CN105422162B - 一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法 - Google Patents
一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105422162B CN105422162B CN201510984398.1A CN201510984398A CN105422162B CN 105422162 B CN105422162 B CN 105422162B CN 201510984398 A CN201510984398 A CN 201510984398A CN 105422162 B CN105422162 B CN 105422162B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- defeated cold
- goaf
- filler
- pipeline
- defeated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 4
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000006210 lotion Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F3/00—Cooling or drying of air
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
- E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
Abstract
本发明提供了一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法，本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置包括填充体、进风巷道、外部输冷管、输冷管道及回风巷道，所述的填充体填充在采空区，填充体采用的材料为吸热材料；输冷管道布置在填充体内，所述的进风巷道和回风巷道分别布置在未开采煤区的两侧，进风巷道对应于输冷管道的进风口设置；所述的外部输冷管与输冷管道的出风口连接；外部输冷管的侧壁上设有多个出风口，出风口朝向采煤工作面设置。本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置通过输冷管道进风口吸入空气，并与填充体进行热交换，并通过外部输冷管输出冷风，对采煤工作面区降温，降温效果好，降温成本低、结构简单。
Description
技术领域
本发明属于煤矿深部开采技术领域，具体的说是涉及一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法。
背景技术
随着浅部煤炭资源的枯竭，以及对环境日益重视和科学技术水平的提高，加大了深度资源的开发，迅速推进了“三下” （水体下、建筑物下、铁路下）压煤开采的速度，由此，面临着两个急需解决的问题，一是随着矿井不断向深部开采，地温越来越高（我国60%左右的煤炭赋存在1000m以下），许多高温矿井的热害问题已经严重影响了矿井工人的身心健康，并制约着煤矿的安全生产。二是开采“三下”煤炭（我国煤矿的“三下”压煤约为137.9亿吨），毕然会引起岩层移动和地表沉降，导致可耕地严重受损、干旱地水系破坏、山体滑坡等严重现象，严重影响了地表和地下的生态环境。因此，如何解决好这两方面的问题，实现资源开采的可持续发展，提高资源的回收量，改善矿井作业环境和创造良好的地表生态环境具有重要意义。
目前，关于矿井深部降温，主要采取两种策略：一是花费昂贵的煤矿降温系统，该系统主要是在地表建立空气温度调节站，并通过管道与地下巷道沟通连接，以降低地下采场温度，该系统花费均在几千万或上亿元以上的成本，而且在运动过程中电力消耗甚大（每均每个月的电费达到上百万元），因此，一般的中小型矿井根本无力支承如此大的开支；二是采取一系列的降温措施，如减小工作面长度、改变冷却方式、采区与通风优化设计等等。这些方法都从一定程度上降低了采场温度，但其效率往往有限。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种性能稳定、降温效果好的利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法，它还具有成本底廉、使用方便、安全可靠的优点。
本发明采用的技术方案是：一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置，包括填充体、进风巷道、外部输冷管、输冷管道及回风巷道，所述的填充体填充在采空区，填充体采用的材料为吸热材料；所述的输冷管道布置在填充体内，所述的进风巷道和回风巷道分别布置在未开采煤区的两侧，进风巷道对应于输冷管道的进风口设置；所述的外部输冷管与输冷管道的出风口连接；外部输冷管的侧壁上设有多个出风口，出风口朝向采煤工作面设置。
上述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置中，所述的输冷管道的形状为连续S形。
上述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置中，所述外部输冷管与采煤工作面之间设有防尘帘。
上述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置中，所述的输冷管道包括外管道、内管道及多组弹簧；所述的内管道置于外管道中，内管道与外管道之间通过多组弹簧连接，内管道与外管道同轴。
上述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置中，每组弹簧包括布置在同一截面内的三个弹簧，三个弹簧沿圆周方向均匀布置。
上述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置中，所述的内管道的侧壁上设有多个通孔，通孔在内管道的侧壁上呈五花形布置；所述的外管道采用的是钢管。
一种利用可吸热充填材料的采空区降温方法，包括如下步骤：
1）在采空区铺设好输冷管道，输冷管道在采空区内按连续S形布置；
2）将输冷管道的入口与通风机风筒连接，或与进风巷道连通；并将输冷管道的出口与外部输冷管连接，使得外部输冷管与采煤工作面平行，外部输冷管的出风口朝向采煤工作面，并在外部输冷管和采煤工作面之间布置防尘帘；
3）对采空区进行膏体充填，充填料采用高效吸热温降充填材料；
4）采空区充填完成后，向输冷管道内进行送风。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置的填充体采用吸热材料，输冷管道布置在填充体内；进风巷道对应于输冷管道的进风口设置；所述的外部输冷管与输冷管道的出风口连接；外部输冷管的侧壁上设有多个出风口，出风口朝向采煤工作面设置；本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置通过输冷管道进风口吸入带有采空区围岩散发出来的热量的空气，并与填充体进行热交换，使输冷管道内空气中的温度不断降低，并通过外部输冷管的出风口输出冷风，对采煤工作面区降温，降温效果好，降温成本低、结构简单。
2、本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置的输冷管道包括内管道和外管道，内管道和外管道之间通过多组弹簧进行连接，而且内管道的侧壁按五花形布置有多个通孔，外管道采用钢管，使得输冷管道可以承受较大的岩层压力，而且内管道和外管道有一定的弹性压缩，能适应上覆岩层的压力影响，双层结构与内管道的侧壁按五花形布置的多个通孔能够增强空气对流，形成纵向和横向的双向对流，提高了输冷管道内空气与填充体进行热交换的效果，使得输冷管道内形成顺风方向的风流，提高了采煤工作面的降温效果。
3、本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置的输冷管道在填充体内按连续S形布置，使风流沿着输冷管道流动，其路线长，能充分与采空区的填充体进行热交换，能够显著降低输冷管道流动空气温度。
4、本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置的输冷管道的进风口处设有过滤叶片，外部输冷管与采煤工作面之间设有防尘帘，不但能避免大量煤尘进入输冷管道内，而且能够在不工作时能自动关闭出风口；延长了本发明的使寿命，本发明能够给高温矿井工作环境下的采煤工作面工人提供以舒适凉爽的环境，又可保持各系统设备的正常运转。
附图说明
图1是本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置的结构示意图。
图2是图1中A-A剖视图。
图3是图1中B-B剖视图。
图4是本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置的输冷管道的内管道的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、3所示，本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温装置包括填充体4、进风巷道1、外部输冷管5、输冷管道3及回风巷道7，所述的填充体4填充在采空区，填充体4采用的材料为吸热材料。所述的输冷管道3布置在填充体4内，输冷管道3的形状为连续S形，延长了输冷管道3内空气的输送距离，增加了输冷管道3内流动空气与填充体的接触时间，能够充分的冷却输冷管道3内的空气。所述的进风巷道1和回风巷道7分别布置在未开采煤区2的两侧，进风巷道1对应于输冷管道3的进风口设置。所述的外部输冷管5与输冷管道3的出风口连接；外部输冷管5的侧壁上设有多个出风口51，出风口51朝向采煤工作面11设置，外部输冷管5与采煤工作面11之间设有防尘帘6，能够防止大量煤尘进入输冷管道3，而且能够在不工作时能自动关闭出风口51；延长了本发明的使寿命。本发明通过输冷管道3进风口吸入带有采空区围岩散发出来的热量的空气，并与填充体4进行热交换，使输冷管道3内空气中的温度不断降低，并通过外部输冷管5的出风口51输出冷风，对采煤工作面区降温，降温效果好，降温成本低、结构简单。
如图2、4所示，所述的输冷管道3包括外管道31、内管道32及多组弹簧33；所述的外管道31采用的是钢管，外管道31的直径为400-600mm。所述的内管道32置于外管道31中，内管道32与外管道31之间通过多组弹簧33连接，内管道32与外管道31同轴，内管道32与外管道31之间的直径间隙为100-200mm。每组弹簧33包括布置在同一截面内的三个弹簧，三个弹簧沿圆周方向均匀布置，使得内管道32和外管道31有一定的弹性压缩，能适应上覆岩层的压力影响。所述的内管道32的侧壁上设有多个通孔321，通孔321的直径为15-20mm，通孔321在内管道32的侧壁上呈五花形布置。输冷管道3的双层结构与内管道32的侧壁按五花形布置的多个通孔321能够增强空气对流，形成纵向和横向的双向对流，提高了输冷管道3内空气与填充体4进行热交换的效果。
本发明的利用可吸热充填材料的采空区降温方法，包括如下步骤：
1）待采空区达到一定范围之后（小于直接顶岩层的跨落步距），在采空区铺设好输冷管道3，为了使得填充体4对输冷管道3具有好的冷却效果，输冷管道3在采空区内按连续S形布置；
2）将输冷管道3的入口与通风机风筒连接，或与进风巷道1连通；并将输冷管道3的出口与外部输冷管5连接，使得外部输冷管5与采煤工作面11平行，外部输冷管5的出风口51朝向采煤工作面11，并在外部输冷管5和采煤工作面11之间布置防尘帘6；
3）对采空区进行膏体充填，膏体采用高效吸热温降充填材料；
4）采空区充填完成后，向输冷管道3内进行送风。
Claims (6)
1.一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置，其特征是：包括填充体、进风巷道、外部输冷管、输冷管道及回风巷道，所述的填充体填充在采空区，填充体采用的材料为吸热材料；所述的输冷管道布置在填充体内，所述的进风巷道和回风巷道分别布置在未开采煤区的两侧，进风巷道对应于输冷管道的进风口设置；所述的外部输冷管与输冷管道的出风口连接；外部输冷管的侧壁上设有多个出风口，出风口朝向采煤工作面设置；所述的输冷管道包括外管道、内管道及多组弹簧；所述的内管道置于外管道中，内管道与外管道之间通过多组弹簧连接，内管道与外管道同轴。
2.根据权利要求1所述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置，其特征是：所述的输冷管道的形状为连续S形。
3.根据权利要求1所述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置，其特征是：所述外部输冷管与采煤工作面之间设有防尘帘。
4.根据权利要求1所述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置，其特征是：每组弹簧包括布置在同一截面内的三个弹簧，三个弹簧沿圆周方向均匀布置。
5.根据权利要求1所述的利用可吸热充填材料的采空区降温装置，其特征是：所述的内管道的侧壁上设有多个通孔，通孔在内管道的侧壁上呈五花形布置；所述的外管道采用的是钢管。
6.一种利用可吸热充填材料的采空区降温方法，包括如下步骤：
1）在采空区铺设好输冷管道，输冷管道在采空区内按连续S形布置；
2）将输冷管道的入口与通风机风筒连接，或与进风巷道连通；并将输冷管道的出口与外部输冷管连接，使得外部输冷管与采煤工作面平行，外部输冷管的出风口朝向采煤工作面，并在外部输冷管和采煤工作面之间布置防尘帘；
3）对采空区进行膏体充填，充填料采用高效吸热温降充填材料；
4）采空区充填完成后，向输冷管道内进行送风。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510984398.1A CN105422162B (zh) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510984398.1A CN105422162B (zh) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105422162A CN105422162A (zh) | 2016-03-23 |
| CN105422162B true CN105422162B (zh) | 2017-09-05 |
Family
ID=55500656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510984398.1A Active CN105422162B (zh) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105422162B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106837413B (zh) * | 2017-01-26 | 2017-11-21 | 西安科技大学 | 高温深井采空区充填料浆蓄冷输送系统及方法 |
| CN106989618A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-28 | 贵州理工学院 | 大体积采空区充填体内部散热系统 |
| CN108104868B (zh) * | 2017-12-14 | 2019-04-23 | 中国矿业大学 | 一种深井冰冻充填体降温设计方法 |
| CN108104861B (zh) * | 2017-12-14 | 2019-07-02 | 中国矿业大学 | 一种冰冻矸石充填采煤矿井降温方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1441075A1 (ru) * | 1986-10-29 | 1988-11-30 | Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова | Способ регулировани теплового режима подземных сооружений |
| CN102140926A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-08-03 | 华夏防爆电气有限公司 | 一种用于矿用可移动式救生舱的空气冷却系统 |
| CN202202886U (zh) * | 2011-09-08 | 2012-04-25 | 李玲 | 封闭式井下救生舱体冷却系统 |
| CN102619551A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-01 | 中煤科工集团重庆研究院 | 矿井高温回采工作面内实现长时均匀供冷的系统和方法 |
| CN102828767A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-12-19 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 采空区自然发火防治方法 |
| CN104024762A (zh) * | 2011-11-22 | 2014-09-03 | 乔治·E·加尔法伊德 | 具有可持续能量储备体遗留的采矿系统 |
| CN204729117U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-28 | 西安科技大学 | 一种采空区防火装置 |
| CN205297626U (zh) * | 2015-12-25 | 2016-06-08 | 湖南科技大学 | 一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置 |
-
2015
- 2015-12-25 CN CN201510984398.1A patent/CN105422162B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1441075A1 (ru) * | 1986-10-29 | 1988-11-30 | Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова | Способ регулировани теплового режима подземных сооружений |
| CN102140926A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-08-03 | 华夏防爆电气有限公司 | 一种用于矿用可移动式救生舱的空气冷却系统 |
| CN202202886U (zh) * | 2011-09-08 | 2012-04-25 | 李玲 | 封闭式井下救生舱体冷却系统 |
| CN104024762A (zh) * | 2011-11-22 | 2014-09-03 | 乔治·E·加尔法伊德 | 具有可持续能量储备体遗留的采矿系统 |
| CN102619551A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-01 | 中煤科工集团重庆研究院 | 矿井高温回采工作面内实现长时均匀供冷的系统和方法 |
| CN102828767A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-12-19 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 采空区自然发火防治方法 |
| CN204729117U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-28 | 西安科技大学 | 一种采空区防火装置 |
| CN205297626U (zh) * | 2015-12-25 | 2016-06-08 | 湖南科技大学 | 一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105422162A (zh) | 2016-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105422162B (zh) | 一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置及降温方法 | |
| CN107023294B (zh) | 矿床与地热协同开采方法及系统 | |
| CN107339118B (zh) | 一种利用深井地热的矿井降温系统及方法 | |
| CN206220990U (zh) | 基于封装相变材料微单元的深井降温系统 | |
| CN108757023A (zh) | 一种利用矸石条带充填开采置换煤柱的方法 | |
| CN110926042B (zh) | 固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置及方法 | |
| CN205154229U (zh) | 高温矿井巷道壁面贴附水膜板热换器降温装置 | |
| CN104314603B (zh) | 一种深层矿井降温系统 | |
| CN105649668A (zh) | 巷帮截流式矿井降温方法及降温系统 | |
| CN203161278U (zh) | 矿井真空降温系统 | |
| CN206428184U (zh) | 一种外加热多管组合式热解设备 | |
| CN205297626U (zh) | 一种利用可吸热充填材料的采空区降温装置 | |
| CN107461951A (zh) | 一种深部地热能开发方法 | |
| CN103670417B (zh) | 利用电耙巷道侧部出矿的无底柱分段崩落采矿法 | |
| CN206957758U (zh) | 一种矿井降温系统 | |
| CN203603959U (zh) | 一种高温矿井输送冷介质降温装备系统 | |
| CN206503618U (zh) | 双层压风吹水瓦斯抽采套管 | |
| CN203717015U (zh) | 液氮降温防火系统 | |
| CN204060764U (zh) | 一种矿井下制冷降温装置 | |
| CN201953395U (zh) | 用于矿井的降温装置 | |
| CN203729962U (zh) | 一种地下蓄油式石油开采系统 | |
| CN203603960U (zh) | 一种利用矿井第一水平运输大巷制备冷水的降温系统 | |
| CN105386785B (zh) | 高温矿井巷道壁面贴附水膜板热换器降温系统 | |
| CN115013030A (zh) | 一种接力送风的深井采矿制冷系统 | |
| CN204002897U (zh) | 矿用涡流管制冷水防尘降温喷雾装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |