CN104727843A - 一种煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，包括自进风口到出风口依次设置的气液双介质冷却系统、气水分离装置、引射系统，气液双介质冷却系统包括冷却装置外壳、空冷换热冷水管路和空冷换热翅片，空冷换热冷水管路的上方设有喷淋管路和喷头，喷淋管路与井下压水管路连接，空冷换热冷水管路的下方设有蓄水池，蓄水池连接有水泵和排污管路，水泵的出口与工作面保温输水管路连接；引射系统包括中部带有缩径的引射器外壳，引射器外壳内设有气体喷射引射装置，气体喷射引射装置与井下压气管连接。采用气液双介质冷却的冷却装置对采煤工作面进行降温，可以较好地改善目前空冷器冷却效率低、内部易堵塞等不足，能有效的对采煤工作面热害进行防治。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿井空调降温冷却装置，尤其涉及一种煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置。
背景技术
近年来随着矿井开采深度的增加，高温矿井热害问题凸显，特别是采掘工作面高温热害日益突出，高温工作环境不仅显著降低工作效率，而且严重影响井下工作人员身体健康。因此，在高温矿井中采取降温措施很有必要。对高温矿井进行降温时，在技术上当采用加大风量等非人工冷却风流措施均无法使矿内气温达到安全规程要求时，或者是基于经济上的考虑，通常采取人工制冷措施(即使用制冷设备对矿内风流进行冷却)对矿井热害严重区域进行局部降温。
现有技术中，在采煤工作面前端进风巷布置空气冷却器的局部降温方式在高温煤矿应用较为普遍。由于采煤工作面环境复杂，工作面进风巷空间有限，采用空冷器进行局部降温目前存在以下几个问题：1)工作面常见空冷器的抽或压风系统采用电机驱动，这不仅消耗电能，并且电机工作时易发热，这一定程度上会降低空冷器的冷却效率；2)采煤工作面由于粉尘比较大，携带粉尘且湿度较大的风流易造成空冷器内部被堵塞；3)进风巷经空冷器降温处理的风流温度较低，和采掘工作面温差较大，井下工作人员在空冷器旁和工作面间走动时会感觉忽冷忽热，容易造成伤风感冒和热冷伤害；4)使用空冷器单纯冷却风流对采掘工作面进行局部降温效果一般，特别是采煤工作面长度较长暴露散热源较多的情况下，靠近回风巷的一段工作面风流温度升高较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种能有效的对采煤工作面热害进行防治的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，包括自进风口到出风口依次设置的气液双介质冷却系统、引射系统，所述气液双介质冷却系统与引射系统之间设有气水分离装置；
所述气液双介质冷却系统包括冷却装置外壳，所述冷却装置外壳内设有空冷换热冷水管路和空冷换热翅片，所述空冷换热冷水管路设有空冷换热冷水管路进口和空冷换热冷水管路出口，所述空冷换热冷水管路和空冷换热翅片的上方设有喷淋管路，所述喷淋管路上设有喷头，所述喷淋管路与井下压水管路连接，所述空冷换热冷水管路和空冷换热翅片的下方设有蓄水池，所述蓄水池连接有水泵和排污管路，所述水泵的出口与工作面保温输水管路连接；
所述引射系统包括中部带有缩径的引射器外壳，所述引射器外壳内设有气体喷射引射装置，所述气体喷射引射装置与井下压气管连接并通过固定支架固定在所述引射器外壳内壁上。
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煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，由于采用气液双介质冷却的冷却装置对采煤工作面进行降温，可以较好地改善目前空冷器冷却效率低、内部易堵塞等不足，能有效的对采煤工作面热害进行防治。
附图说明
图1为本发明实施例提供的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置的结构示意图；
图2a、图2b分别为本发明实施例提供的煤矿采煤工作面气液双介质冷却器装置的外观和内部三维立体结构示意图；
图3为本发明实施例中气液双介质冷却系统的结构布置示意图；
图4为本发明实施例在采煤工作面安装布置示意图。
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。
本发明的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，其较佳的具体实施方式是：
包括自进风口到出风口依次设置的气液双介质冷却系统、引射系统，所述气液双介质冷却系统与引射系统之间设有气水分离装置；
所述气液双介质冷却系统包括冷却装置外壳，所述冷却装置外壳内设有空冷换热冷水管路和空冷换热翅片，所述空冷换热冷水管路设有空冷换热冷水管路进口和空冷换热冷水管路出口，所述空冷换热冷水管路和空冷换热翅片的上方设有喷淋管路，所述喷淋管路上设有喷头，所述喷淋管路与井下压水管路连接，所述空冷换热冷水管路和空冷换热翅片的下方设有蓄水池，所述蓄水池连接有水泵和排污管路，所述水泵的出口与工作面保温输水管路连接；
所述引射系统包括中部带有缩径的引射器外壳，所述引射器外壳内设有气体喷射引射装置，所述气体喷射引射装置与井下压气管连接并通过固定支架固定在所述引射器外壳内壁上。
多层所述空冷换热翅片呈平板型多排竖立于冷却装置外壳内，所述空冷换热冷水管路呈U型回转嵌套于多层空冷换热翅片内部。
所述工作面保温输水管路与采煤工作面喷水系统连接，所述工作面保温输水管路上设有节流阀。
所述气体喷射引射装置采用拉瓦尔喷管。
所述空冷换热翅片的材料选用碳钢、铝或不锈钢，所述空冷换热冷水管路选用圆管或椭圆管，所述空冷换热冷水管路的材料选用钢管、碳钢管或不锈钢管。
所述引射器外壳的截面为圆形或方形，引射器外壳的材料选用碳钢、铝或不锈钢。
本发明中采用气液双介质冷却系统，采用经地面制冷站或井下制冷房冷却处理的冷水对巷道风流和可补给的井下压水管道中常温水进行热交换冷却，通过表面式换热装置上方布置的多排喷嘴，将来自地面的井下压水管道中的水喷洒到表面式换热装置上使其得到冷却，同时喷淋水也可以冲刷肋片表面积尘，经过冷却后的喷淋水最终汇集流入底部蓄水池中，蓄水池一端为工作面输水系统，另一端为排污管路；引射系统以井下压气管的压气为引射动力采用拉瓦尔喷管引射使风流进入冷却装置，拉瓦尔喷管可以使得引射产生较大负压带动进风巷风流进入冷却装置，与常规空冷器使用电机作为抽风或压风动力相比，该引射装置不产热，可以避免耗电带来的风流温升；采煤工作面喷水系统由水泵、保温送水管路、节流阀组成，利用水泵将蓄水池中已被冷却的喷淋水通过保温输水管路输送到采掘工作面，代替传统的井下压水管中的常温水向工作面采煤机和液压支架间喷雾，达到除尘和降温双重效果；气液双介质换热系统采用套片式肋片换热管路，从顶部俯看，换热管路呈U型回转嵌套于多层空冷换热翅片内部，空冷换热翅片呈平板型多排竖立于冷却器系统内，以便于喷淋水冲刷肋片表面积尘。
本发明的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，用于采煤工作面降温，采用引射的方式驱动风流流通，与常规空冷器使用电机作为抽风或压风动力相比，该引射装置不产热，可以有效避免风流温升；另一方面增加了喷淋系统不仅能够加强气体和液体之间的换热，而且能够冲洗空冷换热翅片上面的粉尘，防止冷却器内部封堵，同时底部的排污系统也更加便于补水池内污泥的清洗，可以有效地解决矿用冷却装置不易清洗的问题。
具体实施例：
如图1至图4所示，包括空冷换热冷水管路进口01、冷却装置外壳02、喷淋管路03、空冷换热冷水管路04、空冷换热翅片05、喷头06、空冷换热冷水管路出口07、井下压水管路08、水泵09、蓄水池10、排污管路11、气水分离系统12、引射器外壳13、气体喷射引射装置14、固定支架15、工作面保温输水管路16。
本发明的工作原理是：
1)经引射装置14引射进风巷中的风流进入冷却装置，通过空冷换热管路翅片05与空冷换热冷水管路中冷水发生气液热交换，引射装置14通过扩散器将风流沿着冷却装置输送到采煤工作面，风流经过气水分离系统12可以除去风流中水滴和降低粉尘的浓度；
2)通过表面式换热装置上方布置的多排喷嘴，将来自地面的井下压水管道中的水喷洒到表面式换热装置上使其得到冷却，同时喷淋水也可以冲刷肋片表面积尘；
3)与冷水管进行热交换后的喷淋水顺着空冷换热管路翅片05流入蓄水池09中，同时喷洒的水将空冷换热管路翅片05表面的粉尘冲积的到补水池中，经过排污管路11排除到冷却器外；
4)由水泵09通过保温输水管路将蓄水池中与空冷换热冷水管发生过热交换的冷水输送到工作面进行喷洒降温除尘。
本发明通过气体和液体混合使用进行热交换降温，喷淋系统一方面可以降低空气温度，另一方面冲洗空冷器换热翅片，大大减少了封堵的现象；引射方式通风不产热，可以提高冷却系统的降温效率。
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 (6)
1.一种煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，其特征在于，包括自进风口到出风口依次设置的气液双介质冷却系统、引射系统，所述气液双介质冷却系统与引射系统之间设有气水分离装置；
所述气液双介质冷却系统包括冷却装置外壳，所述冷却装置外壳内设有空冷换热冷水管路和空冷换热翅片，所述空冷换热冷水管路设有空冷换热冷水管路进口和空冷换热冷水管路出口，所述空冷换热冷水管路和空冷换热翅片的上方设有喷淋管路，所述喷淋管路上设有喷头，所述喷淋管路与井下压水管路连接，所述空冷换热冷水管路和空冷换热翅片的下方设有蓄水池，所述蓄水池连接有水泵和排污管路，所述水泵的出口与工作面保温输水管路连接；
所述引射系统包括中部带有缩径的引射器外壳，所述引射器外壳内设有气体喷射引射装置，所述气体喷射引射装置与井下压气管连接并通过固定支架固定在所述引射器外壳内壁上。
2.根据权利要求1所述的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，其特征在于，多层所述空冷换热翅片呈平板型多排竖立于冷却装置外壳内，所述空冷换热冷水管路呈U型回转嵌套于多层空冷换热翅片内部。
3.根据权利要求1所述的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，其特征在于，所述工作面保温输水管路与采煤工作面喷水系统连接，所述工作面保温输水管路上设有节流阀。
4.根据权利要求1所述的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，其特征在于，所述气体喷射引射装置采用拉瓦尔喷管。
5.根据权利要求1所述的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，其特征在于，所述空冷换热翅片的材料选用碳钢、铝或不锈钢，所述空冷换热冷水管路选用圆管或椭圆管，所述空冷换热冷水管路的材料选用钢管、碳钢管或不锈钢管。
6.根据权利要求1所述的煤矿采煤工作面气液双介质冷却装置，其特征在于，所述引射器外壳的截面为圆形或方形，引射器外壳的材料选用碳钢、铝或不锈钢。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150624 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |