动内门13处于关闭状态，避免了进口自动外门12开启时室外空气进入井口房I内。车辆继续前行，当车辆到达进口自动内门13进车侧的光电传感器16时，光电传感器16发送信号给自动控制柜17，自动控制柜17控制进口自动内门13打开，然后控制进口自动内门13进车侧的阻车器24打开，允许车辆由进口驻车通道10进入井口房I内部，随后进口自动内门13进车侧的阻车器24关闭，然后进口自动内门13快速关闭。车辆出井口房I时，当车辆到达出口自动内门14进车侧的光电传感器16时，光电传感器16发送信号给自动控制柜17，自动控制柜17控制出口自动内门14打开，然后控制出口自动内门14进车侧的阻车器24打开，允许车辆进入出口驻车通道11，随后出口自动内门14进车侧的阻车器24关闭，然后出口自动内门14快速关闭，此时，出口自动外门15处于关闭状态。车辆继续前行，当车辆到达出口自动外门15进车侧的光电传感器16时，光电传感器16发送信号给自动控制柜17，自动控制柜17控制出口自动外门16打开，然后出口自动外门16进车侧的阻车器24打开，车辆驶出出口驻车通道11后出口自动外门15进车侧的阻车器24关闭，然后出口自动外门15快速关闭。人员车辆进出井口房I本体过程中，前道自动门开启时，其对应的后道自动门保持关闭，避免两道门的同时开启，有效防止室外空气渗入，实现井口房I良好的封闭，控制漏风率在10%以内。通过对井口房I的封闭处理，本发明实现了全风量处理，保证进入井口房和井下的全部风量都是通过换热器处理后的，使夏天井下降温降湿效果和冬季井口保温效果更好。
[0027]本发明未详述之处，均为本【技术领域】技术人员的公知技术。
【权利要求】
1.一种矿井通风降温及余热利用系统，其特征在于:包括位于井口外侧的井口房，在井口房的侧壁上安装有若干个空气换热器，位于机房内的制冷热泵机组一端与空气换热器通过冷热媒水循环管路相连，另一端通过冷却塔水循环管路与位于机房上的冷却塔相连，制冷热泵机组还通过矿井水循环管路与矿井水池相连。
2.根据权利要求1所述的一种矿井通风降温及余热利用系统，其特征在于:在井口房的进口和出口外侧沿进出车轨道方向分别设有一进口驻车通道和一出口驻车通道，在进口驻车通道内侧两端分别设有进口自动外门和进口自动内门，在出口驻车通道内侧两端分别设有出口自动内门和出口自动外门，在靠近进口自动外门、进口自动内门、出口自动内门和出口自动外门进车侧的地面上分别设有光电传感器，各光电传感器、进口自动外门、进口自动内门、出口自动内门和出口自动外门均与设在井口房内的自动控制柜相连。
3.根据权利要求2所述的一种矿井通风降温及余热利用系统，其特征在于:在进口自动外门、进口自动内门、出口自动内门和出口自动外门与其进车侧对应的光电传感器之间的进出车轨道上分别设有一阻车器，阻车器与自动控制柜相连。
4.根据权利要求2所述的一种矿井通风降温及余热利用系统，其特征在于:进口驻车通道和出口驻车通道的两侧分别设有防火石棉夹心彩钢板。
5.根据权利要求1所述的一种矿井通风降温及余热利用系统，其特征在于:所述空气换热器为无动力换热器，包括一铝合金保温密封框架，在铝合金保温密封框架的外侧设有过滤网，内侧设有百叶窗，在过滤网和百叶窗之间的铝合金保温密封框架内设有若干层上下设置的盘管组，所述盘管组包括若干列紫铜盘管，在紫铜盘管的外侧表面设有亲水铝箔翅片，在每个盘管组的底部均设有一积水盘，各积水盘通过一冷凝水水管与外界相连通。
6.根据权利要求1所述的一种矿井通风降温及余热利用系统，其特征在于:所述冷却塔为闭式冷却塔。
【文档编号】E21F1/00GK104213931SQ201410476071
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】刘海东, 曹丰平, 王仁栋, 刘宁, 范廷华, 马明明 申请人:济南国海能源科技有限公司