專利名稱：二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井降溫系統(tǒng)，特別是涉及一種二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)井下環(huán)境的空氣溫度超過(guò)28°C時(shí)，礦工的發(fā)病明顯上升，超過(guò)30°C時(shí)開始出現(xiàn)中署甚至死亡事故，據(jù)1984年以來(lái)的不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤礦已發(fā)生了幾百人因高溫中暑而暈倒在井下作業(yè)地點(diǎn)。新汶孫村礦在1984年之前(井下降溫系統(tǒng)投入運(yùn)行之前)在井下高溫作業(yè)地點(diǎn)作業(yè)的礦工的發(fā)病率比常溫(低于28°C )下高I. 83倍，最高時(shí)達(dá)3. 61倍。我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》第102條規(guī)定“生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過(guò)26°C，機(jī)電硐室的空氣溫度不得超過(guò)30°C ；……采掘工作面的空氣溫度超過(guò)30°C，機(jī)電硐室的空氣溫度超過(guò)34°C時(shí)，必須停止作業(yè)”。 我國(guó)是世界上第一產(chǎn)煤大國(guó)，也是高溫礦井?dāng)?shù)量多的國(guó)家。我國(guó)礦井開采深度平均每年以Ilm的速度向深部延伸。目前，我國(guó)統(tǒng)配煤礦的平均開采深度約為680m，有些礦井開采深度已達(dá)900nTl300m。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前已有130余對(duì)礦井采掘工作面空氣溫度超過(guò)30°C，許多礦井的開采深度在800m以下。根據(jù)煤炭資源開發(fā)和資源保護(hù)資料顯示，在我國(guó)預(yù)測(cè)的總儲(chǔ)量中，有73. 2%的儲(chǔ)量埋深在IOOOm以下。由此可見，礦井高溫?zé)岷Σ粌H是目前亟待解決的問(wèn)題，而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，它對(duì)我國(guó)今后進(jìn)一步開發(fā)深部煤炭資源具有戰(zhàn)略意義。礦井深部高溫?zé)岷?wèn)題十分嚴(yán)重，尤其是新井建井期和老井深部開拓更為突出。例如徐州三河尖礦，淮南礦業(yè)集團(tuán)公司潘一、潘三礦等礦井建井期，均達(dá)到30°C 35°C的高溫?zé)岷?，使工程進(jìn)度受到影響，新汶礦業(yè)集團(tuán)公司孫村礦-800m水平開拓掘進(jìn)，豐城建新礦-600m水平開拓掘進(jìn)遇到31°C 35°C的高溫?zé)岷?wèn)題，峰峰集團(tuán)公司梧桐莊礦在掘進(jìn)工作面遇到高溫?zé)崴砍?，致使掘進(jìn)工作面風(fēng)溫高達(dá)34°C，類似的高溫?zé)岷€有許多，而目前礦井深部采掘工作面高溫?zé)岷刂蒲b備非常短缺，無(wú)法滿足礦井深部安全、高效的生產(chǎn)，制約礦井深部開采的可持續(xù)發(fā)展需要。目前，礦井高溫?zé)岷刂浦饕捎眉哟笸L(fēng)強(qiáng)度改善采掘工作面的環(huán)境溫度，對(duì)不能用通風(fēng)措施解決的一般采用冷水機(jī)組實(shí)施井下局部或集中人工制冷措施，但是冷水機(jī)組體積大，井下運(yùn)輸安裝不方便；冷水管路鋪設(shè)距離長(zhǎng)，投資費(fèi)用高，運(yùn)行能耗大，根據(jù)國(guó)內(nèi)外大型礦井降溫系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，一座大型集中礦井降溫系統(tǒng)的裝機(jī)總?cè)萘扛哌_(dá)250(T4500kW，礦井降溫系統(tǒng)能耗約占礦井生產(chǎn)系統(tǒng)總能耗的15% 20%，而二次載冷劑采用冰漿降溫系統(tǒng)是有效解決系統(tǒng)能耗與井下設(shè)備體積過(guò)大的手段之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)，該礦井降溫系統(tǒng)根據(jù)二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)，設(shè)計(jì)出制冷效果明顯、能耗較小、性能可靠、運(yùn)行平穩(wěn)，可廣泛應(yīng)用于煤礦及非煤礦山井下采掘工作面高溫?zé)岷Φ目刂?。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)，其所述系統(tǒng)的低溫螺桿乙二醇機(jī)組將一次載冷劑，即35%乙二醇溶液降溫至-10°C，由一次載冷劑泵將35%乙二醇送入冰漿制取裝置中，通過(guò)冰漿制取裝置中一次載冷劑與含有阻礙冰晶生長(zhǎng)與抗凍性質(zhì)添加劑的二次載冷劑進(jìn)行熱交換，在管壁上生成柔軟蓬松冰晶粒子，經(jīng)聚氨酯往復(fù)式刮削裝置將冰晶粒子刮削下來(lái)，從而形成IPF29T30%冰漿，通過(guò)二次載冷劑泵將IPF29T30%冰漿通過(guò)保冷管道輸送到平巷空氣冷卻器及采面空冷器，在空氣冷卻器內(nèi)與風(fēng)流換熱，從而降低風(fēng)流溫度。低溫螺桿乙二醇機(jī)組冷卻水通過(guò)泵，將冷卻水通過(guò)冷卻管道輸送到再冷裝置，通過(guò)排熱管道將37°C冷卻水輸送至再冷裝置，在再冷裝置內(nèi)冷 卻水與風(fēng)流進(jìn)行熱交換，將冷卻水溫度降至32°C，返回到低溫螺桿乙二醇機(jī)組，完成井下排熱循環(huán)。所述的二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)，其所述二次側(cè)載冷劑添加阻礙冰晶生長(zhǎng)、有抗凍性質(zhì)、無(wú)任何環(huán)境污染的二元添加劑。所述的二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)，其所述制取柔軟蓬松冰晶粒子的冰晶粒子直徑O. lmnTlmm，二次側(cè)冰漿載冷劑的含冰率為2% 30%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是
1.本發(fā)明工藝技術(shù)制冷效果非常顯著，性能可靠；
2.本發(fā)明制取的冰漿具有柔軟蓬松、較小粒徑(冰晶粒子直徑O.lmnTlmm)，可充分利用冰漿潛熱，具有良好的熱物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，且具有較高傳熱與流動(dòng)特性；
3.本發(fā)明工藝裝備管網(wǎng)初投資較常規(guī)小30%左右，與常規(guī)冷水降溫系統(tǒng)運(yùn)行能耗可降低 40% 50% ；
4.本發(fā)明由于充分利用冰漿的潛熱，輸冷及傳冷等設(shè)備外形尺寸要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采用清水為載冷劑的礦井降溫系統(tǒng)；
5.本發(fā)明工藝裝備適用井下條件，具有堅(jiān)固耐用及良好井下防護(hù)性；
6.本發(fā)明工藝裝備操作方便，機(jī)組設(shè)有機(jī)前操作臺(tái)，操作臺(tái)上設(shè)有各種操作按鈕和顯示裝置，便于操作。


圖I為本發(fā)明工藝流程的實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明用于煤礦及非煤礦山井下采掘工作面高溫?zé)岷Φ亩蝹?cè)流體采用冰漿蓄冷礦井降溫系統(tǒng)，本發(fā)明的詳細(xì)工藝過(guò)程為
低溫螺桿乙二醇機(jī)組I將一次載冷劑(35%乙二醇溶液)降溫至-10°C，由一次載冷劑泵2將35%乙二醇送入冰漿制取裝置3中，通過(guò)冰漿制取裝置3中一次載冷劑與含有阻礙冰晶生長(zhǎng)與抗凍性質(zhì)添加劑的二次載冷劑進(jìn)行熱交換，在管壁上生成柔軟蓬松冰晶粒子，經(jīng)聚氨酯往復(fù)式刮削裝置將冰晶粒子刮削下來(lái)，從而形成IPF29T30%冰漿，通過(guò)二次載冷劑泵4將IPF29T30%冰漿通過(guò)保冷管道5輸送到平巷空氣冷卻器6及采面空冷器10，在空氣冷卻器內(nèi)與風(fēng)流換熱，從而降低風(fēng)流溫度。低溫螺桿乙二醇機(jī)組冷卻水通過(guò)泵7，將冷卻水通過(guò)冷卻管道8輸送到再冷裝置9，通過(guò)排熱管道8將37°C冷卻水輸送至再冷裝置9，在再冷裝置9內(nèi)冷卻水與風(fēng)流進(jìn)行熱交換，將冷卻水溫度降至32°C，返回到低溫螺桿乙二醇機(jī)組1，完成井下排熱循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明主要裝備包括低溫螺桿乙二醇機(jī)組I、一次載冷劑泵2、冰漿制取裝置3、二次載冷劑泵4、保冷管道5、平巷冰漿空氣冷卻器6、冷卻水泵7、冷卻水管道8、再冷裝置9、采面冰漿空氣冷卻器10等。以上裝備可選擇配用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或也可自行設(shè)計(jì)加工。低溫螺桿乙二醇機(jī)組I將一次載冷劑(35%乙二醇溶液)降溫至-10°C，由一次載冷劑泵2將35%乙二醇送入冰漿制取裝置3中，通過(guò)冰漿制取裝置3中一次載冷劑與含有阻礙冰晶生長(zhǎng)與抗凍性質(zhì)添加劑的二次載冷劑進(jìn)行熱交換，在管壁上生成柔軟蓬松冰晶粒子，經(jīng)聚氨酯往復(fù)式刮削裝置將冰晶粒子刮削下來(lái)，從而形成IPF29T30%冰漿，通過(guò)二次載冷劑泵4將IPF29T30%冰漿通過(guò)保冷管道5輸送到平巷空氣冷卻器6及采面空冷器10，在空氣冷卻器內(nèi)與風(fēng)流換熱，從而降低風(fēng)流溫度。低溫螺桿乙二醇機(jī)組冷卻水通過(guò)泵7，將冷卻水通過(guò)冷卻管道8輸送到再冷裝置9，通過(guò)排熱管道8將37°C冷卻水輸送至再冷裝置9，·在再冷裝置9內(nèi)冷卻水與風(fēng)流進(jìn)行熱交換，將冷卻水溫度降至32°C，返回到低溫螺桿乙二醇機(jī)組1，完成井下排熱循環(huán)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的低溫螺桿乙二醇機(jī)組(I)將一次載冷劑，即35%乙二醇溶液降溫至-10°C，由一次載冷劑泵(2)將35%乙二醇送入冰漿制取裝置(3 )中，通過(guò)冰漿制取裝置(3 )中一次載冷劑與含有阻礙冰晶生長(zhǎng)與抗凍性質(zhì)添加劑的二次載冷劑進(jìn)行熱交換，在管壁上生成柔軟蓬松冰晶粒子，經(jīng)聚氨酯往復(fù)式刮削裝置將冰晶粒子刮削下來(lái)，從而形成IPF29T30%冰漿，通過(guò)二次載冷劑泵4將IPF29T30%冰漿通過(guò)保冷管道(5)輸送到平巷空氣冷卻器(6)及采面空冷器(10)，在空氣冷卻器內(nèi)與風(fēng)流換熱，從而降低風(fēng)流溫度；低溫螺桿乙二醇機(jī)組冷卻水通過(guò)泵(7)，將冷卻水通過(guò)冷卻管道(8)輸送到再冷裝置(9)，通過(guò)排熱管道(8)將37°C冷卻水輸送至再冷裝置(9)，在再冷裝置(9)內(nèi)冷卻水與風(fēng)流進(jìn)行熱交換，將冷卻水溫度降至32°C，返回到低溫螺桿乙二醇機(jī)組(I )，完成井下排熱循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)，其特征在于，所述二次側(cè)載冷劑添加阻礙冰晶生長(zhǎng)、有抗凍性質(zhì)、無(wú)任何環(huán)境污染的二元添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)，其特征在于，所述制取柔軟蓬松冰晶粒子的冰晶粒子直徑0. lmnTlmm，二次側(cè)冰漿載冷劑的含冰率為2% 30%。
全文摘要
二次側(cè)流體采用冰漿蓄冷工藝技術(shù)的礦井降溫系統(tǒng)，涉及一種礦井降溫系統(tǒng)，系統(tǒng)的低溫螺桿乙二醇機(jī)組1將一次載冷劑，降溫至-10℃，由一次載冷劑泵2將35%乙二醇送入冰漿制取裝置3中，通過(guò)冰漿制取裝置3中一次載冷劑與含有阻礙冰晶生長(zhǎng)與抗凍性質(zhì)添加劑的二次載冷劑進(jìn)行熱交換，在管壁上生成柔軟蓬松冰晶粒子，經(jīng)聚氨酯往復(fù)式刮削裝置將冰晶粒子刮削下來(lái)，從而形成IPF2%~30%冰漿，通過(guò)二次載冷劑泵4將IPF2%~30%冰漿通過(guò)保冷管道5輸送到平巷空氣冷卻器6及采面空冷器10，在空氣冷卻器內(nèi)與風(fēng)流換熱，從而降低風(fēng)流溫度。在再冷裝置9內(nèi)冷卻水與風(fēng)流進(jìn)行熱交換，將冷卻水溫度降至32℃，返回到低溫螺桿乙二醇機(jī)組1，完成井下排熱循環(huán)。本系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于煤礦及非煤礦山井下采掘工作面高溫?zé)岷Φ目刂啤?br> 文檔編號(hào)F25D3/02GK102808643SQ20121026740
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者李紅陽(yáng), 羅海珠, 梁運(yùn)濤, 王長(zhǎng)彬, 王偉 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院沈陽(yáng)研究院