CN210159107U - 一种煤矸石层散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矸石层散热装置，属于煤矿开采安全设备技术领域。该散热装置包括掺入到煤矸石层内的吸热体，与吸热体连接的温控及能量吸收装置、回水管和送热管。温控及能量吸收装置包括加热部伸入到吸热体底部冷却介质液面以下的电加热装置和沿吸热体纵向布置的温度传感器；所述温度传感器与所述电加热装置的连锁，当温度传感器接受温度超过规定之后连锁启动电加热装置。该装置通过温度检测装置与电加热器的联动，当温度传感器检测到局部温度过高时会自动启动，无需人员值守。同时，可保证煤矸石整体温度均衡，提高煤矸石处理安全性，有效防止煤矸石山的自燃。不仅如此，该装置可将煤矸石层过高的热量充分提取出来进行有效利用。

Description

一种煤矸石层散热装置

技术领域

本实用新型涉及一种煤矸石层散热装置，属于煤矿开采安全设备技术领域。

背景技术

在煤矿开采过程中，煤矸石的堆积、占地、污染、防护及处理是一个难以根治的问题。传统的煤矸石处理方式为填埋法(如图1所示)。填埋一层煤矸石后，在上层填埋一层图层，压实后在填埋一层煤矸石，多层填埋后在覆盖土层并进行植被绿化。但是，由于煤矸石含有相当比例的可燃物，以及地表水渗透等原因。空气会不断进入煤矸石，随时推移会发生缓慢氧化，热量不断积聚，从而发生自燃，产生50℃～500℃不等的高温，并释放SO₂等有害气体、制备枯死，污染环境，一旦这种问题出现，往往需要将近5年的时间治理才能有所好转。

发生自燃有三个必要因素：即可燃物、达到可燃物燃烧点的温度以及氧气。可燃物本身存在与煤矸石中，氧气会随着降雨等地表水缓慢深入到煤矸石层。燃烧物和氧气这两个因素都不可避免。要彻底解决煤矸石自燃的问题，唯一解决问题的途径是降低自然区的温度。即将深层煤矸石温度控制在50℃以下，不会发生自燃及缓慢氧化，进而彻底解决煤矸石自燃以及环境污染问题。

针对如何导出煤矸石积聚热量的问题，现有技术有采取热棒导出的方案，但由于热棒深入到地面的深度较大，但地下煤矸石容易发生局部过热的问题，过长的热棒无法进行局部过热的散热。

实用新型内容

为解决现有煤矿采集过程中煤矸石积热导出过程中无法进行具备散热的技术问题，本实用新型提供了一种煤矸石层散热装置，所采取的技术方案如下：

一种煤矸石层散热装置，包括掺入到煤矸石层内的吸热体3，与吸热体3连接的温控及能量吸收装置4、与温控及能量吸收装置4连接的回水管5和送热管7；所述温控及能量吸收装置4包括加热部伸入到吸热体3底部冷却介质12液面以下的电加热装置和沿吸热体3纵向布置的温度传感器；所述温度传感器与所述电加热装置的连锁，当温度传感器接受温度超过规定之后连锁启动电加热装置。

优选地，所述温度传感器为线型温度传感器或成线性阵列式分布的点型温度传感器。

优选地，所述温控及能量吸收装置4环绕吸热体3顶部设有多层散热片6。

优选地，与送热管7下游部分设有用于传送所吸收煤矸石热量的热泵8。

更优选地，所述在所述热泵8的下游端通过换热管道连接有生活用管9和/或工业用管10。

更优选地，在所述热泵8的下游端连接有生活用管9、工业用管10和供暖用管11。

优选地，所述冷却介质为水。

优选地，所述吸热体3为圆柱形金属导热管。

相对于现有技术，本实用新型获得的有益效果：

本实用新型通过温度检测装置与电加热器的联动，当温度传感器检测到局部温度过高时会自动启动，无需安排专人值守。同时，可保证煤矸石整体温度的均衡，提高煤矸石处理的安全性，有效地防止煤矸石山的自燃。不仅如此，该装置可将煤矸石层过高的热量充分提取出来进行有效利用。

附图说明

图1为现有层压填埋处理煤矸石的填埋底层剖面图。

图2为本实用新型一种优选方式中煤矸石层散热装置的结构示意图。

其中，1，土层；2，煤矸石层；3，吸热体；4，温控及能量吸收装置；5，回水管；6，散热片；7，送热管；8，热泵；9，生活用管；10，工业用管；11，供暖用管；12，冷却介质。

具体实施方式

在本实用新型以下的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示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实用新型和简化描述，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，不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型以下的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以是通过中间介质间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以是具体情况理解上书术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型以下的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

以下实施例所用材料、试剂、装置、设备、方法和控制过程，未经特殊说明，均为本领域普通材料、试剂、装置、设备、方法和控制过程，本领域技术人员均可通过商业渠道获得，或者根据具体需要进行常规设置即可，无需付出创造性劳动。

下面结合具体附图和实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型不受实施例的限制。

图2为本实用新型一种优选方式中煤矸石层散热装置的结构示意图。从图2可知，该装置主要有一个根垂直深入到煤矸石层2的空心圆柱形吸热体3、安装在吸热体3顶部轴向的温控及能量吸收装置4、与温控及能量吸收装置4的送热管7连接的热泵8、以及与热泵8连接的生活用管9、工业用管10和供暖用管11。在吸热体3的内部低端通过回水管5注入或由吸热体3顶部注入有一定深度的冷却介质——水。其中，吸热体3为中空的圆柱形金属导热管(见图2)。

其中，温控及能量吸收装置4内设有电加热装置和线型温度传感器，电加热装置与线型温度传感器连锁，在温度传感器探测温度高于预设温度值后通过电加热装置的温度继电器接通加热电路对冷却介质进行加热。加热装置的加热部件延伸至冷却介质液面以下，以便进行加热。

送热管7连接在温控及能量吸收装置4的热量出口端，以便对其所收集的煤矸石层2的热量进行利用。同时，为进行远距离热量传输，可在送热管7的下游端设有一个或多个热泵8，热泵8的下游连接有生活用管9、工业用管10以及供暖用管11，从而对收集的热量进行充分利用。

上述设置方式可在煤矸石层2具备发生过热时通过线型温度传感器获得过热信号，从而连锁启动电加热装置对冷却介质进行加热，从而形成水蒸气，水蒸气上升至散热片6后冷却成水后沿吸热体3的内壁流下进而对局部过热部分进行冷却。需要说明的是，吸热体能够通过控制其内腔的压力改变冷却介质的汽化点。为避免温度过高，现有所用的热管一般均将该温度设在50℃以下。此外，本实用新型所用到的片层式换热片、线型温度传感器、热泵、电加热装置等等部件，均为本领域市售的常规产品。本领域技术人员均可通过商业渠道获得，获得上述部件后即可根据实际工况要求进行线路布置。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种煤矸石层散热装置，包括掺入到煤矸石层内的吸热体(3)，其特征在于，还包括与吸热体(3)连接的温控及能量吸收装置(4)、与温控及能量吸收装置(4)连接的回水管(5)和送热管(7)；所述温控及能量吸收装置(4)包括加热部伸入到吸热体(3)底部冷却介质(12)液面以下的电加热装置和沿吸热体(3)纵向布置的温度传感器；所述温度传感器与所述电加热装置的连锁，当温度传感器接受温度超过规定之后连锁启动电加热装置。

2.根据权利要求1所述一种煤矸石层散热装置，其特征在于，所述温度传感器为线型温度传感器或成线性阵列式分布的点型温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种煤矸石层散热装置，其特征在于，所述温控及能量吸收装置(4)环绕吸热体(3)顶部设有多层散热片(6)。

4.根据权利要求1所述的一种煤矸石层散热装置，其特征在于，与送热管(7)下游部分设有用于传送所吸收煤矸石热量的热泵(8)。

5.根据权利要求4所述的一种煤矸石层散热装置，其特征在于，所述在所述热泵(8)的下游端通过换热管道连接有生活用管(9)和/或工业用管(10)。

6.根据权利要求5所述的一种煤矸石层散热装置，其特征在于，在所述热泵(8)的下游端连接有生活用管(9)、工业用管(10)和供暖用管(11)。

7.根据权利要求1所述的一种煤矸石层散热装置，其特征在于，所述冷却介质为水。

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