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专利号: 2023102796325
申请人: 冀中能源峰峰集团有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种地面制冷穿越复杂深地层输冷矿井降温系统,其特征在于:其包括设置在地表的地面冷源站(1)、从地表穿越复杂深地层至地下的一次载冷循环部,以及位于复杂深地层下的高‑低压冷量交换器(8)、二次载冷循环部、井下降温装置,所述地面冷源站(1)通过一次载冷循环部与所述高‑低压冷量交换器(8)的冷量输入部连接,所述井下降温装置通过二次载冷循环部与所述高‑低压冷量交换器(8)的冷量输出部连接;

所述一次载冷循环部包括供液管(5)、回液管(6),所述供液管(5)、回液管(6)分别包括地表的管路以及由地表穿越至复杂深地层下的复合绝热保冷输冷管道,所述供液管(5)与回液管(6)的下端通过高‑低压冷量交换器(8)的冷量输入部连通;

所述复合绝热保冷输冷管道分层设置在深地层的钻孔内,自外向内依次包括相互粘附的一开保护套管固定地层堵水水泥浆层(21)、一开保护套管(20)、二开保护套管固定地层堵水水泥浆层(19)、二开保护套管(18)、保温水泥浆层(17)及输冷管(16),两根所述输冷管(16)的上端分别与所述供液管(5)、回液管(6)的地表管路连通,下端通过所述高‑低压冷量交换器(8)的冷量输入部连通;

所述二次载冷循环部包括二次载冷循环泵(9)、供冷水管及回冷水管,所述二次载冷循环泵(9)设置在所述供冷水管上;所述井下降温装置通过供冷水管及回冷水管与所述高‑低压冷量交换器(8)的冷量输出部连接、包括采区集中降温装置及采掘工作面局部降温装置,所述采区集中降温装置与采掘工作面局部降温装置并联设置在二次载冷循环泵(9)后的供冷水管与回冷水管之间。

2.根据权利要求1所述的一种地面制冷穿越复杂深地层输冷矿井降温系统,其特征在于:所述一次载冷循环部还包括一次载冷循环泵(2),所述一次载冷循环泵(2)设置在所述供液管(5)位于地表的管路上;所述供液管(5)、回液管(6)的复合绝热保冷输冷管道的结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种地面制冷穿越复杂深地层输冷矿井降温系统,其特征在于:其还包括找孔安装巷道,所述找孔安装巷道设置在所述复杂深地层的矿井与所述复合绝热保冷输冷管道之间,所述输冷管(16)通过找孔安全巷道(7)与所述高‑低压冷量交换装置连通。

4.根据权利要求1所述的一种地面制冷穿越复杂深地层输冷矿井降温系统,其特征在于:所述采区集中降温装置设置在井下换热硐室内,包括集中降温空调器(11)及集中降温换热器(10),所述供冷水管、回冷水管分别与所述集中降温换热器(10)的冷量输入端的进水口、出水口连接,所述集中降温空调器(11)与所述集中降温换热器(10)的冷量输出端管路连接,所述集中降温空调器(11)的出水口与所述集中降温换热器(10)的进水口之间的管路上设置有集中降温循环泵(12)。

5.根据权利要求1所述的一种地面制冷穿越复杂深地层输冷矿井降温系统,其特征在于:所述系统还包括为地面冷源站(1)降温冷却的冷凝热利用部和制冷散热部,所述冷凝热利用部与所述制冷散热部之间通过管路并联,所述地面冷源站(1)的冷凝介质进口处设置有与冷凝热利用部和制冷散热部串联的冷却介质循环泵(4)。

6.根据权利要求1所述的一种地面制冷穿越复杂深地层输冷矿井降温系统,其特征在于:所述一开保护套管(20)的外壁设置管道居中扶正器A(23);在二开保护套管(18)的外壁设置管道居中扶正器B(25);在输冷管(16)的外壁设置管道居中扶正器C(24)。

7.一种复合绝热保冷输冷管道的施工方法,其特征在于:采用权利要求1所述的地面制冷穿越复杂深地层输冷矿井降温系统,其为两开施工法,具体步骤如下,A,根据地质勘察资料及深度制定钻孔位置、孔径、开钻次数;

B,根据地质勘探地层(22)特征穿越复杂地层钻一开钻孔,深度为钻至表土层以下基岩,且进基岩3 5m;

~

C,沿一开钻孔下放一开保护套管(20)至指定一开钻孔底部;

D,固定一开钻孔保护套管,在一开保护套管(20)与一开钻孔内壁之间注浆,形成一开保护套管固定地层堵水水泥浆层(21),以固定一开保护套管(20),同时实现对含水层地层(22)进行注浆堵水,然后进行扫管清理;

E,在一开钻孔的孔底钻孔,钻出二开定向钻孔,成孔;

F,沿二开定向钻孔下放二开保护套管(18),至指定二开定向钻孔底部;

G,固定二开保护套管(18),在二开保护套管(18)与二开定向钻孔内壁之间注浆,形成二开保护套管固定地层堵水水泥浆层(19),以固定二开保护套管(18),同时实现对含水层地层(22)的注浆堵水,然后进行扫管清理;

H,在二开保护套管(18)内下放穿越复杂深地层的输冷管(16),输冷管(16)与二开保护套管(18)之间的环形空间内注保温性水泥浆形成保温水泥浆层(17),既能固定输冷管(16),又能增加传热热阻、减少输冷管(16)的传冷损失。

8.根据权利要求7中所述的复合绝热保冷输冷管道的施工方法,其特征在于:其还包括步骤I,所述二开定向钻孔的底部与设置高‑低压冷量交换器(8)的目标巷道之间存在安全距离,所述复合绝热保冷输冷管道成型稳定安全后,自目标巷道向二开定向钻孔底部开掘找孔安全巷道(7)。