一種冷熱聯產煤層注水降溫方法
【專利摘要】本發明公開了一種冷熱聯產煤層注水降溫方法，綜合利用地面熱泵產生的低溫廢水，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。既能有效預冷工作面附近高溫煤體，實現良好的降溫效果，又能有效利用熱力循環過程中產生的低溫水，節約能源。
【專利說明】一種冷熱聯產煤層注水降溫方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種礦井熱害治理技術，尤其涉及一種冷熱聯產煤層注水降溫方法。【背景技術】
[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。當圍巖的原始巖溫與井巷中流動的空氣溫度存在溫差時，就會進行熱交換。即使在不太深的礦井中，原始巖溫一般也要超過該處的風流溫度，即高溫圍巖總是向巷道散發熱量。在深部礦井中，圍巖散熱量會相當大，甚至會超過其他熱源散熱量的總和，往往是造成高溫熱害的最主要熱源。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]熱泵技術作為一種有益于環境保護和可持續發展的冷熱源形式，近期在廠礦企業中得到廣泛應用。熱泵能夠消耗少量電能，將大量不能直接利用的低溫熱能變為有用的高溫熱能，用以滿足地面建筑采暖的需求，但是，熱力循環過程中產生的低溫水卻往往沒有得到充分利用，造成資源浪費。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種節能、降溫效果好的冷熱聯產煤層注水降溫方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]本發明的冷熱聯產煤層注水降溫方法，綜合利用地面熱泵產生的低溫廢水，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]由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的冷熱聯產煤層注水降溫方法，由于綜合利用地面熱泵產生的低溫廢水，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。既能有效預冷工作面附近高溫煤體，實現良好的降溫效果，又能有效利用熱力循環過程中產生的低溫水，節約能源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明實施例提供的冷熱聯產煤層注水降溫方法的布置示意圖。
[0009]圖中:
[0010]I一熱泵蒸發器出水口 ；2—熱泵蒸發器；3—蒸發器循環水泵；4一水處理儀；5—壓縮機；6—熱泵冷凝器；7—冷凝器循環水泵；8—膨脹閥；9一保溫水管；10—副井(進風井)；11一進風大巷；12—米區下部車場；13—米區進風上山；14一米區中部車場；
[0011]15—短工作面進風順槽；16—短工作面；17—短工作面下向長鉆孔；18—采區回風上山；19一絞車房；20—采區進風下山；21—采區中部車場；22—長工作面進風順槽；23一長工作面；24—長工作面下向長鉆孔；25—米區進回風下山聯絡巷；26—米區回風下山；[0012]27—溜煤眼；28—長工作面回風順槽；29—長工作面上向長鉆孔；30—回風大巷；31 一風井；32—調節風門。
【具體實施方式】
[0013]下面將對本發明實施例作進一步地詳細描述。
[0014]本發明的冷熱聯產煤層注水降溫方法，其較佳的【具體實施方式】是:
[0015]綜合利用地面熱泵產生的低溫廢水，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]所述熱泵的蒸發器的出水口外接大直徑的保溫水管，作為注水總管，經副井送至井下；
[0017]所述注水總管沿進風大巷送至各采區，分接小直徑的保溫水管，為注水支管，經采區進風上山或進風下山、進風順槽送至工作面附近選定的注水地點；
[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，采用靜壓或動壓注水。
[0019]若采煤工作面長度超過120m而單向長孔達不到設計深度或煤層傾角有變化時，所述注水支路管另接小直徑的保溫水管，作為工作面回風順槽注水分支管，通過進風上山或進風下山、回風上山或回風下山聯絡巷，經回風上山或回風下山、回風順槽送至工作面附近注水地點，連同進風順槽注水分支管，采用上向、下向長鉆孔聯合布置鉆孔注水。
[0020]本發明的冷熱聯產煤層注水降溫方法，考慮到對于存在熱害問題的高溫礦井，熱泵系統產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冷熱聯產過程中的低溫水，用于井下降溫工作。通過該方法的應用有效預冷工作面附近高溫煤體，實現良好的降溫效果。
[0021]本發明綜合利用地面熱泵產生的低溫廢水，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熱泵蒸發器出水口外接大直徑的保溫水管，為注水管路總管，經副井(進風井)送至井下；②注水總管沿進風大巷送至各采區，分接小直徑的保溫水管，為注水管路支管，經采區進風上(下)山、進風順槽送至工作面附近選定的注水地點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)，采用靜壓或動壓注水若工作面長度超過120m而單向長孔達不到設計深度或煤層傾角有變化時，采區注水支路管另接小直徑的保溫水管，為工作面回風順槽注水分支管，通過進風上(下)山、回風上(下)山聯絡巷，經回風上(下)山、回風順槽送至工作面附近注水地點，連同進風順槽注水支路，采用上向、下向長鉆孔聯合布置鉆孔注水。
[0022]具體實施例:
[0023]如圖1所示，熱泵蒸發器2出水口 I外接大直徑的保溫水管9，經副井10 (進風井)送至井下，沿進風大巷11送至各采區，對于長度較短的短工作面16，保溫水管9經采區進風上山13、短工作面進風順槽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，進行靜壓或動壓注水；對于長度較長的長工作面23，保溫水管9經采區進風下山20、長工作面進風順槽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，進行靜壓或動壓注水，同時，保溫水管9經采區進風下山20、采區進回風下山聯絡巷25、采區回風下山26、長工作面回風順槽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，進行靜壓或動壓注水。
[0024]本發明的冷熱聯產煤層注水降溫方法，其優點在于:
[0025]1.綜合利用熱泵冷熱聯產時的廢冷水，充分利用資源，無浪費；
[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，比采用制冷設備更為經濟有效；
[0027]3.煤層注水有利于防塵，可兼收降塵之利。
[0028]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種冷熱聯產煤層注水降溫方法，其特征在于，綜合利用地面熱泵產生的低溫廢水，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.根據權利要求1所述的冷熱聯產煤層注水降溫方法，其特征在于: 所述熱泵的蒸發器的出水口外接大直徑的保溫水管，作為注水總管，經副井送至井下； 所述注水總管沿進風大巷送至各采區，分接小直徑的保溫水管，為注水支管，經采區進風上山或進風下山、進風順槽送至工作面附近選定的注水地點； 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，采用靜壓或動壓注水。
3.根據權利要求2所述的冷熱聯產煤層注水降溫方法，其特征在于: 若采煤工作面長度超過120m而單向長孔達不到設計深度或煤層傾角有變化時，所述注水支路管另接小直徑的保溫水管，作為工作面回風順槽注水分支管，通過進風上山或進風下山、回風上山或回風下山聯絡巷，經回風上山或回風下山、回風順槽送至工作面附近注水地點，連同進風順槽注水分支管，采用上向、下向長鉆孔聯合布置鉆孔注水。
【文檔編號】E21F5/02GK103924999SQ201410178130
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】秦躍平, 楊小彬, 劉偉, 孔松, 吳建松, 宋懷濤, 郝永江 申請人:中國礦業大學(北京)