[实用新型]一种用于防控煤矸石山自燃的重力热管

说明书

本实用新型涉及煤矿安全技术领域，尤其涉及一种用于防控煤矸石山自燃的重力热管。一种用于防控煤矸石山自燃的重力热管，整体为下部6竖直插入煤矸石山7中的一根金属管，金属管的中部（4）外侧有保温层，金属管的顶部开口，顶部开口上安装有用于密封金属管的端盖1，端盖1通过螺纹连接安装在金属管的顶部开口，金属管的上部3有翅片2。本实用新型设计出的重力热管可以对煤矸石山内部的热量起到吸收和防治作用。

技术领域

本实用新型涉及煤矿安全技术领域，尤其涉及一种用于防控煤矸石山自燃的重力热管。

背景技术

煤矸石是煤矿开采过程中产生的固体废弃物，堆积而成形成了煤矸石山。露天堆放的煤矸石山时常发生自燃，造成资源浪费，环境污染。据统计，自建国以来长期积存的煤矸石总量达50亿吨以上，占地1.33万多公顷，具有自燃危险的大型煤矸石山约有300余座。而且随着我国经济高速发展和对煤炭资源的需求，煤矸石堆存量不断增加，煤矸石山自燃发生频率较高。目前防控煤矸石山自燃的火区降温常规方法有灌浆黄土覆盖法，惰气熄灭法和覆盖粉煤灰法等。传统灭火方法存在以下问题：灌浆黄土覆盖法能够切断通往煤矸石山内部的空气通道，主要从“隔氧”的角度来控制煤矸石山自燃。但由于煤矸石山内部积聚的热量无法及时散出，随着时间推移多会发生复燃。而且覆盖黄土和灌浆资金使用量和操作难度都比较大，投入的人力、物力和财力成本较高；惰气熄灭法可有效地降低煤矸石山内部氧气浓度，但氮气易扩散，容易漏风流出，影响降氧效果，而且注入的氮气温度较高，对温度较高的煤矸石山内部降温效果较差；覆盖粉煤灰可以对煤矸石自然氧化起到阻化作用，利用粉煤灰流动性防止空气进入，但是粉煤灰易产生扬尘，污染大气。近年来，随着科技发展和技术手段的不断丰富，热管技术得到很大提升。热管是一种高效换热元件，具有很好的导热性，优良的等温性，能够有效避免传统煤矸山自燃防治方法存在的易复燃等问题。可以有效防止煤矸石山自燃，改善煤矿区环境质量。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种用于防控煤矸石山自燃的重力热管。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于防控煤矸石山自燃的重力热管，整体为下部6竖直插入煤矸石山7中的一根金属管，金属管的中部（4）外侧有保温层，金属管的顶部开口，顶部开口上安装有用于密封金属管的端盖1，端盖1通过螺纹连接安装在金属管的顶部开口，金属管的上部3有翅片2，翅片的结构可以选用现有的各种翅片，能够完成快速导热即可，金属管中装有占总容积1/5-1/3的液体工质5，液体工质5可以在现有的液体中选择，如水、甲苯都可。

作为一种优选方式：金属管的中部（4）外侧有环形槽，环形槽中安装有保温材料8，保温材料8可以是酚醛树脂等。

翅片和该重力热管的上部壁管构成冷凝器，放置于煤矸石山上部与大气相接，中间部分为中部壁管外侧的保温材料构成的绝热壁，该重力热管下部壁管和液体工质构成蒸发器埋入煤矸石部分。自然状态下煤矸石山内部温度高于空气温度，重力热管蒸发器与冷凝器之间的温差为重力热管工作提供了动力，重力热管工作时，其内部循环的液体工质通过管壁吸收热量，在蒸发系统和冷凝系统的压差作用下，循环的液体工质转换成气体蒸发上升至冷凝器，循环的液体工质在冷凝器中与较冷的上部冷凝管壁接触，液化成液体，放出热量，通过散热的翅片充分散热，热量进入周围环境中。在重力的作用下，液化的液体循环工质沿着管壁流回到蒸发系统完成整个循环过程。重力热管可以将煤矸石山内部热量源源不断的输入到大气环境中，加快煤矸石山内部高温区域热量散失，降低煤矸石山内部温度，破坏蓄热环境，从而达到防治煤矸石自燃的作用。