一種冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，綜合利用地面熱泵產(chǎn)生的低溫廢水，通過保溫水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置鉆孔，將低溫水通過鉆孔注入高溫煤體，使采煤工作面周圍的巖體受到冷卻。既能有效預(yù)冷工作面附近高溫煤體，實(shí)現(xiàn)良好的降溫效果，又能有效利用熱力循環(huán)過程中產(chǎn)生的低溫水，節(jié)約能源。
【專利說明】一種冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦井熱害治理技術(shù)，尤其涉及一種冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在許多深部礦井中，圍巖原始溫度高，往往是造成礦井高溫的主要原因。當(dāng)圍巖的原始巖溫與井巷中流動(dòng)的空氣溫度存在溫差時(shí)，就會(huì)進(jìn)行熱交換。即使在不太深的礦井中，原始巖溫一般也要超過該處的風(fēng)流溫度，即高溫圍巖總是向巷道散發(fā)熱量。在深部礦井中，圍巖散熱量會(huì)相當(dāng)大，甚至?xí)^其他熱源散熱量的總和，往往是造成高溫?zé)岷Φ淖钪饕獰嵩?。因此，控制高溫圍巖尤其是工作面高溫煤體的散熱是礦井降溫的有益方法。
[0003]熱泵技術(shù)作為一種有益于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的冷熱源形式，近期在廠礦企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。熱泵能夠消耗少量電能，將大量不能直接利用的低溫?zé)崮茏優(yōu)橛杏玫母邷責(zé)崮?，用以滿足地面建筑采暖的需求，但是，熱力循環(huán)過程中產(chǎn)生的低溫水卻往往沒有得到充分利用，造成資源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能、降溫效果好的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，綜合利用地面熱泵產(chǎn)生的低溫廢水，通過保溫水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置鉆孔，將低溫水通過鉆孔注入高溫煤體，使采煤工作面周圍的巖體受到冷卻。
[0007]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，由于綜合利用地面熱泵產(chǎn)生的低溫廢水，通過保溫水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置鉆孔，將低溫水通過鉆孔注入高溫煤體，使采煤工作面周圍的巖體受到冷卻。既能有效預(yù)冷工作面附近高溫煤體，實(shí)現(xiàn)良好的降溫效果，又能有效利用熱力循環(huán)過程中產(chǎn)生的低溫水，節(jié)約能源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法的布置示意圖。
[0009]圖中:
[0010]I一熱泵蒸發(fā)器出水口 ；2—熱泵蒸發(fā)器；3—蒸發(fā)器循環(huán)水泵；4一水處理儀；5—壓縮機(jī)；6—熱泵冷凝器；7—冷凝器循環(huán)水泵；8—膨脹閥；9一保溫水管；10—副井(進(jìn)風(fēng)井)；11一進(jìn)風(fēng)大巷；12—米區(qū)下部車場；13—米區(qū)進(jìn)風(fēng)上山；14一米區(qū)中部車場；
[0011]15—短工作面進(jìn)風(fēng)順槽；16—短工作面；17—短工作面下向長鉆孔；18—采區(qū)回風(fēng)上山；19一絞車房；20—采區(qū)進(jìn)風(fēng)下山；21—采區(qū)中部車場；22—長工作面進(jìn)風(fēng)順槽；23一長工作面；24—長工作面下向長鉆孔；25—米區(qū)進(jìn)回風(fēng)下山聯(lián)絡(luò)巷；26—米區(qū)回風(fēng)下山；[0012]27—溜煤眼；28—長工作面回風(fēng)順槽；29—長工作面上向長鉆孔；30—回風(fēng)大巷；31 一風(fēng)井；32—調(diào)節(jié)風(fēng)門。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0014]本發(fā)明的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0015]綜合利用地面熱泵產(chǎn)生的低溫廢水，通過保溫水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置鉆孔，將低溫水通過鉆孔注入高溫煤體，使采煤工作面周圍的巖體受到冷卻。
[0016]所述熱泵的蒸發(fā)器的出水口外接大直徑的保溫水管，作為注水總管，經(jīng)副井送至井下；
[0017]所述注水總管沿進(jìn)風(fēng)大巷送至各采區(qū)，分接小直徑的保溫水管，為注水支管，經(jīng)采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山或進(jìn)風(fēng)下山、進(jìn)風(fēng)順槽送至工作面附近選定的注水地點(diǎn)；
[0018]沿煤層傾向方向平行于工作面打孔長為30?IOOm的下向長孔或上向長孔，采用靜壓或動(dòng)壓注水。
[0019]若采煤工作面長度超過120m而單向長孔達(dá)不到設(shè)計(jì)深度或煤層傾角有變化時(shí)，所述注水支路管另接小直徑的保溫水管，作為工作面回風(fēng)順槽注水分支管，通過進(jìn)風(fēng)上山或進(jìn)風(fēng)下山、回風(fēng)上山或回風(fēng)下山聯(lián)絡(luò)巷，經(jīng)回風(fēng)上山或回風(fēng)下山、回風(fēng)順槽送至工作面附近注水地點(diǎn)，連同進(jìn)風(fēng)順槽注水分支管，采用上向、下向長鉆孔聯(lián)合布置鉆孔注水。
[0020]本發(fā)明的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，考慮到對(duì)于存在熱害問題的高溫礦井，熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生的低溫廢水則是良好的降溫資源，因此，完全可以考慮綜合利用熱泵技術(shù)冷熱聯(lián)產(chǎn)過程中的低溫水，用于井下降溫工作。通過該方法的應(yīng)用有效預(yù)冷工作面附近高溫煤體，實(shí)現(xiàn)良好的降溫效果。
[0021]本發(fā)明綜合利用地面熱泵產(chǎn)生的低溫廢水，通過保溫水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置鉆孔，將低溫水通過鉆孔注入高溫煤體，使工作面周圍的巖體受到冷卻。具體為:①熱泵蒸發(fā)器出水口外接大直徑的保溫水管，為注水管路總管，經(jīng)副井(進(jìn)風(fēng)井)送至井下；②注水總管沿進(jìn)風(fēng)大巷送至各采區(qū)，分接小直徑的保溫水管，為注水管路支管，經(jīng)采區(qū)進(jìn)風(fēng)上(下)山、進(jìn)風(fēng)順槽送至工作面附近選定的注水地點(diǎn)沿煤層傾向方向平行于工作面打孔長為30?IOOm的下向長孔(或上向長孔)，采用靜壓或動(dòng)壓注水若工作面長度超過120m而單向長孔達(dá)不到設(shè)計(jì)深度或煤層傾角有變化時(shí)，采區(qū)注水支路管另接小直徑的保溫水管，為工作面回風(fēng)順槽注水分支管，通過進(jìn)風(fēng)上(下)山、回風(fēng)上(下)山聯(lián)絡(luò)巷，經(jīng)回風(fēng)上(下)山、回風(fēng)順槽送至工作面附近注水地點(diǎn)，連同進(jìn)風(fēng)順槽注水支路，采用上向、下向長鉆孔聯(lián)合布置鉆孔注水。
[0022]具體實(shí)施例:
[0023]如圖1所示，熱泵蒸發(fā)器2出水口 I外接大直徑的保溫水管9，經(jīng)副井10 (進(jìn)風(fēng)井)送至井下，沿進(jìn)風(fēng)大巷11送至各采區(qū)，對(duì)于長度較短的短工作面16，保溫水管9經(jīng)采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山13、短工作面進(jìn)風(fēng)順槽15送至短工作面16附近，沿煤層傾向方向平行于工作面打孔長為30?IOOm的下向長孔17，進(jìn)行靜壓或動(dòng)壓注水；對(duì)于長度較長的長工作面23，保溫水管9經(jīng)采區(qū)進(jìn)風(fēng)下山20、長工作面進(jìn)風(fēng)順槽22送至長工作面23附近，沿煤層傾向方向平行于工作面打孔長為30?IOOm的下向長孔24，進(jìn)行靜壓或動(dòng)壓注水，同時(shí)，保溫水管9經(jīng)采區(qū)進(jìn)風(fēng)下山20、采區(qū)進(jìn)回風(fēng)下山聯(lián)絡(luò)巷25、采區(qū)回風(fēng)下山26、長工作面回風(fēng)順槽28送至工作面附近，沿煤層傾向方向平行于工作面打孔長為30?IOOm的上向長孔29，進(jìn)行靜壓或動(dòng)壓注水。
[0024]本發(fā)明的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]1.綜合利用熱泵冷熱聯(lián)產(chǎn)時(shí)的廢冷水，充分利用資源，無浪費(fèi)；
[0026]2.低溫水長孔注入高溫煤體，冷卻效果好，有利于工作面降溫，比采用制冷設(shè)備更為經(jīng)濟(jì)有效；
[0027]3.煤層注水有利于防塵，可兼收降塵之利。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，其特征在于，綜合利用地面熱泵產(chǎn)生的低溫廢水，通過保溫水管送至井下，利用采煤工作面附近巷道布置鉆孔，將低溫水通過鉆孔注入高溫煤體，使采煤工作面周圍的巖體受到冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，其特征在于: 所述熱泵的蒸發(fā)器的出水口外接大直徑的保溫水管，作為注水總管，經(jīng)副井送至井下； 所述注水總管沿進(jìn)風(fēng)大巷送至各采區(qū)，分接小直徑的保溫水管，為注水支管，經(jīng)采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山或進(jìn)風(fēng)下山、進(jìn)風(fēng)順槽送至工作面附近選定的注水地點(diǎn)； 沿煤層傾向方向平行于工作面打孔長為30?IOOm的下向長孔或上向長孔，采用靜壓或動(dòng)壓注水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷熱聯(lián)產(chǎn)煤層注水降溫方法，其特征在于: 若采煤工作面長度超過120m而單向長孔達(dá)不到設(shè)計(jì)深度或煤層傾角有變化時(shí)，所述注水支路管另接小直徑的保溫水管，作為工作面回風(fēng)順槽注水分支管，通過進(jìn)風(fēng)上山或進(jìn)風(fēng)下山、回風(fēng)上山或回風(fēng)下山聯(lián)絡(luò)巷，經(jīng)回風(fēng)上山或回風(fēng)下山、回風(fēng)順槽送至工作面附近注水地點(diǎn)，連同進(jìn)風(fēng)順槽注水分支管，采用上向、下向長鉆孔聯(lián)合布置鉆孔注水。
【文檔編號(hào)】E21F5/02GK103924999SQ201410178130
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】秦躍平, 楊小彬, 劉偉, 孔松, 吳建松, 宋懷濤, 郝永江 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)