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专利号: 2017100177128
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种热害矿井巷道支护降温系统,其特征在于:所述系统主要包括制冷装置(1)、中空降温锚杆(2)、主供冷管道(3)、主回流管道(4)、支供冷管道(5)、支回流管道(6);

所述制冷装置(1)与主供冷管道(3)及主回流管道(4)连通;

所述主供冷管道(3)连接支供冷管道(5),系统中各中空降温锚杆(2)通过支供冷管道(5)与主供冷管道(3)连通,进而与制冷装置(1)连通;

所述主回流管道(4)连接支回流管道(6),系统中各中空降温锚杆(2)通过支回流管道(6)与主回流管道(4)连通,进而与制冷装置(1)连通;

所述制冷装置(1)、中空降温锚杆(2)、主供冷管道(3)、主回流管道(4)、支供冷管道(5)及支回流管道(6)连通形成回路,换热介质能够在所述回路内循环;

所述中空降温锚杆(2)主要包括中空锚杆(2-1)、绝热管(2-2)、隔离盘(2-5)、回流软管(2-6)、供冷软管(2-7)、隔热塞(2-8)和锚杆托盘(2-9);

所述绝热管(2-2)位于中空锚杆(2-1)内部,绝热管(2-2)将中空锚杆(2-1)内腔分为换热腔(2-4)和回流腔(2-3),换热腔(2-4)和回流腔(2-3)为同心圆结构,内圆为回流腔(2-

3),外圆为换热腔(2-4),绝热管(2-2)顶部有绝热管顶盘(2-2-1)和四个绝热管通道(2-2-

2),绝热管顶盘(2-2-1)与中空锚杆(2-1)固接,四个绝热管通道(2-2-2)沿绝热管(2-2)圆周方向均匀分布,保证绝热管承受一定拉力的同时保持换热介质的流量,回流腔(2-3)与换热腔(2-4)通过绝热管通道(2-2-2)连通,绝热管(2-2)底部嵌入隔离盘(2-5),能够保证绝热管尾部换热腔与回流腔内的换热介质不互相渗漏,同时隔离盘能够起到固定绝热管的作用;

所述隔离盘(2-5)使绝热管(2-2)与供冷软管(2-7)和回流软管(2-6)互相密封,供冷软管(2-7)嵌入隔离盘(2-5)与换热腔(2-4)与连通,回流软管(2-6)嵌入隔离盘(2-5)与回流腔(2-3)与连通;

所述隔离盘(2-5)至中空锚杆(2-1)末端除供冷软管(2-7)和回流软管(2-6)以外的空间由隔热塞(2-8)密封,能够避免发生额外的热交换,保证换热效果,隔离盘(2-5)的直径为

16mm,厚度为30mm;

所述主供冷管道(3)与主回流管道(4)为绝热管道;所述支供冷管道(5)、支回流管道(6)、供冷软管(2-7)及回流软管(2-6)为绝热软管。

2.根据权利要求1所述的热害矿井巷道支护降温系统,其特征在于:所述支供冷管道(5)与换热腔(2-4)通过供冷软管(2-7)连通,支回流管道(6)与回流腔(2-3)通过回流软管(2-6)连通,中空降温锚杆(2)内的换热介质能够进入回流腔(2-3),进而通过回流软管(2-

6)进入支回流管道(6)。

3.根据权利要求1所述的热害矿井巷道支护降温系统,其特征在于:所述中空锚杆(2-

1)外径为30mm,内径为16mm,长度为3000mm。

4.根据权利要求1所述的热害矿井巷道支护降温系统,其特征在于:所述绝热管(2-2)外径为11mm,内径为6mm;

所述绝热管(2-2)顶部绝热管顶盘(2-2-1)直径为16mm,厚度为50mm,绝热管通道(2-2-

2)与绝热管(2-2)顶部的距离为60-70mm,绝热管通道(2-2-2)的直径为3mm。

5.根据权利要求1所述的热害矿井巷道支护降温系统,其特征在于:回流软管(2-6)和供冷软管(2-7)的内径为2mm,外径为3mm。

6.根据权利要求2所述的热害矿井巷道支护降温系统,其特征在于:所述中空降温锚杆(2)锚固方式采用全长锚固,锚固剂为高导热率锚固剂。

7.使用权利要求1至6中任一项所述热害矿井巷道支护降温系统的热害矿井巷道支护降温方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

1)中空降温锚杆(2)对巷道围岩进行支护后,制冷装置(1)中的低温换热介质顺序通过主供冷管道(3)、支供冷管道(5)和供冷软管(2-7)后注入中空降温锚杆(2)内;

2)步骤1)中所述换热介质进入中空降温锚杆(2)内的换热腔(2-4)与围岩发生热交换;

3)换热介质与围岩发生热交换后温度升高,升温的换热介质进入回流腔(2-3);

4)步骤3)中所述换热介质顺序通过回流软管(2-6)、支回流管道(6)和主回流管道(4)后返回制冷装置(1)中进行冷却;

5)在制冷装置(1)中冷却后的低温换热介质按照步骤1)至步骤4)所述循环对围岩降温。