CN1786421A - 矿井中的三腔室管道送料器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在地下矿井中几千米的大高度差中交换矿井水或热水、以及新鲜水或者冷水、和/或类似于连续地液压地输送固体的三腔室管道送料器，为此在矿层厚度的每一段分别设置一个提供冷却回路的三腔室管道送料器，在各矿层厚度中设置的、且具有串联和封闭冷却回路的三腔室管道送料器是如此构成的：每个前面的三腔室管道送料器的低压管道分别与具有后面的三腔室管道送料器的正在形成的高压的矿井管道连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在矿井下几千米的大高度差地交换矿井水或热水以及新鲜水或冷水的、和/或类似连续液压地输送固体的三腔室管道送料器，为此在矿层厚度的每一段分别设置一个提供冷却回路的三腔室管道送料器，该三腔室管道送料器保证在一个能地面提供新鲜水或冷水或净水的高压液体回路、和一个能输送矿井水或热水或矿浆的高压液体回路以及一个井下的低压液体回路之间进行直接的和连续的交换。
背景技术
DE 39 26 464 C2或DE 43 11 277 C2公开这样一种三腔室管道送料器。采用一种三腔室管道送料器实现大高度连续液压地输送，以便将井下所需的冷水与井下产生的热水进行交换，并且也能毫无困难地输送矿浆和含有固体的液体，上述目的如此实现：在腔室的端部设置的闭锁机构通过一种相应的配线允许连续的注入和输送。
随着开采矿层厚度的不断增加(例如直到4000米)矿石的温度越来越高，随着开采长度的增加、工作地点的开采量提高，以及用于输送和开采的能量转换的提高，这些造成比地面中心制冷设备高得多的制冷功率。矿井管道最大只能设计到160巴，这相当于约1300米矿层厚度的极限值。由于必须遵守矿井管道的这些条件，在每个矿层厚度或者等级中所述三腔室管道送料器使冷水和热水排出(aus-schleusen)进入到很大的冷水或热水池中。这些水池例如有10,000m3的容积，建立和维护这些水池需要很大的开支。然后借助水泵通过矿井管道从这些水池将热水和冷水分别输送到下一个段/矿层厚度或者等级中，为的是在那里再次流出。一旦达到最终的矿层厚度、例如4000米，则对工作地点进行冷却。除了费用很大以外，通过所述使水束流引出还出现这样的现象，即冷水在冷水池中被加热，热水在热水池中被冷却。为了达到所需的冷却功率，这相应地要求更高的能量消耗。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种前述类型的、没有上述缺点的、特别是可减少能耗和生产费用的三腔室管道送料器。
根据本发明，这个任务是如此完成的：所述分别在各个矿层厚度中设置的、具有串联的封闭的冷却回路的三腔室管道送料器是如此构成的，使得所述每个前面的三腔室管道送料器的低压管路分别与具有后面三腔室管道送料器正在形成的高压的矿井管道连接。通过在大深度的或者在各矿层厚度中设置的三腔室管道送料器的根据本发明的这种短接(并且其中也可在各矿层厚度中有利地设置并联的三腔室管道送料器)，为了对工作场地进行冷却也可在没有中间排出的情况下通过矿井管路将冷却水输送到深的矿井中。同时在回流中将加热的水经过冷却后也可无中间排出地输送到地面进行再冷却。三腔室管道送料器的众所周知的良好的热效率可以用于将冷水和热水几乎无损失地输送到很深的深度。同样，众所周知的良好的液压效率也可以少的水泵能耗将热水输送到地面进行再冷却。
然而一个特别的优点是，和传统的设备相比无束流引出地输送到大深度中的冷水在约2600米的深处可以差约2°的较冷温度提供使用。因此，和传统设备相比，达到一种用于冷却地下工作地点的、直到11％的较高致冷潜力。在直至4000米的工作地点或者矿井中，该优点可增加到约22％。或者可以明显更低的能耗达到和传统设备相同的温度。
本发明的一个优选方案规定，在每个三腔室管道送料器之后，在它的冷水侧和热水侧设置一个安全阀。由此可以达到在每个三腔室管道送料器之后的一种保持恒定的低压，因为这些安全阀可以排出根据计划的均压水和可能的阀泄漏。
附图说明
本发明的其它特征和细节由权利要求书和对于在附图中所示的本发明的一个实施例的下述说明而得出。这些附图示出：
图1：具有相连接的高压和低压流体回路的三腔室管道送料器的简图；
图2：被视为背景技术的设备简图，该设备在该实施例中在不同的矿层厚度(深度)中设置了三腔室管道送料器，在大深度使用时具有热水和冷水束流引出；
图3：按照图2的系统，该系统具有上下设置的三腔室管道送料器的、根据本发明串联的和封闭的冷却回路的简图。
具体实施方式
图1为具有三个腔室2，3，4的一个三腔室管道送料器1。该装置是如此布局和设计的，即，为了一方面将新鲜水或者冷水从地面区域输送到地下区域、并且另一方面将矿井水或者热水从地面区域输送到地上区域，该送料器可在一个直接的和连续的交换中将一个高压回路HD和一个低压回路ND连接起来。
在这种情况下，通过高压管道6从地上区域5将新鲜水或者冷水输送到地下区域7中，并且输送到三腔室管道送料器1的腔室2，3，4。通过闭锁机构8至11使该三腔室管道送料器1的腔室2，3，4中的压力增高与下降。这些闭锁机构8至11配置于每个腔室，并且部分地与用于其控制的(未示出的)开关和设备进行合作。
通过低压矿井水管道14，将矿井水或者热水与新鲜水或者冷水成逆流地输送到三腔室管道送料器1的腔室2，3，4。因为通过三腔室管道送料器1连续地注满腔室2至4，或者连续地进行输送，因此设置了一个中心控制系统，其中，限时元件和/或积分器的信号通过接触式压力计以及通过闭锁机构8和11的终端开关用程序控制系统来触发。
当腔室2通过一个高压矿井水管道16将矿井水或者热水输送到地面区域中时，腔室3就注入矿井水或者热水。而腔室4则已注满新鲜水或者冷水，并且准备注入矿井水或者热水。
所述从三腔室管道送料器的腔室2，3，4输送到低压区域ND中的新鲜水或者冷水通过低压新鲜水管道17到达消耗器。
图2表示在具有大的不同深度的地下区域中两个在前面已描述过的三腔室管道送料器1a和1b的使用情况。在此，一个第一矿层厚度I的深度为1300米，一个第二矿层厚度II的深度为2600米，在此还可以连接其它的例如用III表示的矿层厚度。过去通常在此在一个矿层厚度的每一段中在冷水侧K和热水侧W处设置一个冷水池12和一个热水池13，用以使从上方的三腔室管道送料器1a输送到下一个三腔室管道送料器1b中的新鲜水流出，或者用于使从下方的三腔室管道送料器1b返回到上方的三腔室管道送料器1a的、并且继续返回到布置在地面上的简图表示的中心制冷装置15中的矿井水流出。如同为了使矿井水返回而在热水侧W处在中间设置泵18一样，为了从冷水池12中将水输送到下方的接着的三腔室管道送料器1b中，在冷水侧K处在中间也设置水泵18。
图3通过两个三腔室管道送料器1a或1b的实施例表示在矿层厚度I(或II，III...n)中没有所要求的冷水和热水池时的工作方式(请参图2)。在此，三腔室管道送料器1a，1b，1...n无论是在冷水侧K还是在热水侧W更确切地说设计为串联和封闭的冷却回路。为此，在冷水侧K处，所述从最后的腔室4输出的新鲜水通过低压管道17直接输送到通往下一个三腔室管道送料器1b中的矿井管道19，在该矿井管道19中直到下一个矿层厚度II又是由于系统的原因形成高压，这样，该矿井管道又是作为高压管道6和下一个三腔室管道送料器1b进行连接。
在热水侧W处，所述借助泵18流入到低压管道14中的、并且从那里流入到三腔室管道送料器各个腔室中的矿井水从上腔室2到达通往上方的、且具有高压16的矿井管道20。在热水侧W处的矿层厚度I的一段上设置的泵18将该矿井水输送到所述上方的三腔室管道送料器1a的腔室2至4。从那里使矿井水到达制冷设备15中，为此在高压管道16中、在该制冷设备的前方设置一个泵18。
在三腔室管道送料器1a或1b之后，无论是在冷水侧K处还是在热水侧W处都将安全阀21a或21b集成到管路之中。这些安全阀21a，21b确保在每个三腔室管道送料器1a或1b或1...n之后都具有一个恒定的低压，并且同时将按计划的均压水和可能的少量的阀泄漏排出。
具有短接的三腔室管道送料器1a，1b，1...n的设计可在没有中间排水的情况下将冷水或新鲜水输送到深的矿井中，并且相反地将加热的水或者矿井水在三腔室管道送料器中经过冷却后同样在没有中间排水的情况下向着地面输送到制冷装置15中用于重新进行冷却。因此，三腔室管道送料器1a和1b或者1b和1a的初级冷却回路的冷水和热水在中间连接有安全阀21a，21b的情况下直接进行交换。
Claims (3)
1.用于在地下矿井中几千米的大高度差中交换矿井水或热水、以及新鲜水或者冷水、和/或类似于连续地液压地输送固体的三腔室管道送料器，为此在矿层厚度的每一段分别设置一个提供冷却回路的三腔室管道送料器，该三腔室管道送料器保证在一个能地面提供新鲜水或冷水或净水的高压液体回路、与一个能输送矿井水或热水或矿浆的高压液体回路以及一个井下的低压液体回路之间进行直接的和连续的交换，其特征在于，在各矿层厚度(I，II，III...n)中设置的、且具有串联和封闭冷却回路的三腔室管道送料器(1a，1b，1...n)是如此构成的：每个前面的三腔室管道送料器(1a)的低压管道(17)分别与具有后面的三腔室管道送料器(1b，1...n)的正在形成的高压的矿井管道(19；20)连接。
2.按照权利要求1所述的三腔室管道送料器，其特征在于，在每个三腔室管道送料器(1a，1b，1...n)之后在它的冷水侧和热水侧(K；W)设置一个安全阀(21a，21b)。
3.按照权利要求1或2所述的三腔室管道送料器，其特征在于，在每个矿层厚度(I，II，III...n)中分别设置并联的三腔室管道送料器(1a，1a；1b，1b；1...n)。
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