CN211851886U - 一种自然冷源在矿产资源开采中的应用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，包括位于地表得原水箱、水池；位于井下的高低压热交换器和冷水；水池的敞口端面低于原水箱的底面所在的水平面；原水箱通过管路A与高低压热交换器的冷介质入口连接，管路A上设有阀门A；高低压热交换器的热介质出口通过管路B与水池连接，管路B上设有阀门B；高低压热交换器的冷介质出口与冷水组的入口连接，冷水组的出口与高低压热交换器的热介质入口连接；在高低压热交换器的冷介质出口与冷水组入口的连接管路上设有循环泵。该应用系统具有设备投入量少、设计合理且符合洁净生产要求的优点，且使用该应用系统对工作面降温，具有降温效率高、安全环保、节能减排的优点。

Description

一种自然冷源在矿产资源开采中的应用系统

技术领域

本实用新型涉及矿产开采技术领域，具体涉及一种自然冷源在矿产资源开采中的应用系统。

背景技术

井下开采是现在矿业的主流趋势，随着资源的需求量增大，开采深度也逐渐加深，从而导致了现在矿产资源开采难度大、成本高的特点。开采难度和成本的影响因素很多，如作业面温度逐渐升高影响作业效率等。

现有技术中，为降低深部作业面的温度，通常使用对进入井下的冷却水进行降温，降温后的水对作业面进行作用；此操作方法虽然常用且有一定的效果，但是存在以下问题：一是成本投入高，大量的制冷设备使用，造成了设备投入费用、维护费用等增高；二是大量设备的运转对环境产生热污染，不符合现在的洁净化生产。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，具体为一种通过合理的管路设置实现冷源自循环的应用系统，该应用系统具有设备投入量少、设计合理且符合洁净生产要求的优点，且使用该应用系统对工作面降温，具有降温效率高、安全环保、节能减排的优点。

在现有技术的基础上，本实用新型提供了一种自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，包括原水箱、水池、高低压热交换器和冷水组；

所述原水箱和水池位于地表，高低压热交换器和冷水组位于井下；原水箱中的水可以是自然水源，如海水、地下水等，也可以是处理过的中水；

所述水池的敞口端面所在的水平面低于原水箱的底面所在的水平面；此设置，可使原水箱与水池之间形成势差；

所述原水箱内的介质通过管路A与高低压热交换器的冷介质入口连接，所述管路A的进水口段设有阀门A；高低压热交换器的热介质出口通过管路B与水池连接，管路B的出水口位于水池的中上部，所述管路B的出水口段设有阀门B；高低压热交换器的冷介质出口与冷水组的入口连接，冷水组的出口与高低压热交换器的热介质入口连接；

在高低压热交换器的冷介质出口与冷水组入口的连接管路上设有循环泵；循环泵的设置，使高低压热交换器内被降温的介质产生循环，促进截止流动；

使用时，先将阀门B关闭，打开阀门A，自管路A的进水口向管路A内灌水，至水充满管路A和管路B，关闭阀门A，将管路A的进水口沉入原水箱内，并同时开启阀门A和阀门B，在虹吸的作用下，水开始自循环，自循环的水进入井下的高低压热交换器内进行热交换，由于势差的存在，使得交换后的热水回流至水池中，实现了无设备的自循环，减少了设备运行的耗费，降低生产成本且可达到冷热水的绿色运转。

优选的，所述原水箱连接有缓冲箱，缓冲箱与原水箱相互连通，一是防止原水箱内水中的杂物进入循环管路内，二是通过缓冲作用减少水波动。

优选的，所述缓冲箱上设有提升装置，提升装置可将管路A进行提升，便于将灌满水后的管路A进水口沉入缓冲箱内，为虹吸作用做准备。

优选的，所述水池内设有液位计，液位计位于水池的中上部。

优选的，所述水池内设有潜水泵，潜水泵的出水口管路延伸至原水箱内；当水池内的水上涨至液位计的位置时，潜水泵将水池内的水泵入原水箱内，防止水倒灌入井下。

优选的，所述管路A上还设有压力计和流量计，当压力计和流量计产生大幅度波动时，可通过关闭阀门A排出管路，便于及时发现管路故障。

优选的，在管路A和管路B上均设有逆止阀，逆止阀均位于管路A和管路B的竖直段，且逆止阀之间的间隔为100m，防止故障停泵或局部管道破损时出现的水流倒灌现象。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

通过对水池敞口端面与原水箱底面所在位置的设置，使可使原水箱与水池之间形成势差，为后续水自动循环提供势能；阀门A、阀门B的设置，配合原水箱与水池位置的设置，可使虹吸顺利进行，减少设备的投入；另外，阀门B的设置，还可以在潜水泵发生故障时，通过关闭阀门B防止水池内的水倒灌入井下；冷水组的设置实现对工作面降温；本申请提供的应用系统，借用自然界的低温水交换井下深部区域热量、借用管路A和管路B的合理设置，实现水自循环，有效降低循环能耗、借用功能性备用排水管道作为循环系统主管道降低成本，在节能减排方面具有显著效果，实现了绿色运行，使该应用系统具有设计合理的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为提升装置结构图。

图中，1-原水箱，2-缓冲箱，3-水池，4-高低压热交换器，5-冷水组，6-提升装置，601-固定座，602-横杆，603-通孔A，604-拉杆，605-通孔B，606-档杆，7-管路A，8-阀门A，9-管路B，10-阀门B，11-压力计，12-流量计，13-液位计，14-潜水泵，15-逆止阀，16-循环泵。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-图2所示，本实用新型提供了一种自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，包括原水箱1、缓冲箱2、水池3、高低压热交换器4和冷水组5；

原水箱1、缓冲箱2和水池3位于地表，高低压热交换器4和冷水组5位于井下；

水池3的敞口端面所在的水平面低于原水箱1的底面所在的水平面；此设置，可使原水箱1与水池3之间形成势差；

原水箱1与缓冲箱2连接，缓冲箱2的箱底所在水平面高于水池3敞口所在水平面；缓冲箱2上设有提升装置6，提升装置6可将管路A7进行提升，便于将灌满水后的管路A7进水口沉入缓冲箱2内，为虹吸作用做准备；提升装置6包括固定座601，固定座601固定于缓冲箱2的顶缘；固定座601连接有横杆602，横杆602上设有竖向轴线的通孔A603，通孔A603内设有拉杆604，拉杆604上设有轴线与通孔A603轴线垂直的通孔B605，通孔B605内设有档杆606，向上拉动拉杆604并用档杆606限定拉杆604的位置，实现将管路A7的进水口沉入液面以下或提出液面以上；

缓冲箱2内的介质通过管路A7与高低压热交换器4的冷介质入口连接，管路A7的进水口段设有阀门A8；高低压热交换器4的热介质出口通过管路B9与水池3连接，管路B9的出水口位于水池3的中上部，管路B9的出水口段设有阀门B10；高低压热交换器4的冷介质出口与冷水组5的入口连接，冷水组5的出口与高低压热交换器4的热介质入口连接；

管路A7上还设有压力计11和流量计12，当压力计11和流量计12产生大幅度波动时，可通过关闭阀门A8排出管路，便于及时发现管路故障；

水池3内设有液位计13，液位计13位于水池3的中上部；水池3内设有潜水泵14，潜水泵14的出水口管路延伸至原水箱1内；当水池3内的水上涨至液位计13的位置时，潜水泵14将水池3内的水泵入原水箱1内，防止水倒灌入井下；

在管路A7和管路B9上均设有逆止阀15，逆止阀15均位于管路A7和管路B9的竖直段，且逆止阀15之间的间隔为100m，防止故障停泵或局部管道破损时出现的水流倒灌现象；

在高低压热交换器4的冷介质出口与冷水组5入口的连接管路上设有循环泵16；循环泵16的设置，使高低压热交换器4内被降温的介质产生循环，促进截止流动；

使用时，先将阀门B10关闭，打开阀门A8，自管路A7的进水口向管路A7内灌水，至水充满管路A7和管路B9，关闭阀门A8，将管路A7的进水口沉入缓冲箱2内，并同时开启阀门A8和阀门B10，在虹吸的作用下，水开始自循环，自循环的水进入井下的高低压热交换器4内进行热交换，由于势差的存在，使得交换后的热水回流至水池3中，实现了无设备的自循环，减少了设备运行的耗费，降低生产成本且可达到冷热水的绿色运转。

以上对本实用新型进行了详细介绍。本实施例中的“上”、“下”、“左”和“右”是相对说明书附图中的位置说明的。尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，其特征在于，包括原水箱、水池、高低压热交换器和冷水组；

所述原水箱和水池位于地表，高低压热交换器和冷水组位于井下；

所述水池的敞口端面所在的水平面低于原水箱的底面所在的水平面；

所述原水箱通过管路A与高低压热交换器的冷介质入口连接，所述管路A的进水口段设有阀门A；高低压热交换器的热介质出口通过管路B与水池连接，管路B的出水口位于水池的中上部，所述管路B的出水口段设有阀门B；高低压热交换器的冷介质出口与冷水组的入口连接，冷水组的出口与高低压热交换器的热介质入口连接；

在高低压热交换器的冷介质出口与冷水组入口的连接管路上设有循环泵。

2.如权利要求1所述的自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，其特征在于，所述原水箱连接有缓冲箱。

3.如权利要求2所述的自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，其特征在于，所述缓冲箱上设有提升装置。

4.如权利要求1-3任一项所述的自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，其特征在于，所述水池内设有液位计，液位计位于水池的中上部。

5.如权利要求4所述的自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，其特征在于，所述水池内设有潜水泵，潜水泵的出水口管路延伸至原水箱内。

6.如权利要求5所述的自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，其特征在于，所述管路A上还设有压力计和流量计。

7.如权利要求6所述的自然冷源在矿产资源开采中的应用系统，其特征在于，在管路A和管路B上均设有逆止阀，逆止阀均位于管路A和管路B的竖直段，且逆止阀之间的间隔为100m。

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