[实用新型]煤矿井下制冷降温装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种矿山或隧道热害治理的可移动式降温设备，特别涉及一种煤矿井下制冷降温装置。

背景技术

随着矿井开采深度的增加，以及高温围岩散热、空气自压缩热、机械设备散热、氧化热等热源的影响，越来越多的矿井出现热害。热害是制约矿井安全生产的因素之一，不仅危害矿工的身体健康，而且会降低劳动生产率，影响安全生产和经济效益。我国《煤矿安全规程》明确规定：“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电硐室空气温度不得超过30℃；当采掘工作面空气温度超过30℃，机电硐室空气温度超过34℃时，必须停止作业”，《矿山安全条例》规定：“井下工人作业地点的空气温度不得高于28℃”。

我国是世界第一产煤大国，也是高温矿井数量最多的国家。据不完全统计，目前有130多对矿井出现了不同程度的热害，其中有88对矿井采掘工作面气温超过30℃，这些矿井的开采深度平均约在800m左右，超过千米的矿井已有数十对，进入千米深度开采的非煤矿山也越来越多。在我国预测的煤炭总储量中，有73.2%的储量埋深在1000m以下，其中1000m～2000m深度范围内的煤炭储量占53.2%。因此，矿井热害成为越来越多矿井当前急需解决的问题，而且从科学发展的角度来看，矿井热害的有效治理对我国今后开采更大深度范围内的矿产资源具有重要的战略意义。

我国矿井热害治理从20世纪70年代开始，历过了初期的理论研究阶段、中期的降温技术尝试阶段以及21世纪以来的大规模应用阶段，形成了应用范围广、治理手段多样化、制冷规模大的矿井热害治理局面。但是这种局面与现状存在着矛盾：许多大型矿井过分依赖国外进口技术和设备。国外设备效果好、但是价格昂贵，是国产设备的好几倍，而且维护和管理难度大，维修周期长；现有国产设备规模大、体积庞大、没有形成成套技术和装备，虽然价格相对便宜，但是制冷效果不理想，冷损大。因此，从整个矿井热害治理的大系统着眼考虑，开发成套技术和装备，并改进现有的工艺流程，朝着节能、环保、经济、高效的方向发展，是矿井热害治理技术和手段的发展趋势。

国内外矿井热害治理实践表明，随着矿井开采深度越来越大，地温越来越高，工作面进风温度和回风温度也相应增大，国外制冷机组设计参数已不能满足矿井降温的需要，尤其是排热端越来越不适应现场的条件，而国内又没有替代的符合煤矿井下用的制冷机组。因此，在新形势下，对煤矿降温用制冷机组提出了新的要求。

目前，国内外矿用移动式制冷机组在监测和控制上仍需完善；并且由于设备功率较大，启停时对电网稳定性影响也比较大；另外，其压缩机主要采用的是开启式螺杆压缩机或者活塞式压缩机，活塞式压缩机制冷机组因其噪音大、效率低、运行稳定性较差、故障率高及维修不便等缺点限制了其推广应用，而螺杆式压缩机制冷机组应用越来越多，开启式螺杆压缩机制冷机组在煤矿井下恶劣的条件下应用时，其稳定性较封闭式差，故障率也相对较高，而全封闭式主要应用于小型制冷空调上，且具有不可拆性和不可修复性等不足。

因此，需探索一种制冷降温设备，使其克服上述缺点，以适应我国当前矿井深度热害治理的需求。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种煤矿井下制冷降温装置，通过PLC对设备各项参数进行全面监测，并通过PLC进行调节控制，起到对设备的保护作用，采用软启动器控制压缩机的启停，有效避免压缩机启停时对电网造成不良影响，另外，该装置采用矿用防隔爆和本质安全型零部件，有效增加设备的安全性，满足矿井热害治理的各项要求。

本实用新型的煤矿井下制冷降温装置，包括制冷剂通道依次连通形成回路的压缩机、冷凝器和蒸发器，所述冷凝器的制冷剂出口设置干燥过滤器，蒸发器的制冷剂入口设置膨胀阀，与所述压缩机的高压端连通设置有压力表Ⅰ，与压缩机的低压端连通设置有压力表Ⅱ，所述压缩机上设置电机保护制冷剂喷液孔和轴承保护制冷剂喷液孔，与电机保护制冷剂喷液孔连通设置有喷液电磁阀Ⅰ，与轴承保护制冷剂喷液孔连通设置有喷液电磁阀Ⅱ，所述冷凝器的冷却水入口和冷却水出口均设置温度传感器；还包括控制系统、用于控制压缩机启停的软启动器和与压缩机连接的接线腔，所述控制系统包括PLC和与PLC电连接的显示器，所述压力表Ⅰ、压力表Ⅱ和温度传感器的信号输出端分别连接PLC的信号输入端，所述PLC的指令输出端分别连接喷液电磁阀Ⅰ、喷液电磁阀Ⅱ和软启动器的指令输入端。

进一步，所述压缩机为矿用半封闭螺杆压缩机，其电压等级为380V、660V、1140V、6000V或10000V；

进一步，所述压缩机、接线腔、喷液电磁阀Ⅰ、喷液电磁阀Ⅱ、压力表Ⅰ和压力表Ⅱ均为矿用防隔爆和本质安全型；