[发明专利]一种煤矿井下瓦斯抽排提纯系统

说明书

本发明公开一种煤矿井下瓦斯抽排提纯系统，包括循环抽排系统和提纯换热系统；循环抽排系统包括地上进气系统和地下排气系统；地上进气系统包括设置于地上的送风机，进气管道，进气支管；地下排气系统包括设置于地上的鼓风机，排气管道，排气支管；进气管道和排气管道均通过固定耳竖直固定设置在土层内；进气支管和排气支管均通过固定套矿井顶部；提纯换热系统包括碳氢冷媒储存罐，碳氢冷媒循环泵，换热器，循环水冷却器和循环水冷却区。本发明利用碳氢冷媒介质代替原有的循环装置，解决蒸发量较大，换热器通道堵塞等问题；且将矿井内的瓦斯气体直接初步过滤并提纯，保证矿井下施工人员的安全，动力源设置于地上便于检修，更加安全。

技术领域

本发明涉及煤矿开采及利用技术领域，特别是涉及一种煤矿井下瓦斯抽排提纯系统。

背景技术

煤矿开采需要在地下开通矿井，在矿井中开采煤矿时，会有瓦斯气体透过煤矿层进入矿井内，而瓦斯气体含有一氧化碳气体，具有毒性，易对开采人员造成生命威胁，且瓦斯气体中的甲烷等，浓度达到一定程度后容易燃烧爆炸，造成矿井开采事故，因此在煤矿开采过程中，需要对矿井内的气体进行抽排，避免内部瓦斯气体浓度上升。

且将瓦斯气体抽取后的提纯在其生产工艺过程中涉及冷热介质交换热量，现有项目基本都采用水为冷介质，利用大量循环水为媒介带走高温介质的热量，达到工艺降温的目的。但存在水组分中杂质成分较多，在换热过程中容易结垢堵塞换热器通道，利用水作为冷媒，循环水系统蒸发量较大等明显缺点。

因此，设计一种煤矿井下瓦斯抽排提纯系统是我们亟需的。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿井下瓦斯抽排提纯系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现利用碳氢冷媒介质代替原有的循环装置，解决蒸发量较大，换热器通道堵塞等问题；且将矿井内的瓦斯气体直接初步过滤并提纯，保证矿井下施工人员的安全，动力源设置于地上便于检修，更加安全。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种煤矿井下瓦斯抽排提纯系统，包括：循环抽排系统和提纯换热系统；所述循环抽排系统包括地上进气系统和地下排气系统；

所述地上进气系统包括设置于地上的送风机，贯穿土层的进气管道，与进气管道连通的进气支管；

所述地下排气系统包括设置于地上的鼓风机，贯穿土层的排气管道，与排气管道连通的排气支管；所述排气管道的管口直径不大于所述进气管道，所述排气支管的管口直径不大于所述进气支管；所述进气管道和排气管道均通过固定耳竖直固定设置在土层内；所述进气支管和排气支管均通过固定套矿井顶部，且均水平设置；

所述提纯换热系统设置于所述鼓风机与排气管道连通处；所述提纯换热系统包括碳氢冷媒储存罐，碳氢冷媒循环泵，换热器，循环水冷却器和紧贴环绕所述排气管道设置的循环水冷却区；所述碳氢冷媒储存罐一侧与所述碳氢冷媒循环泵连通，同时与所述循环水冷却区通过换热管道连通；所述碳氢冷媒循环泵通过所述换热器与所述循环水冷却区连通；所述循环水冷却区还与所述循环水冷却器通过冷却管道连通。

优选的，本发明采用碳氢冷媒介质的循环换热系统替代传统循环水换热系统，避免在工艺换热过程中产生的污垢堵塞换热器通道，极端天气下冻堵管道及循环水大量蒸发的问题，极端天气下也可以正常进行生产，并节约水资源。

碳氢冷媒即碳氢制冷剂，其特点是只有碳和氢且不含卤元素的化合物；因此碳氢类冷媒对臭氧层无破坏，对地球温室效应很低且无毒，完全符合国际节能环保减排的标准，是国际最理想的冷媒。制冷剂分为单一制冷剂和混合制冷剂。单一纯净物以丙烷即R290为代表，相对于传统冷媒R22制冷效果稍差但比R22节能；混合制冷剂分为共沸混合制冷剂、近共沸混合制冷、非共沸混合制冷剂。而非共沸混合制冷以中炜R433b、R436a为代表，相对于传统冷媒R134a.R22制冷效果和节能效果都表现明显提升。不管是单一制冷剂和混合制冷剂其主要成份都是烷烃类。