CN110905581A - 一种移动式掘进巷道降温设备 - Google Patents

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    • E21F1/006—Ventilation at the working face of galleries or tunnels

Abstract

本发明公开一种移动式掘进巷道降温设备，包括送风巷道和移动平台，所述移动平台活动设置在送风巷道内，且移动平台上设置有隔热板，所述隔热板的内侧设置有带铜管冷辐射铝板，且带铜管冷辐射铝板包括辐射铝板和冷水铜管，所述辐射铝板上等距设有若干冷水铜管；本发明的移动平台和移动冷源均为可移动式，可根据掘进工作面的前进而向前移动，本发明通过在辐射铝板外侧加设隔热板，减少了送风巷道外围岩向主巷道的传热量，隔绝了围岩向主巷道的传湿量，且在辐射铝板上一体成型有冷水铜管，通过冷水供水管和冷水回水管连通移动冷源，冷水供水管上装设温度传感器，将供水温度控制在15℃，可有效降低风流温度和湿度，可提高人体热舒适度。

Description

一种移动式掘进巷道降温设备
技术领域
本发明涉及矿山降温技术领域，尤其涉及一种移动式掘进巷道降温设备。
背景技术
随着矿井开采深度的增加和机械化程度的不断提高，矿井热害日益突出，已成为制约矿井安全开采的重大问题之一，到2010年，我国煤矿35％的采掘工作面风流温度超过30℃，根据目前资源开采状况，我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加，特别是我国东部矿井正以每10年100～250m的速度发展，近年己有一批矿山开采深度已超过1000m，测试分析数据表明：我国主要煤炭分布区1000m以下岩层温度达到35～45℃，1500m以下岩层温度超过45℃，《煤炭资源地质勘探低温测量若干规定》指出：平均地温不超过3℃/100m的地区为地温正常区，超过3℃/100m的地区为高温异常区，同时还指出，原始岩温高于31℃的地方为一级热害区，原始岩温高于37℃的地区为二级热害区，根据煤炭资源开发和资源保护资料显示，在预测的煤炭资源总储量中有73.2％的储量埋深在1000m以下，预测的围岩温度在39～45℃，处于二级热害区，
高温高湿的井下气候环境，不但引起生产效率严重降低，工人体力消耗大、体能下降，人的中枢神经系统失调，出现精神恍惚、昏昏欲睡，从而导致采掘工作面的人为事故率增多，还可引起机电设备的环境温度过高，机电设备故障率和事故率增多，这些都严重影响煤矿安全生产，如，鹤壁六矿回采工作面风温高达32℃，相对湿度99％以上，曾发生一个班四个矿工中暑倒在工作地点的事故；平顶山五矿己三采区最高气温达35℃以上，相对湿度94％～100％，仅1995年6～8月份，该采区采煤一队职工湿疹患者达201人，晕倒35人次；徐州矿区夹河煤矿2006年在1250m深部工作面开采时，因高温中暑晕倒抬出172人，其中有2人因抢救无效而死亡，矿井热害已成为继煤矿顶板、瓦斯、水、火、粉尘五大灾害之后的第六大灾害，且其危害程度超过其他五大灾害，
矿井最适宜的相对湿度为50％～60％，而井下空气的相对湿度大多为80％～90％左右，总回风道和回风井内的相对湿度接近100％，造成矿井空气湿度大的原因主要是井巷壁面的散湿和矿井水(含生产用水)的蒸发，部分矿山地温高并伴有热水涌出，导致井下采掘工作面空气相对湿度高达94％～100％，高温条件下如果相对湿度很高,人体的汗液就不易蒸发,人就会觉得非常不适，可见，高温环境下，高湿对井下工作环境的影响更加严重，
纵观国内外治理矿井热害的方法，总体上可以分为非人工制冷降温方法和人工制冷降温方法，前者主要通过增加风量、改变通风方式、避开局部热源、预冷进风风流、隔绝高温围岩、热水防治等成功实现非人工降温，但改善通风方式、增加风量受进风温度和围岩温度的影响，其降温幅度非常有限的，后者主要通过矿井空调进行制冷降温，主要有：局部空调机，井下水源热泵空调机，矿用空气制冷机，地面集中式、井下集中式、冰冷降温系统等，地面集中式、井下集中式、冰冷降温系统等，系统较复杂，初期投资大，运行成本高，安装维修工程量大，主要应用于制冷量大于5000k W以上的大型矿井降温，而其他的矿井人工制冷降温方式适应于需冷量在3000k W的一些小型生产矿井，集中式制冷为主的矿井降温方法的另一个显著缺陷就是，长距离输送冷损失量大，根据孙村、平八矿和国外的情况,系统冷损量可达20％计算，因此，本发明提出一种移动式掘进巷道降温设备以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种移动式掘进巷道降温设备，该移动式掘进巷道降温设备的移动平台和移动冷源均为可移动式，可根据掘进工作面的前进而向前移动，本发明通过在辐射铝板外侧加设隔热板，减少了送风巷道外围岩向主巷道的传热量，隔绝了围岩向主巷道的传湿量，且在辐射铝板上一体成型有冷水铜管，通过冷水供水管和冷水回水管连通移动冷源，可有效降低风流温度和湿度，更加符合人体热舒适度要求。
为了解决上述问题，本发明提出一种移动式掘进巷道降温设备，包括送风巷道和移动平台，所述移动平台活动设置在送风巷道内，且移动平台上设置有隔热板，所述隔热板的内侧设置有带铜管冷辐射铝板，且带铜管冷辐射铝板包括辐射铝板和冷水铜管，所述辐射铝板上等距设有若干冷水铜管，且冷水铜管与辐射铝板采用挤压连线工艺成为一体，所述冷水铜管的上方连通有冷水供水管，且冷水铜管的下方连通有冷水回水管，所述送风巷道内活动设置有移动冷源，所述冷水供水管和冷水回水管接入移动冷源。
进一步改进在于：所述移动冷源包括移动小车和蓄冷水箱，所述移动小车上设有蓄冷水箱，且蓄冷水箱内设有冰水混合物，所述移动小车上设有水泵，且水泵的输入端与蓄冷水箱连通。
进一步改进在于：所述水泵的输出端设有第一伸缩软管，且第一伸缩软管与所述冷水供水管连通，所述蓄冷水箱上连通有第二伸缩软管，且第二伸缩软管与冷水回水管连通，所述第二伸缩软管上设有温度计和电动二通阀。
进一步改进在于：所述移动平台包括放置平台和支撑钢架，所述放置平台设有两组，且两组所述放置平台上方设有支撑钢架，所述隔热板放置在所述放置平台上，所述支撑钢架支撑固定所述隔热板和辐射铝板，所述放置平台的底部设有移动轮。
进一步改进在于：所述隔热板将所述送风巷道分为副巷道与主巷道两部分，且隔热板的前端设有导流板，所述送风巷道内部的前端设有掘进工作面。
进一步改进在于：所述隔热板的形状为仿送风巷道内壁面周壁形状，且隔热板和送风巷道内壁面之间设有间距，所述隔热板沿着所述送风巷道内部的掘进方向。
进一步改进在于：相邻所述冷水铜管的间距为90-150mm，所述辐射铝板的高度为1.5-2m。
本发明的有益效果为：本发明的移动平台和移动冷源均为可移动式，可根据掘进工作面的前进而向前移动，本发明通过在辐射铝板外侧加设隔热板，减少了送风巷道外围岩向主巷道的传热量，隔绝了围岩向主巷道的传湿量，且在辐射铝板上一体成型有冷水铜管，通过冷水供水管和冷水回水管连通移动冷源，可有效降低风流温度同时可根据人体热舒适度要求，设置蓄冷水箱内水温，通过水循环使壁面温度达到送风巷道内空气露点温度以下，达到冷却去湿的效果，降低空气的含湿量，真正意义上实现满足人体热应力要求向满足人体热舒适度要求的转变，相比其他的降温方法：本发明可以降低了常规矿井制冷系统在冷量输送过程中的冷损耗，可有效控制矿井的空气含湿量，结构简单，运行经济，同时，隔热板阻止围岩向主巷道传热的同时也阻止了副巷道与带铜管冷辐射铝板之间的热质传递，当风流沿送风巷道送入，流动过程中吸收围岩的热与湿，形成温度较高，相对湿度达-％的空气，进入主巷道后与带铜管冷辐射铝板进行热交换，同时在冷壁面结露，温度和含湿量都会显著下降，形成低温接近饱和的空气，该部分空气流经挖掘设备、以及掘进工作面时，会吸收其热量，温度上升同时相对湿度下降，提高掘进工作面区域内空气的吸湿能力，较好的优化掘进工作面上工人的热环境。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明的横截面示意图；
图3为本发明的带铜管冷辐射铝板纵截面示意图；
图4为本发明的带铜管冷辐射铝板结构示意图；
图5为本发明的移动平台纵截面示意图；
图6为本发明的移动平台横截面示意图；
图7为本发明的移动冷源示意图。
其中：1、送风巷道；2、隔热板；3、带铜管冷辐射铝板；4、辐射铝板；5、冷水铜管；6、冷水供水管；7、冷水回水管；8、移动冷源；9、移动小车；10、蓄冷水箱；11、水泵；12、第一伸缩软管；13、第二伸缩软管；14、温度计；15、放置平台；16、支撑钢架；17、移动轮；18、导流板；19、副巷道；20、掘进工作面。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1、2、3、4、5、6、7所示，本实施例提供了一种移动式掘进巷道降温设备，包括送风巷道1和移动平台，所述移动平台活动设置在送风巷道1内，且移动平台上设置有隔热板2，所述隔热板2的内侧设置有带铜管冷辐射铝板3，且带铜管冷辐射铝板3包括辐射铝板4和冷水铜管5，所述辐射铝板4上等距设有若干冷水铜管5，且冷水铜管5与辐射铝板4采用挤压连线工艺成为一体，所述冷水铜管5的上方连通有冷水供水管6，且冷水铜管5的下方连通有冷水回水管7，所述送风巷道1内活动设置有移动冷源8，所述冷水供水管6和冷水回水管7接入移动冷源8。使用时，通过在辐射铝板4外侧加设隔热板2，减少了送风巷道1外围岩向主巷道的传热量，隔绝了围岩向主巷道的传湿量，且在辐射铝板4上一体成型有冷水铜管5，通过冷水供水管6和冷水回水管7连通移动冷源8，利用冷却水循环可有效降低风流温度同时可根据人体热舒适度要求，设置蓄冷水箱10内水温，通过水循环使壁面温度达到送风巷道1内空气露点温度以下，达到冷却去湿的效果，降低空气的含湿量，实现满足人体热应力要求向满足人体热舒适度要求的转变。
所述移动冷源8包括移动小车9和蓄冷水箱10，所述移动小车9上设有蓄冷水箱10，且蓄冷水箱10内设有冰水混合物，所述移动小车9上设有水泵11，且水泵11的输入端与蓄冷水箱10连通。通过冷水供水管和冷水回水管连通移动冷源(内为0℃的冰水混合物)，冷水供水管上装设温度传感器，其信号用来控制回水管电动二通阀的开度，部分回水与冷源内来水混合将供水温度控制在15℃，以减少辐射板与风流的温差，降低制冷过程的熵增。
所述水泵11的输出端设有第一伸缩软管12，且第一伸缩软管12与所述冷水供水管6连通，所述蓄冷水箱10上连通有第二伸缩软管13，且第二伸缩软管13与冷水回水管7连通，所述第二伸缩软管13上设有温度计14和电动二通阀。低温冷水通过第一伸缩软管12送入冷水供水管6中，然后顺冷水铜管5流下，吸热后在冷水回水管7汇集，经水泵11加压通过第二伸缩软管13送入蓄冷水箱10，方便冷却水循环。
所述移动平台包括放置平台15和支撑钢架16，所述放置平台15设有两组，且两组所述放置平台15上方设有支撑钢架16，所述隔热板2放置在所述放置平台15上，所述支撑钢架16支撑固定所述隔热板2和辐射铝板4，所述放置平台15的底部设有移动轮17。方便移动。
所述隔热板2将所述送风巷道1分为副巷道19与主巷道两部分，且隔热板2的前端设有导流板18，导流板18可以提高副巷道19的热排放能力，所述送风巷道1内部的前端设有掘进工作面20。
所述隔热板2的形状为仿送风巷道1内壁面周壁形状，且隔热板2和送风巷道1内壁面之间设有间距，所述隔热板2沿着所述送风巷道1内部的掘进方向。
相邻所述冷水铜管5的间距为100mm，所述辐射铝板4的高度为1.8m。
本发明的移动平台和移动冷源8均为可移动式，可根据掘进工作面20的前进而向前移动，本发明通过在辐射铝板4外侧加设隔热板2，减少了送风巷道1外围岩向主巷道的传热量，隔绝了围岩向主巷道的传湿量，且在辐射铝板4上一体成型有冷水铜管5，通过冷水供水管6和冷水回水管7连通移动冷源8，可有效降低风流温度同时可根据人体热舒适度要求，设置蓄冷水箱10内水温，通过水循环使壁面温度达到送风巷道1内空气露点温度以下，达到冷却去湿的效果，降低空气的含湿量，真正意义上实现满足人体热应力要求向满足人体热舒适度要求的转变，相比其他的降温方法：本发明可以降低了常规矿井制冷系统在冷量输送过程中的冷损耗，可有效控制矿井的空气含湿量，结构简单，运行经济，同时，隔热板2阻止围岩向主巷道传热的同时也阻止了副巷道19与带铜管冷辐射铝板3之间的热质传递，当风流沿送风巷道1送入，流动过程中吸收围岩的热与湿，形成温度较高，相对湿度达80-90％的空气，进入主巷道后与带铜管冷辐射铝板3进行热交换，同时在冷壁面结露，温度和含湿量都会显著下降，形成低温接近饱和的空气，该部分空气流经挖掘设备、以及掘进工作面20时，会吸收其热量，温度上升同时相对湿度下降，提高掘进工作面20区域内空气的吸湿能力，较好的优化掘进工作面20上工人的热环境。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种移动式掘进巷道降温设备，包括送风巷道(1)和移动平台，其特征在于：所述移动平台活动设置在送风巷道(1)内，且移动平台上设置有隔热板(2)，所述隔热板(2)的内侧设置有带铜管冷辐射铝板(3)，且带铜管冷辐射铝板(3)包括辐射铝板(4)和冷水铜管(5)，所述辐射铝板(4)上等距设有若干冷水铜管(5)，且冷水铜管(5)与辐射铝板(4)采用挤压连线工艺成为一体，所述冷水铜管(5)的上方连通有冷水供水管(6)，且冷水铜管(5)的下方连通有冷水回水管(7)，所述送风巷道(1)内活动设置有移动冷源(8)，所述冷水供水管(6)和冷水回水管(7)接入移动冷源(8)。
2.根据权利要求1所述的一种移动式掘进巷道降温设备，其特征在于：所述移动冷源(8)包括移动小车(9)和蓄冷水箱(10)，所述移动小车(9)上设有蓄冷水箱(10)，且蓄冷水箱(10)内设有冰水混合物，所述移动小车(9)上设有水泵(11)，且水泵(11)的输入端与蓄冷水箱(10)连通。
3.根据权利要求2所述的一种移动式掘进巷道降温设备，其特征在于：所述水泵(11)的输出端设有第一伸缩软管(12)，且第一伸缩软管(12)与所述冷水供水管(6)连通，所述蓄冷水箱(10)上连通有第二伸缩软管(13)，且第二伸缩软管(13)与冷水回水管(7)连通，所述第二伸缩软管(13)上设有温度计(14)和电动二通阀。
4.根据权利要求1所述的一种移动式掘进巷道降温设备，其特征在于：所述移动平台包括放置平台(15)和支撑钢架(16)，所述放置平台(15)设有两组，且两组所述放置平台(15)上方设有支撑钢架(16)，所述隔热板(2)放置在所述放置平台(15)上，所述支撑钢架(16)支撑固定所述隔热板(2)和辐射铝板(4)，所述放置平台(15)的底部设有移动轮(17)。
5.根据权利要求1所述的一种移动式掘进巷道降温设备，其特征在于：所述隔热板(2)将所述送风巷道(1)分为副巷道(19)与主巷道两部分，且隔热板(2)的前端设有导流板(18)，所述送风巷道(1)内部的前端设有掘进工作面(20)。
6.根据权利要求1所述的一种移动式掘进巷道降温设备，其特征在于：所述隔热板(2)的形状为仿送风巷道(1)内壁面周壁形状，且隔热板(2)和送风巷道(1)内壁面之间设有间距，所述隔热板(2)沿着所述送风巷道(1)内部的掘进方向。
7.根据权利要求1所述的一种移动式掘进巷道降温设备，其特征在于：相邻所述冷水铜管(5)的间距为90-150mm，所述辐射铝板(4)的高度为1.5-2m。
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