CN103924999B - 一种冷热联产煤层注水降温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷热联产煤层注水降温方法，综合利用地面热泵产生的低温废水，通过保温水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置钻孔，将低温水通过钻孔注入高温煤体，使采煤工作面周围的岩体受到冷却。既能有效预冷工作面附近高温煤体，实现良好的降温效果，又能有效利用热力循环过程中产生的低温水，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿井热害治理技术，尤其涉及一种冷热联产煤层注水降温方法。
背景技术
在许多深部矿井中，围岩原始温度高，往往是造成矿井高温的主要原因。当围岩的原始岩温与井巷中流动的空气温度存在温差时，就会进行热交换。即使在不太深的矿井中，原始岩温一般也要超过该处的风流温度，即高温围岩总是向巷道散发热量。在深部矿井中，围岩散热量会相当大，甚至会超过其他热源散热量的总和，往往是造成高温热害的最主要热源。因此，控制高温围岩尤其是工作面高温煤体的散热是矿井降温的有益方法。
热泵技术作为一种有益于环境保护和可持续发展的冷热源形式，近期在厂矿企业中得到广泛应用。热泵能够消耗少量电能，将大量不能直接利用的低温热能变为有用的高温热能，用以满足地面建筑采暖的需求，但是，热力循环过程中产生的低温水却往往没有得到充分利用，造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能、降温效果好的冷热联产煤层注水降温方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的冷热联产煤层注水降温方法，综合利用地面热泵产生的低温废水，通过保温水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置钻孔，将低温水通过钻孔注入高温煤体，使采煤工作面周围的岩体受到冷却。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的冷热联产煤层注水降温方法，由于综合利用地面热泵产生的低温废水，通过保温水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置钻孔，将低温水通过钻孔注入高温煤体，使采煤工作面周围的岩体受到冷却。既能有效预冷工作面附近高温煤体，实现良好的降温效果，又能有效利用热力循环过程中产生的低温水，节约能源。
附图说明
图1为本发明实施例提供的冷热联产煤层注水降温方法的布置示意图。
图中：
1—热泵蒸发器出水口；2—热泵蒸发器；3—蒸发器循环水泵；4—水处理仪；5—压缩机；6—热泵冷凝器；7—冷凝器循环水泵；8—膨胀阀；9—保温水管；10—副井(进风井)；11—进风大巷；12—采区下部车场；13—采区进风上山；14—采区中部车场；
15—短工作面进风顺槽；16—短工作面；17—短工作面下向长钻孔；18—采区回风上山；19—绞车房；20—采区进风下山；21—采区中部车场；22—长工作面进风顺槽；23—长工作面；24—长工作面下向长钻孔；25—采区进回风下山联络巷；26—采区回风下山；
27—溜煤眼；28—长工作面回风顺槽；29—长工作面上向长钻孔；30—回风大巷；31—风井；32—调节风门。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的冷热联产煤层注水降温方法，其较佳的具体实施方式是：
综合利用地面热泵产生的低温废水，通过保温水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置钻孔，将低温水通过钻孔注入高温煤体，使采煤工作面周围的岩体受到冷却。
所述热泵的蒸发器的出水口外接大直径的保温水管，作为注水总管，经副井送至井下；
所述注水总管沿进风大巷送至各采区，分接小直径的保温水管，为注水支管，经采区进风上山或进风下山、进风顺槽送至工作面附近选定的注水地点；
沿煤层倾向方向平行于工作面打孔长为30～100m的下向长孔或上向长孔，采用静压或动压注水。
若采煤工作面长度超过120m而单向长孔达不到设计深度或煤层倾角有变化时，所述注水支路管另接小直径的保温水管，作为工作面回风顺槽注水分支管，通过进风上山或进风下山、回风上山或回风下山联络巷，经回风上山或回风下山、回风顺槽送至工作面附近注水地点，连同进风顺槽注水分支管，采用上向、下向长钻孔联合布置钻孔注水。
本发明的冷热联产煤层注水降温方法，考虑到对于存在热害问题的高温矿井，热泵系统产生的低温废水则是良好的降温资源，因此，完全可以考虑综合利用热泵技术冷热联产过程中的低温水，用于井下降温工作。通过该方法的应用有效预冷工作面附近高温煤体，实现良好的降温效果。
本发明综合利用地面热泵产生的低温废水，通过保温水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置钻孔，将低温水通过钻孔注入高温煤体，使工作面周围的岩体受到冷却。具体为：①热泵蒸发器出水口外接大直径的保温水管，为注水管路总管，经副井(进风井)送至井下；②注水总管沿进风大巷送至各采区，分接小直径的保温水管，为注水管路支管，经采区进风上(下)山、进风顺槽送至工作面附近选定的注水地点；③沿煤层倾向方向平行于工作面打孔长为30～100m的下向长孔(或上向长孔)，采用静压或动压注水；④若工作面长度超过120m而单向长孔达不到设计深度或煤层倾角有变化时，采区注水支路管另接小直径的保温水管，为工作面回风顺槽注水分支管，通过进风上(下)山、回风上(下)山联络巷，经回风上(下)山、回风顺槽送至工作面附近注水地点，连同进风顺槽注水支路，采用上向、下向长钻孔联合布置钻孔注水。
具体实施例：
如图1所示，热泵蒸发器2出水口1外接大直径的保温水管9，经副井10(进风井)送至井下，沿进风大巷11送至各采区，对于长度较短的短工作面16，保温水管9经采区进风上山13、短工作面进风顺槽15送至短工作面16附近，沿煤层倾向方向平行于工作面打孔长为30～100m的下向长孔17，进行静压或动压注水；对于长度较长的长工作面23，保温水管9经采区进风下山20、长工作面进风顺槽22送至长工作面23附近，沿煤层倾向方向平行于工作面打孔长为30～100m的下向长孔24，进行静压或动压注水，同时，保温水管9经采区进风下山20、采区进回风下山联络巷25、采区回风下山26、长工作面回风顺槽28送至工作面附近，沿煤层倾向方向平行于工作面打孔长为30～100m的上向长孔29，进行静压或动压注水。
本发明的冷热联产煤层注水降温方法，其优点在于：
1.综合利用热泵冷热联产时的废冷水，充分利用资源，无浪费；
2.低温水长孔注入高温煤体，冷却效果好，有利于工作面降温，比采用制冷设备更为经济有效；
3.煤层注水有利于防尘，可兼收降尘之利。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种冷热联产煤层注水降温方法，其特征在于，综合利用地面热泵产生的低温废水，通过保温水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置钻孔，将低温水通过钻孔注入高温煤体，使采煤工作面周围的岩体受到冷却；
所述热泵的蒸发器的出水口外接大直径的保温水管，作为注水总管，经副井送至井下；
所述注水总管沿进风大巷送至各采区，分接小直径的保温水管，为注水支管，经采区进风上山或进风下山、进风顺槽送至工作面附近选定的注水地点；
沿煤层倾向方向平行于工作面打孔长为30～100m的下向长孔或上向长孔，采用静压或动压注水。
2.根据权利要求1所述的冷热联产煤层注水降温方法，其特征在于：
若采煤工作面长度超过120m而单向长孔达不到设计深度或煤层倾角有变化时，所述注水支管另接小直径的保温水管，作为工作面回风顺槽注水分支管，通过进风上山或进风下山、回风上山或回风下山联络巷，经回风上山或回风下山、回风顺槽送至工作面附近注水地点，连同进风顺槽注水分支管，采用上向、下向长钻孔联合布置钻孔注水。
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