CN108150217A - 基于地能开发的矿坑回填结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿业工程领域，具体涉及一种基于地能开发的矿坑回填结构，包括回填体；所述回填体内预埋有多个换热机构；所述换热机构包括换热管和套管；所述套管预埋进回填体内，且套管的两端均伸出回填体外形成开口端；所述套管的外周面上开有多个渗水孔；所述换热管内嵌于套管内。本发明提供的基于地能开发的矿坑回填结构，在回填体内预埋有换热管，便于进行换热，便于地能的利用。
Description
技术领域
本发明涉及矿业工程领域，具体涉及一种基于地能开发的矿坑回填结构。
背景技术
国内早期开发的露天煤矿，多为倾斜煤层深凹露天矿；开采结束后会形成一个巨大的矿坑。这些矿坑不仅破坏自然景观和生态环境，留下地质环灾害隐患，还不时发生人员掉入废弃矿坑的事故，对人民的生命财产构成威胁。为解决上述问题，人们对矿坑进行回填。由于矿坑较深，矿坑内存储有积水，矿坑回填后形成的回填体内，存储有大量的地下水。现有的矿坑回填结构无法利用回填体内的地下水进行热交换。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供的基于地能开发的矿坑回填结构，在回填体内预埋有换热管，便于进行换热，便于地能的利用。
本发明提供的一种基于地能开发的矿坑回填结构，包括回填体；所述回填体内预埋有多个换热机构；所述换热机构包括换热管和套管；所述套管预埋进回填体内，且套管的两端均伸出回填体外形成开口端；所述套管的外周面上开有多个渗水孔；所述换热管内嵌于套管内。
可选地，所述回填体由矿渣制成。
可选地，所述套管上可拆卸的安装有用于密封开口端的端盖；所述端盖上开有供换热管穿过的通孔。
可选地，所述套管的外周面用土工布包裹。
可选地，所述套管为预制水泥管。
可选地，所述换热管上可拆卸的安装有防锈组件；所述防锈锈组件包括上支承板、下支承板、微型电机、环形的砂轮以及用于存储防锈漆的箱体；所述上支承板上开有供换热管穿过的阶梯孔；所述阶梯孔的内侧壁上沿周向安装有多个带开关的喷射阀；所述喷射阀与箱体连通；所述砂轮与下支承板旋转连接，且所述砂轮的内侧壁抵触在换热管的外周面上；所述微型电机的动力输出端与砂轮连接；所述上支承板和下支承板均可沿换热管在套管内滑动；所述回填体上安装有用于驱动上支承板和下支承板滑动的驱动装置。
可选地，所述砂轮的内侧壁上沿周向开有多个容置槽；两个所述容置槽之间安装有吸引阀；所述容置槽内安装有弹簧和可滑动的砂轮本体；所述砂轮本体伸出容置槽外抵触在换热管的表面；所述弹簧的两端分别与砂轮本体和砂轮连接；所述回填体上安装有与吸引阀连通的负压吸引器。
可选地，所述防锈锈组件还包括筒状的具有柔性的防水布；所述防水布的两端分别与上支承板和下支承板连接；所述防水布、上支承板和下支承板之间形成密闭的工作空间；所述砂轮和喷射阀均位于工作空间内。
可选地，所述驱动装置包括驱动电机、拉索以及两个可旋转的安装在回填体上的卷线盘；其中一个所述卷线盘与驱动电机的动力输出端连接，另一个卷线盘通过扭力弹簧与回填体连接；所述拉索的两端穿过套管分别固定在两个所述卷线盘的外周面上；所述上支承板和下支承板均固定在拉索上。
可选地，所述阶梯孔包括大孔和小孔；所述喷射阀安装在大孔内；所述小孔的内侧壁上安装有发热线圈。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：本发明提供的一种基于地能开发的矿坑回填结构，包括回填体；所述回填体内预埋有多个换热机构；所述换热机构包括换热管和套管；所述套管预埋进回填体内，且套管的两端均伸出回填体外形成开口端；所述套管的外周面上开有多个渗水孔；所述换热管内嵌于套管内。本发明提供的基于地能开发的矿坑回填结构，在回填体内预埋有换热管，便于进行换热，便于地能的利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为图1所示结构的左视图。
附图标记：
1-回填体、2-换热管、3-套管、11-驱动电机、12-拉索、13-卷线盘、21-上支承板、22-下支承板、23-微型电机、24-砂轮、25-箱体、26-防水布、27-工作空间、31-开口端、32-渗水孔、33-端盖、211-阶梯孔、241-容置槽、331-通孔、2111-喷射阀、2112-发热线圈、2411-弹簧、2412-砂轮本体。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1-3，本实施例提供的一种基于地能开发的矿坑回填结构，包括回填体1；所述回填体1内预埋有多个换热机构；所述换热机构包括换热管2和套管3；所述套管3预埋进回填体1内，且套管3的两端均伸出回填体1外形成开口端31；所述套管3的外周面上开有多个渗水孔32；所述换热管2内嵌于套管3内。回填体1中的地下水沿渗水孔32进入到套管3中，与换热管2的外表面接触。向换热管2中灌注流体，使流体在换热管2中流动。换热管2中的流体沿换热管2从套管3中流过时，与套管3的地下水发生热交换，完成换热。本发明提供的基于地能开发的矿坑回填结构，在回填体内预埋有换热管，便于进行换热，便于地能的利用。在本实施例中，所述流体应该做广义理解，例如所述流体可以是水，也可以是带有热量的空气。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述回填体1由矿渣制成。便于回收矿渣，便于降低回填成本。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述套管3上可拆卸的安装有用于密封开口端31的端盖33；所述端盖33上开有供换热管2穿过的通孔331。防止杂质掉入套管3中。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述套管3的外周面用土工布包裹。便于过滤地下水中的可沉淀物，防止堵塞渗水孔32。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述套管3为预制水泥管。防止地下水腐蚀套管3。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述换热管2上可拆卸的安装有防锈组件；所述防锈锈组件包括上支承板21、下支承板22、微型电机23、环形的砂轮24以及用于存储防锈漆的箱体25；所述上支承板21上开有供换热管2穿过的阶梯孔211；所述阶梯孔211的内侧壁上沿周向安装有多个带开关的喷射阀2111；所述喷射阀2111与箱体25连通；所述砂轮24与下支承板21旋转连接，且所述砂轮24的内侧壁抵触在换热管2的外周面上；所述微型电机23的动力输出端与砂轮24连接；所述上支承板21和下支承板22均可沿换热管2在套管3内滑动；所述回填体1上安装有用于驱动上支承板21和下支承板22滑动的驱动装置。所述下支承板22安装在上支承板21上；所述上支承板21和下支承板22均可滑动的安装在换热管2上。
初始状态下，所述上支承板21和下支承板22均位于套管3外。由于矿渣具有较强的腐蚀性，本发明运行一段时间后，换热管2的外周面被地下水腐蚀，产生铁锈。向箱体25中注入防锈漆，启动微型电机23，所述砂轮24绕轴线旋转；所述砂轮24的内侧壁打磨换热管2的外周面，将铁锈去除；同时打开喷射阀2111，喷射阀2111将箱体25中的防锈漆喷洒到换热管2的外周面上。在驱动装置的作用下，所述下支承板22和上支承板21均沿换热管2滑动，并依次通过套管3的一个开口端31，并沿换热管2从另一个开口端31滑出。在下支承板22和上支承板21的滑动过程中，砂轮24沿滑动轨迹打磨换热管2的外周面上的铁锈，所述喷射阀2111沿滑动轨迹在换热管2的外周面上喷洒防锈漆。便于去除换热管2上的铁锈，便于换热管2的防锈，便于延长换热管的使用寿命。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述砂轮24的内侧壁上沿周向开有多个容置槽241；两个所述容置槽241之间安装有吸引阀242；所述容置槽241内安装有弹簧2411和可滑动的砂轮本体2412；所述砂轮本体2412伸出容置槽外抵触在换热管2的表面；所述弹簧2411的两端分别与砂轮本体2412和砂轮24连接；所述回填体1上安装有与吸引阀242连通的负压吸引器。打开吸引阀242和负压吸引器，使吸引阀242处于负压状态，再启动微型电机23，所述砂轮本体2412绕轴线旋转打磨换热管2的外周面上的铁锈，所述吸引阀242将打磨下来的铁锈吸出套管3外，便于清理铁锈。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述防锈锈组件还包括筒状的具有柔性的防水布26；所述防水布26的两端分别与上支承板21和下支承板22连接；所述防水布26、上支承板21和下支承板22之间形成密闭的工作空间27；所述砂轮24和喷射阀2111均位于工作空间27内。防止地下水进入到工作空间27内，便于打磨换热管2，便于在换热管2表面喷防锈漆。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述驱动装置包括驱动电机11、拉索12以及两个可旋转的安装在回填体1上的卷线盘13；其中一个所述卷线盘13与驱动电机11的动力输出端连接，另一个卷线盘13通过扭力弹簧与回填体1连接；所述拉索12的两端穿过套管3分别固定在两个所述卷线盘13的外周面上；所述上支承板21和下支承板22均固定在拉索12上。
初始状态下，所述拉索12一端固定在与驱动电机11相连接的卷线盘13上，另一端缠绕在另一个卷线盘13上。启动驱动电机11，与驱动电机11相连接的卷线盘13旋转，拉动拉索12，从而使下支承板22和上支承板21依次从套管3的一个开口端31滑入，并沿换热管2从另一个开口端31滑出。当下支承板22和上支承板21从开口端31滑出后。关闭驱动电机11，卷线盘13在扭力弹簧的作用下，反向旋转恢复初始状态，所述下支承板22和上支承板21在拉索12的作用下，沿换热管2反向滑动，恢复初始状态。便于控制下支承板22和上支承板21的滑动，结构简单，便于维护。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述阶梯孔211包括大孔和小孔；所述喷射阀2111安装在大孔内；所述小孔的内侧壁上安装有发热线圈2112。启动发热线圈2112，所述小孔内的温度升高，加速换热管2表面的防锈漆的固化，防止防锈漆在地下水的冲刷下掉落。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：包括回填体（1）；所述回填体（1）内预埋有多个换热机构；所述换热机构包括换热管（2）和套管（3）；所述套管（3）预埋进回填体（1）内，且套管（3）的两端均伸出回填体（1）外形成开口端（31）；所述套管（3）的外周面上开有多个渗水孔（32）；所述换热管（2）内嵌于套管（3）内。
2.根据权利要求1所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述回填体（1）由矿渣制成。
3.根据权利要求1所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述套管（3）上可拆卸的安装有用于密封开口端（31）的端盖（33）；所述端盖（33）上开有供换热管（2）穿过的通孔（331）。
4.根据权利要求1所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述套管（3）的外周面用土工布包裹。
5.根据权利要求1所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述套管（3）为预制水泥管。
6.根据权利要求1-5其中任一项所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述换热管（2）上可拆卸的安装有防锈组件；所述防锈锈组件包括上支承板（21）、下支承板（22）、微型电机（23）、环形的砂轮（24）以及用于存储防锈漆的箱体（25）；所述上支承板（21）上开有供换热管（2）穿过的阶梯孔（211）；所述阶梯孔（211）的内侧壁上沿周向安装有多个带开关的喷射阀（2111）；所述喷射阀（2111）与箱体（25）连通；所述砂轮（24）与下支承板（21）旋转连接，且所述砂轮（24）的内侧壁抵触在换热管（2）的外周面上；所述微型电机（23）的动力输出端与砂轮（24）连接；所述上支承板（21）和下支承板（22）均可沿换热管（2）在套管（3）内滑动；所述回填体（1）上安装有用于驱动上支承板（21）和下支承板（22）滑动的驱动装置。
7.根据权利要求6所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述砂轮（24）的内侧壁上沿周向开有多个容置槽（241）；两个所述容置槽（241）之间安装有吸引阀（242）；所述容置槽（241）内安装有弹簧（2411）和可滑动的砂轮本体（2412）；所述砂轮本体（2412）伸出容置槽外抵触在换热管（2）的表面；所述弹簧（2411）的两端分别与砂轮本体（2412）和砂轮（24）连接；所述回填体（1）上安装有与吸引阀（242）连通的负压吸引器。
8.根据权利要求6所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述防锈锈组件还包括筒状的具有柔性的防水布（26）；所述防水布（26）的两端分别与上支承板（21）和下支承板（22）连接；所述防水布（26）、上支承板（21）和下支承板（22）之间形成密闭的工作空间（27）；所述砂轮（24）和喷射阀（2111）均位于工作空间（27）内。
9.根据权利要求6所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机（11）、拉索（12）以及两个可旋转的安装在回填体（1）上的卷线盘（13）；其中一个所述卷线盘（13）与驱动电机（11）的动力输出端连接，另一个卷线盘（13）通过扭力弹簧与回填体（1）连接；所述拉索（12）的两端穿过套管（3）分别固定在两个所述卷线盘（13）的外周面上；所述上支承板（21）和下支承板（22）均固定在拉索（12）上。
10.根据权利要求6所述的基于地能开发的矿坑回填结构，其特征在于：所述阶梯孔（211）包括大孔和小孔；所述喷射阀（2111）安装在大孔内；所述小孔的内侧壁上安装有发热线圈（2112）。
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