[发明专利]高温深井采空区充填料浆蓄冷输送系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于高温深井采空区充填技术领域，具体涉及一种高温深井采空区充填料浆蓄冷输送系统及方法。

背景技术

随着浅部资源逐渐减少和枯竭，开采深度越来越大，目前我国面临深部开采的矿山占全国矿山总数的90％；深部开采面临高地应力、高地温、高渗透压等诸多问题，导致开采难度加大、作业环境恶化、通风降温和生产成本急剧增加，为深部资源开采提出了严峻挑战；为实现安全生产，充填技术的应用在深部资源开发中必不可少，充填采矿法可以将地表堆积废料回填到井下，处理空区，从而大大提高回采作业安全程度，提高深部资源回收率30％，且解决地表堆积废料造成的环境污染，实现绿色开采；而解决矿井高温问题也己迫在眉睫，充填对采区降温方面有一定的帮助，充填可使采场原岩暴露面积大大减小，从而降低了原岩的散热面积，因此可以降低原岩的热量散发；同时充填体能有效的阻止风流渗漏，在一定程度上避免废风串联，从而提高风流的利用率，有效的降低坑内温度；深井充填技术面临诸多难题，膏体充填是未来一大主要方向，传统的水力充填工艺，料浆浓度很难提高到70％以上，且通常需要对尾砂进行分级脱泥，其结果是充填尾砂的利用率低，充入采场后的充填体需脱水，脱水时会带走充填料中的水泥，造成水泥流失，削弱充填体的强度，且造成井下严重污染，提高充填料浆的浓度是解决这类问题的关键，但由于受管道自流输送的限制，要想进一步提高料浆浓度，必须借助适当的设备，实现膏体充填，膏体充填料浆具有不离析、不沉淀，且采场脱水量少、甚至不脱水，充填体强度增长迅速，充填质量好、效率高、成本低，改善井下作业环境等优点，是未来充填采矿技术发展的必然趋势。

现有技术的矿井制冷降温系统由制冷、输冷、传冷和排热四个环节组成。由制冷站制出冷源(冰片或冷水等)，经专用的冷港冻水管输送到采掘工作面的空冷器，同工作面的湿热空气进行热交换，从而降低工作面的环境温度、湿度，热交换后的冷却水将冷凝热带出工作面(如地面等)；该制冷降温系统存在诸多缺点：系统复杂，装机总功率大，能耗高；供冷管道长，系统冷量损耗较大，流化冰生产过程需加盐，对输冷管路、设备存在腐蚀作用；需在井筒中安装大直径的输冷管道及对管道进行保温处理；地面制冷车间占地面积大等。

未来深井开采必将面临的两大问题，即空区充填和矿井降温，当前，膏体充填技术尚不完善，在料浆输送上存在诸多问题，很难形成稳定的结构流；矿井降温系统复杂，运行成本高，制冷效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、实现方便、工作可靠性高的高温深井采空区充填料浆蓄冷输送系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高温深井采空区充填料浆蓄冷输送系统，其特征在于：包括第一物料输送机构、第二物料输送机构、拌和机构、拌和后物料输送管道和温度总控制器，所述第一物料输送机构包括用于盛放混合有冰块的第一物料的第一物料仓、用于将混合有冰块的第一物料输送给拌和机构的料斗和连接在第一物料仓的物料出口处的第一物料输送管道，所述第一物料输送管道上连接有物料输送开关阀、电磁流量计、电动夹管阀和手动夹管阀，所述料斗连接在第一物料输送管道的端部；所述第二物料输送机构包括第二物料仓和连接在第二物料仓的物料出口处的第二物料输送管道，所述第二物料仓的物料出口上连接有闸板阀，所述第二物料输送管道上连接有双管螺旋给料机，所述第二物料输送管道与料斗的底部连接；所述拌和机构包括双轴搅拌机和高速搅拌机，所述双轴搅拌机的物料入口与料斗的底部连接，所述高速搅拌机的物料入口与双轴搅拌机的物料出口连接，所述拌和后物料输送管道与高速搅拌机的物料出口连接，所述第一物料输送管道和拌和后物料输送管道均为分段式输送套管，所述分段式输送套管由多段套管组成，每段所述套管的夹层内均设置有多块串联的半导体加热制冷片和多个用于对所述套管内的温度进行实时检测的温度传感器，每段所述套管的外壁上均设置有温度分控制器，所述温度分控制器包括第一微控制器模块和为温度分控制器中各用电模块供电的供电电源，以及与第一微控制器模块相接的第一数据存储电路模块和第一无线通信模块，多个所述温度传感器的输出端均与第一微控制器模块的输入端连接，所述第一微控制器模块的输出端接有用于接通或断开供电电源与半导体加热制冷片的开关控制电路模块，所述开关控制电路模块串联在所述供电电源与半导体加热制冷片之间；所述温度总控制器包括第二微控制器模块以及与第二微控制器模块相接的第二数据存储电路模块、触摸式液晶显示屏和用于与第一无线通信模块无线连接并通信的第二无线通信模块。