【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及煤礦開(kāi)采過(guò)程中熱害防治，特別是涉及一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?/a>。
技術(shù)介紹
1、礦井熱害是指礦井開(kāi)采過(guò)程中遇到高低溫，進(jìn)而導(dǎo)致采掘工作面氣溫過(guò)高，危害人體健康，同時(shí)高溫條件下煤巖力學(xué)特性也發(fā)生改變，更易誘發(fā)事故，威脅礦井財(cái)產(chǎn)與人身安全，必須加以治理。隨著礦井開(kāi)采深度的增加和深部資源的開(kāi)發(fā)利用，熱害問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)熱害往往與水害同步發(fā)生，進(jìn)而使得問(wèn)題復(fù)雜化，因此礦井熱害是采礦業(yè)不能不面對(duì)的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。
2、目前礦井降溫措施主要通過(guò)兩類(lèi)實(shí)現(xiàn)：
3、1)一類(lèi)是通過(guò)通風(fēng)降溫、隔熱疏導(dǎo)、煤層注水、和在巷道內(nèi)放置冰塊及個(gè)體防護(hù)等，此類(lèi)措施成本較低，但降溫效果有限，不能從根本上治理礦井熱害；
4、2)另一類(lèi)是礦井空調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)應(yīng)用各種空氣熱濕處理手段，調(diào)節(jié)和改善礦井作業(yè)地點(diǎn)的氣候調(diào)節(jié)，此類(lèi)方法雖然能有效降溫，但是投資成本高，能耗巨大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒ǎ緦?zhuān)利技術(shù)解決了現(xiàn)有中礦井地?zé)峤禍匦实秃统杀靖叩膯?wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了如下方案：
3、一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，包括?/p>
4、對(duì)礦井下的區(qū)域進(jìn)行劃分，得到多個(gè)目標(biāo)區(qū)域并確定控制系統(tǒng)、第一制冷系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)并進(jìn)行設(shè)備布置；
5、獲取所述多個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度和氣體濃度，得到溫度集合和氣體集合；
6、根據(jù)各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)狀況確定出鉆孔的布置位置和鉆
7、向所述平行鉆孔中鋪設(shè)u形管；
8、根據(jù)所述溫度集合和所述氣體集合，利用控制系統(tǒng)控制第一制冷系統(tǒng)向所述u形管中輸入制冷介質(zhì)進(jìn)行降溫。
9、優(yōu)選地，還包括：
10、根據(jù)所述地質(zhì)狀況和平行鉆孔的過(guò)程確定含水層并進(jìn)行標(biāo)注；
11、根據(jù)所述含水層的位置確定第二制冷系統(tǒng)并利用所述第二制冷系統(tǒng)進(jìn)行制冷。
12、優(yōu)選地，所述獲取所述多個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度和氣體濃度，包括：
13、布置傳感器組合到目標(biāo)區(qū)域獲取目標(biāo)區(qū)域的初始溫度數(shù)據(jù)集和初始?xì)怏w濃度數(shù)據(jù)集；
14、利用統(tǒng)計(jì)方法檢測(cè)所述初始溫度數(shù)據(jù)集中的異常值和初始?xì)怏w濃度數(shù)據(jù)集中的異常值進(jìn)行剔除，得到第一溫度數(shù)據(jù)集和第一氣體濃度數(shù)據(jù)集；
15、對(duì)所述第一溫度數(shù)據(jù)集和第一氣體濃度數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)插值，得到第二溫度數(shù)據(jù)集和第二氣體濃度數(shù)據(jù)集；
16、分別對(duì)所述第二溫度數(shù)據(jù)集中溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和所述第二氣體濃度數(shù)據(jù)集中濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度和氣體濃度優(yōu)選地，所述溫度的計(jì)算表達(dá)式為：
17、
18、其中，t為目標(biāo)區(qū)域溫度，a為傳熱面積，ta為礦井內(nèi)熱源溫度，tb為環(huán)境冷卻溫度，d為礦井內(nèi)壁厚度，c為比熱容。
19、優(yōu)選地，所述鉆孔施工參數(shù)包括：
20、鉆孔數(shù)量、鉆孔長(zhǎng)度、孔徑、傾角和方位角。
21、優(yōu)選地，所述u型導(dǎo)熱管路在平行鉆孔內(nèi)緊貼鉆孔內(nèi)壁敷設(shè)，u型導(dǎo)熱管路為呈螺旋狀的進(jìn)、回兩通路的金屬管材。
22、優(yōu)選地，所述u形管路設(shè)置為雙層，其中，u形管路的內(nèi)層為不銹鋼管，u形管路的外層為碳鋼，在所述u形管的內(nèi)層和外層的預(yù)設(shè)位置均設(shè)置有電動(dòng)閥門(mén)，所述電動(dòng)閥門(mén)為平行u形管設(shè)置。
23、優(yōu)選地，所述第一制冷系統(tǒng)包括：
24、設(shè)置在u形管內(nèi)的流量泵和均與控制系統(tǒng)和u形管連接的冷凝水子系統(tǒng)、氮?dú)庾酉到y(tǒng)和吹風(fēng)子系統(tǒng)；
25、所述冷凝水子系統(tǒng)用于向所述u形管輸入冷凝水，所述氮?dú)庾酉到y(tǒng)向所述u形管輸入氮?dú)猓龃碉L(fēng)子系統(tǒng)向所述u形管輸入預(yù)設(shè)溫度的空氣，所述流量泵用于控制u形管內(nèi)的流速。
26、優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)包括：
27、顯現(xiàn)子系統(tǒng)、流速控制子系統(tǒng)、第一介質(zhì)控制子系統(tǒng)、第二介質(zhì)控制子系統(tǒng)、第三介質(zhì)控制子系統(tǒng)、預(yù)警子系統(tǒng)和閥門(mén)控制子系統(tǒng)；
28、所述第一介質(zhì)控制子系統(tǒng)用于控制所述冷凝水子系統(tǒng)向所述u形管內(nèi)輸入冷凝水，所述第二介質(zhì)控制子系統(tǒng)用于控制所述氮?dú)庾酉到y(tǒng)向所述u形管輸入氮?dú)猓龅谌橘|(zhì)控制子系統(tǒng)用于控制所述吹風(fēng)子系統(tǒng)向所述u形管輸入預(yù)設(shè)溫度的空氣，所述閥門(mén)控制子系統(tǒng)用于控制所述電子閥門(mén)的開(kāi)閉，所述流速控制子系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)所述流量泵以控制所述u形管內(nèi)的介質(zhì)流速，所述預(yù)警子系統(tǒng)用于根據(jù)溫度集合和氣體集合控制所述報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，所述顯示子系統(tǒng)用于顯示各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)和氣體濃度數(shù)據(jù)。
29、優(yōu)選地，所述第二制冷系統(tǒng)包括：
30、蓄水池、閥門(mén)、驅(qū)動(dòng)水管、液驅(qū)式對(duì)流器和輸送管所述閥門(mén)一端通過(guò)第一水管與蓄水池連接，閥門(mén)另一端通過(guò)第二水管與液驅(qū)式對(duì)流器的進(jìn)水口連接，液驅(qū)式對(duì)流器的排氣口與輸送管一端連接，驅(qū)動(dòng)水管一端與液驅(qū)式對(duì)流器的進(jìn)水口連接，驅(qū)動(dòng)水管另一端與液驅(qū)式對(duì)流器液體驅(qū)動(dòng)注入口連接。
31、本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了以下技術(shù)效果：
32、本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒ǎǎ簩?duì)礦井下的區(qū)域進(jìn)行劃分，得到多個(gè)目標(biāo)區(qū)域并確定控制系統(tǒng)、第一制冷系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)并進(jìn)行設(shè)備布置；獲取所述多個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度和氣體濃度，得到溫度集合和氣體集合；根據(jù)各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)狀況確定出鉆孔的布置位置和鉆孔施工參數(shù)并進(jìn)行平行鉆孔；向所述平行鉆孔中鋪設(shè)u形管；根據(jù)所述溫度集合和所述氣體集合，利用控制系統(tǒng)控制第一制冷系統(tǒng)向所述u形管中輸入制冷介質(zhì)進(jìn)行降溫。本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)根據(jù)各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)情況確定出u形管的鋪設(shè)位置并利用不同的介質(zhì)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行降溫，提升了降溫的效率并無(wú)需布置大量的空調(diào)系統(tǒng)，降低了制冷的成本，并且監(jiān)測(cè)了礦井下的氣體濃度，提升了礦井下施工的安全性能。
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1.一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，包括?/p>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，所述獲取所述多個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度和氣體濃度，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，所述溫度的?jì)算表達(dá)式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒ǎ涮卣髟谟?，所述鉆孔施工參數(shù)包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒ǎ涮卣髟谟?，所述U型導(dǎo)熱管路在平行鉆孔內(nèi)緊貼鉆孔內(nèi)壁敷設(shè)，U型導(dǎo)熱管路為呈螺旋狀的進(jìn)、回兩通路的金屬管材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒ǎ涮卣髟谟?，所述U形管路設(shè)置為雙層，其中，U形管路的內(nèi)層為不銹鋼管，U形管路的外層為碳鋼，在所述U形管的內(nèi)層和外層的預(yù)設(shè)位置均設(shè)置有電動(dòng)閥門(mén)，所述電動(dòng)閥門(mén)為平行U形管設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，所述第一制冷系統(tǒng)包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，所述第二制冷系統(tǒng)包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，包括?/p>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒ǎ涮卣髟谟?，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，所述獲取所述多個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度和氣體濃度，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒ǎ涮卣髟谟冢鰷囟鹊挠?jì)算表達(dá)式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，所述鉆孔施工參數(shù)包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫礦井地?zé)峤禍胤椒?，其特征在于，所述u型導(dǎo)熱管路在平行鉆孔內(nèi)緊貼鉆孔內(nèi)壁敷設(shè)，...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：殷有輝，王田有，甘亞康，齊攀鋒，李波，尚再星，刁立賽，張英華，張星宇，田園，楊春祥，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：慶陽(yáng)新莊煤業(yè)有限公司新莊煤礦，
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