[发明专利]固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置及方法

权利要求书

1.一种固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置，其特征在于：包括矿井地热开采利用装置和采场空气处理与运输装置，所述矿井地热开采利用装置包括进行各分层充填时形成的多层采热充填体(23)，垂直铺设在采热充填体(23)内的U型换热盘管(24)和设置在地面上的分集水系统，以及用于连接所述分集水系统与U型换热盘管(24)的供回水系统；所述分集水系统包括分水器(25)和集水器(2)，所述分水器(25)上连接有多条分水支路(5)，每条分水支路(5)上均设置有分水器蝶阀(4-2)和循环水泵(31)，所述集水器(2)上连接有多条集水支路(3)，每条集水支路(3)上均设置有集水器蝶阀(4-1)和集水器温度传感器(36)；所述供回水系统包括设置在天井和竖井内的多条换热盘管供水管(33)和多条换热盘管回水管(35)，所述换热盘管供水管(33)与分水支路(5)连接，所述换热盘管回水管(35)与集水支路(3)连接；

所述采场层空气处理与运输装置包括地面冷水处理装置、空气处理机组(17)和用于为矿井回采空间(20)内送入新鲜空气的送风管(18)；所述地面冷水处理装置包括冷水机组(13)、冷却塔(9)、冷却塔水箱(10)和用于为空气处理机组(17)换热提供所需冷水的冷水蓄水箱(6)，所述冷水机组(13)的冷却水进水口通过第一低温冷却水输送管和设置在第一低温冷却水输送管上的低温冷却水管流体输送动力泵(12-1)与冷却塔水箱(10)的出水口连接，所述冷水机组(13)的冷却水出水口通过高温冷却水输送管(8)与冷却塔(9)的进水口连接，所述冷却塔水箱(10)的进水口通过第二低温冷却水输送管与冷却塔(9)的出水口连接；所述冷水蓄水箱(6)的侧面进水口通过冷水输送管(7)与冷水机组(13)的冷冻水出水口连接，所述冷水蓄水箱(6)的侧面出水口通过冷冻水回水管(14)和设置在冷冻水回水管(14)上的冷冻水回水管流体输送动力泵(12-2)与冷水机组(13)的冷冻水进水口连接；所述空气处理机组(17)包括从进风口到出风口的方向依次设置的一级空气过滤器(17-1)、二级空气过滤器(17-2)、表冷器(17-3)和送风机(17-4)，所述表冷器(17-3)的进水口通过低温冷冻水管(15)与冷水蓄水箱(6)的下出水口连接，所述表冷器(17-3)的出水口通过高温冷冻水管(16)和设置在高温冷冻水管(16)上的高温冷冻水管流体输送动力泵(12-3)与冷水蓄水箱(6)的下进水口连接，所述送风管(18)的一端与空气处理机组(17)的出风口连接，所述送风管(18)的另一端通过天井、竖井通入井下并伸入各个矿井回采空间(20)内。

2.按照权利要求1所述的固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置，其特征在于：还包括数据测量监控装置，所述数据测量监控装置包括监控立杆(21)、测量仪组、数据采集器(26)和计算机(1)，所述监控立杆(21)的数量为多根且均匀布设在矿井回采空间(20)内，所述测量仪组包括用于测量矿井回采空间(20)内空气干球温度和相对湿度的的温湿度测量仪(22-1)、用于测量矿井回采空间(20)内热辐射强度的黑球温度计(22-2)、用于测量矿井回采空间(20)内空气流速的风速测量仪(22-3)和用于测量回采空间(20)内有害物浓度的有害物浓度测量仪(22-4)，每根监控立杆(21)上均布设有温湿度测量仪(22-1)、黑球温度计(22-2)、风速测量仪(22-3)和有害物浓度测量仪(22-4)，所述温湿度测量仪(22-1)的输出端、黑球温度计(22-2)的输出端、风速测量仪(22-3)的输出端和有害物浓度测量仪(22-4)的输出端均与数据采集器(26)的输入端连接，所述数据采集器(26)与计算机(1)相接。