一种矿井回风散热工作面局部降温系统的制作方法

本发明涉及一种矿井回风散热工作面局部降温系统，特别是一种应用于常年热害工作面、局部或短期出现高温高湿工作面的制冷降温系统。

背景技术：

随着煤炭需求量的日益增加和开采能力的不断提高，深部开采将成为我国煤炭行业面临的必然趋势。研究表明地壳恒温带深度多在50 m以内，温度约为15 ℃～17 ℃，其下增温带平均以2.4~4.2 ℃/100m的地温升高。可见，当煤矿采掘深度达到1000 m时，即使正常地温升高也会使矿井热害变得很突出。此外，采掘运输机电设备、煤和煤矸石氧化等放热，井下水与深层地下热水以及生产用水等导致井下环境高温高湿，致使劳动生产率降低、安全事故发生率增大，严重制约了煤炭经济的发展。

对于一些正常地温温升型矿井，在夏季工作面出现高温高湿热害问题，而其他季节工作面热环境却明显好转的矿井，可通过季节性调节或风源热泵井口房空调用于夏季井口集中降温有效缓解大巷热环境。但对于通风距离较远的个别工作面仍将出现高温高湿热害，特别是随着生产不断开拓和延伸，单纯采用季节调节和通风的调整作用不明显时，工作面热害加剧，严重影响正常生产。此类矿井如果采用井下集中制冷局部降温，系统复杂、运行费用高、投资较大、灵活性较差、使用效率较低，因此非常必要探寻经济高效的降温系统。

对于季节性高温热害矿，井下热环境变化与季节密切相关，相对来说采取集中制冷局部降温，系统复杂、运行费用高、投资较大、灵活性较差、使用效率较低。同时，对于季节性变化明显的热害矿井，仅满足夏季高温季节的降温需要、造成降温设备投资浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种矿井回风散热工作面局部降温系统。本发明解决了季节性变化显著的热害矿井以及采取集中降温系统后的冷量输送半径较远的个别高温采掘工作面的降温散热难的问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：矿井回风散热工作面局部降温系统，包括矿用空调器、冷冻水循环泵、水冷冷水制冷机组、冷却水循环泵和回风散热器。其特征是：所述水冷冷水制冷机组的蒸发器冷冻水供水管连接矿用空调器的进水管，矿用空调器的回水管通过冷冻水循环泵后接蒸发器冷冻水回水管。水冷冷水制冷机组的冷凝器冷凝热散热冷却水出水管接回风散热器进水管，回风散热器回水管通过冷却水循环泵后接冷凝器冷凝热散热冷却水进水管。所述矿用空调器设置于进风巷内并与局扇和送风风筒连接，回风散热器设置在回风巷乏风流中并与局扇和风筒连接。

进一步地，还设置软化水处理装置，所述冷冻水循环泵的进水口连接一个冷冻水补水定压泵，冷却水循环泵的进水口连接一个冷却水补水定压泵，冷冻水补水定压泵和冷却水补水定压泵均连接在软化水处理装置供水管上。

为了冷冻水系统和冷凝热散热冷却水系统在运行过程中防止倒空现象发生（和普通中央空调系统一样），需要及时补水和定压，以确保系统稳定运行。补水定压泵会根据系统运行的压力变化而进行自动开关运行，实现及时补水定压。不管冷冻水系统还是冷却水系统为了避免盐碱和污物脏污管道和换热器，系统里面充注软化水，在正常运行后系统补水也采用软化水，补水量一般取循环流量的1～3%，所以软化水一般贮存于水箱内，水箱起到蓄存和缓冲作用，软化水系统运行根据水箱内水位高低开停。

矿井降温需要低于环境温度的冷量，冷量是由水冷冷水制冷机组蒸发器实现的，在制冷时通过水冷冷水制冷机组蒸发器把被冷却对象的热量提取出来，转移至冷凝器同时温度升高，再通过冷却水介质将冷凝器的热量带出。本专利就是通过冷却水将制冷的冷凝热通过回风散热器传给矿井工作面回风，矿井工作面回风获得热量后，经矿井排风系统排至地面。从而解决了井下制冷工作面降温的制冷冷凝热散热难的问题。

本发明系统的工作流程如下：

冷冻水循环：冷冻水循环水泵对冷冻水加压后经管道输送，冷冻水进入冷凝器，被降温、冷冻水温度降低，经冷冻水供水管道输送至矿用空调器；冷冻水获得工作面进风的热量自身温度升高，将冷量释放给工作面进风，对进风进行降温除湿。在矿用空调器内被冷冻水降温除湿后的冷空气经局扇加压利用风筒送至工作面，实现工作面降温。

冷凝热散热冷却水循环：冷凝热散热冷却水经冷却水循环泵加压，经管道输送至冷凝器，冷却水吸收冷凝器的冷凝热，经管道输送至矿井工作面回风散热器，冷却水将热量传给工作面回风。

冷却水补水定压：井下防尘供水经软化水处理装置软化贮存于水箱，冷却水补水定压泵抽吸软化水箱内软化水给冷凝热散热冷却水循环系统补水、打压。

冷冻水补水定压：井下防尘供水经软化水处理装置软化贮存于水箱，冷冻水补水定压泵抽吸软化水箱内软化水给冷冻水循环系统补水、打压。

热湿空气降温除湿：工作面进风巷热湿空气经局扇抽吸加压，经风筒输送至矿用空调器内降温除湿后，再经风筒输送至工作面降温。

矿井回风散热：工作面回风经局扇抽吸加压，经风筒输送至回风散热器，吸收冷却水内制冷冷凝热，回风温度升高、湿度增加，获得热量，进入排风巷，由矿井排风系统将热量排至地面。

本发明的矿井回风散热工作面局部降温系统，利用工作面回风巷或附近的采区回风巷内的回风散放制冷冷凝热，可有效解决工作面降温制冷冷凝热散热难的问题。该降温系统机组体积小、质量轻，各个机组分别固定在平板矿车上，可随掘进、采煤工作面移动，系统布置和移动方便；各组成部分之间的冷冻水和冷却水输送管道，以及补水定压水管道均采用高压钢丝缠绕柔性胶管和快速接头连接，安装和拆卸速度快；主要降温设备布置在联络巷道或进风巷内，距离高温高湿工作面较近，传输冷量的距离短、冷量损失小。

附图说明

图1是本发明矿井回风散热工作面局部降温系统结构示意图。

图2是本发明矿井回风散热工作面局部降温系统矿井井下现场布置示意图。

图3是本发明的倾斜型表面式回风散热器正视图。

图4是本发明的倾斜型表面式回风散热器侧视图。

图5是本发明的倾斜型表面式回风散热器A向视图。

图6是本发明的倾斜型表面式回风散热器B向视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施列，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明矿井回风散热工作面局部降温系统，包括矿用空调器9、冷冻水循环泵6、水冷冷水制冷机组5、冷却水循环泵4和回风散热器2。水冷冷水制冷机组采用高温型水冷冷水制冷机组。水冷冷水制冷机组的蒸发器10冷冻水供水管21连接矿用空调器的进水管，冷冻水回水管20一端连接矿用空调器的回水管，另一端连接冷冻水循环泵6，冷冻水循环泵接水冷冷水制冷机组蒸发器冷冻水回水管。水冷冷水制冷机组的冷凝器11冷凝热散热冷却水出水管18接回风散热器2进水管，冷凝热散热冷却水供水管19串接冷却水循环泵4后一端连接回风散热器回水管，另一端接冷凝器冷凝热散热冷却水进水管。所述矿用空调器9设置于进风巷新风送风风流中并与局扇1风筒3连接，回风散热器设置在回风巷乏风风流中并与局扇1和风筒3连接。

还设置有软化水处理装置8，所述冷冻水循环泵的进水口连接一个移动式冷冻水补水定压泵组12，冷却水循环泵的进水口连接一个移动式冷却水补水定压泵组7，冷冻水补水定压泵组和冷却水补水定压泵组均连接在软化水处理装置供水管上。

水冷冷水制冷机组放置在工作面进风口联巷内，制取的冷量释放给冷冻水；冷冻水经冷冻水循环泵6加压利用高压钢丝缠绕胶管循环管路输送至进风巷内的矿用空调器9内，对进风巷内热湿空气降温除湿形成干冷空气，冷空气经巷道或者风筒输送至工作面满足降温需要，当制冷量较大时，制冷机组体积较大、重心较高，无法确保运输安全和满足井下运输与安装便捷性要求，可采用多台制冷机组并联的方法解决。水冷冷水制冷机组的冷凝热散热冷却水用高压钢丝缠绕胶管及循环水泵输送至工作面回风散热器2，冷凝热量被散放到回风巷末端或者无人的采区回风巷内，从而完成制冷、降温与散热工作。同时，为避免冷却水循环系统和冷冻水循环系统倒空和汽化，以确保循环系统稳定运行，系统配备了移动式冷却水补水定压泵7和移动式冷冻水补水定压泵12，补水定压机组的一端用高压钢丝柔性胶管分别与冷却水循环泵组（移动防爆式）4和冷冻水循环泵组（移动防爆式）6连接，另一端通过高压钢丝缠绕柔性胶管与软化水处理装置8的软化水箱16连接。软化水处理机装置8一端通过高压钢丝缠绕柔性胶管与除尘用水连接，另一端通过高压钢丝缠绕柔性胶管分别与移动式冷却水补水定压泵7和移动式冷冻水补水定压泵12连接。

本发明矿井回风散热工作面局部降温系统，可应用于局部常年或季节性的高温高湿工作面的降温，矿井回风散热工作面局部降温系统布置示意图如2所示。冷却水循环泵组（移动防爆式）4、移动式高温型水冷冷水制冷机组5、冷冻水循环泵组（移动防爆式）6、移动式冷却水补水定压泵7、软化水处理装置8布置在联络巷道内，回风换热器2布置在采区回风巷内。矿用空调器9根据高温工作面降温需要灵活布置在采区工作面和掘进工作面。

本发明的回风换热器2，主要由喷淋泵30、空气过滤器31、雾化喷头32、喷淋喷排33、光管表面式换热器34、波形挡水板35、循环水箱36、净水与污水分隔板37、风筒连接法兰38、排污阀与排污管39、溢流管40、换热器清晰检查门43组成，见图3、4、5、6。为增大换热器的换热面积，光管表面式换热器34可倾斜放置。移动式高温型水冷冷水制冷机组5的冷凝热由高压钢丝缠绕胶管及循环水泵的冷却循环水输送至工作面回风散热器2，冷凝热量被散放到回风巷末端或者无人的采区回风巷内。

本发明的软化水处理主要由软水器17、软化水箱16组成；移动式冷冻水补水定压泵组12和移动式冷却水补水定压泵组7，分别主要由气压罐41、泄压阀42、系统补水定压（防爆）泵15组成。