本發(fā)明涉及隧道礦井通風(fēng)降溫，具體為高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在進(jìn)行高地溫隧道掘進(jìn)時(shí)，巖溫高會(huì)導(dǎo)致掘進(jìn)工作面和回風(fēng)段溫度高，通風(fēng)降溫的方式在長(zhǎng)距離隧道內(nèi)導(dǎo)致風(fēng)流沿程溫升大，輸送的風(fēng)到達(dá)工作面時(shí)，溫度高，經(jīng)檢索，申請(qǐng)?zhí)枮閏n202410903543.8的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，公開(kāi)了一種施工隧道通風(fēng)系統(tǒng)，氣體會(huì)通過(guò)多個(gè)吸氣管進(jìn)入波紋管，再通過(guò)風(fēng)箱排出隧道，同時(shí)隧道外部的含氧量高的空氣會(huì)在大氣壓的作用下自動(dòng)進(jìn)入隧道的內(nèi)部，從而完成對(duì)隧道內(nèi)部的通風(fēng)。

2、上述裝置將隧道外的風(fēng)送入隧道內(nèi)部后移動(dòng)的距離較短，導(dǎo)致停留在隧道口的新鮮空氣較多，而輸送到長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的新鮮空氣較少，難以提高對(duì)長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的通風(fēng)和降溫效果，而且進(jìn)入隧道內(nèi)的空氣流動(dòng)方向不可控，容易揚(yáng)起隧道底部的灰塵，增加隧道內(nèi)工作人員呼吸的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置及方法，解決了現(xiàn)有的隧道通風(fēng)設(shè)備難以將新鮮空氣輸送到長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面，對(duì)長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的通風(fēng)和降溫效果較差，而且送入隧道內(nèi)的空氣流動(dòng)方向也難以控制，容易揚(yáng)起隧道底部的灰塵增加隧道內(nèi)工作人員呼吸的難度的技術(shù)問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，包括設(shè)在隧道口的冷水箱和沿途設(shè)在隧道內(nèi)和掘進(jìn)工作面的換熱站，所述冷水箱和換熱站之間連通有送水管和回水管，送水管上安裝有自適應(yīng)噴氣組件；

4、所述自適應(yīng)噴氣組件包括套設(shè)在送水管外部的多個(gè)彈性環(huán)組件，彈性環(huán)組件受擠壓時(shí)增加與送水管接觸面積，送水管的外側(cè)開(kāi)設(shè)有與彈性環(huán)組件對(duì)應(yīng)的噴氣孔，彈性環(huán)組件的一側(cè)開(kāi)設(shè)有與噴氣孔錯(cuò)開(kāi)的透氣口，送水管的內(nèi)部安裝有用于同時(shí)輸送冷水和空氣的輸送管道組件。

5、進(jìn)一步地，所述彈性環(huán)組件包括多個(gè)彈性弧板，彈性弧板的一側(cè)固定連接有中間板，彈性弧板遠(yuǎn)離中間板的一側(cè)固定連接有u型板，中間板活動(dòng)延伸至相鄰彈性弧板的u型板內(nèi)，透氣口開(kāi)設(shè)在彈性弧板的內(nèi)壁兩側(cè)，噴氣孔處于兩個(gè)透氣口之間，u型板與送水管之間固定連接有彈性擋板。

6、進(jìn)一步地，所述彈性弧板遠(yuǎn)離送水管的一側(cè)固定連接有與透氣口對(duì)應(yīng)的弧形塑料板，弧形塑料板的長(zhǎng)度大于透氣口的長(zhǎng)度，弧形塑料板的寬度大于彈性弧板的寬度。

7、進(jìn)一步地，所述輸送管道組件包括安裝在送水管內(nèi)部的冷水管，冷水管的頂部開(kāi)設(shè)有空氣通道，冷水管的外側(cè)開(kāi)設(shè)有與噴氣孔對(duì)應(yīng)的環(huán)形槽，環(huán)形槽與噴氣孔和空氣通道均連通，環(huán)形槽的內(nèi)壁靠近噴氣孔處固定連接有半圓柱。

8、進(jìn)一步地，所述換熱站的底座開(kāi)設(shè)有與送水管適配的對(duì)接槽，對(duì)接槽內(nèi)部安裝有與送水管和輸送管道組件對(duì)應(yīng)的對(duì)接管，對(duì)接管的內(nèi)側(cè)頂部設(shè)有一端延伸至換熱站內(nèi)部的送風(fēng)管。

9、進(jìn)一步地，所述換熱站的頂部安裝有與送風(fēng)管連通的外管，外管的頂部設(shè)有一端活動(dòng)延伸至其內(nèi)部的內(nèi)管，內(nèi)管的頂部安裝有廣角噴氣組件，外管的一側(cè)設(shè)有一端活動(dòng)延伸至其內(nèi)部的螺栓。

10、進(jìn)一步地，所述廣角噴氣組件包括與內(nèi)管連通的三角框，三角框遠(yuǎn)離內(nèi)管的一端連通有方框，內(nèi)管的頂部固定連接有覆蓋三角框和方框的圓板，三角框的內(nèi)側(cè)底部轉(zhuǎn)動(dòng)連接的擺動(dòng)桿，方框的內(nèi)部安裝有弧形框，擺動(dòng)桿的一端活動(dòng)貫穿弧形框，擺動(dòng)桿遠(yuǎn)離弧形框的一端活動(dòng)延伸至內(nèi)管內(nèi)部并安裝有彎折板。

11、進(jìn)一步地，所述冷水箱和其中一個(gè)冷水管之間連通有水泵，靠近水泵的空氣通道連通有外接風(fēng)管。

12、另外，本發(fā)明還提供了：

13、高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻方法，在于通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)通風(fēng)降溫：

14、步驟一，設(shè)備安裝，在隧道口處設(shè)置冷水箱，在隧道內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)換熱站，在掘進(jìn)工作面設(shè)置一個(gè)換熱站，使用送水管連接冷水箱和換熱站，并安裝貫穿所有換熱站的回水管，將掘進(jìn)工作面處的換熱站上的送水管和回水管連接，送水管外其中一側(cè)的彈性環(huán)組件擠壓在地面上后與送水管抵緊；

15、步驟二，啟動(dòng)水冷，水泵將冷水箱中的冷水輸送到冷水管中，然后輸送到不同位置的換熱站處，冷水在換熱站將冷量傳遞給空氣，空氣獲得冷量而降溫，水獲得空氣中的熱量而升溫，升溫后的水經(jīng)過(guò)回水管輸送到隧道外；

16、步驟三，啟動(dòng)風(fēng)冷，外接風(fēng)管連接氣泵，將隧道外的空氣輸送到空氣通道，空氣在送水管內(nèi)部與冷水管接觸而降溫，然后輸送到不同位置的換熱站內(nèi)；

17、步驟四，控制出風(fēng)口方向，送水管底部被彈性環(huán)組件抵緊后堵住底部的噴氣孔，然后送水管內(nèi)的空氣從側(cè)面和頂部沒(méi)有被堵住的噴氣孔處噴入隧道內(nèi)；

18、步驟五，利用氣流抑塵，沿著外管升高內(nèi)管至隧道內(nèi)最高處，然后轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓將內(nèi)管和外管固定，進(jìn)入換熱站內(nèi)部的空氣經(jīng)過(guò)送風(fēng)管進(jìn)入外管和內(nèi)管內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)三角框后從方框排到隧道內(nèi)最高處，吹向隧道頂?shù)目諝獗粓A板阻擋后沿著拋物線(xiàn)軌跡移動(dòng)，使換熱站送入隧道內(nèi)的空氣從上向下擴(kuò)散后推動(dòng)隧道內(nèi)的灰塵沉降到地面。

19、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置及方法，至少具備以下有益效果：

20、1、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的自適應(yīng)噴氣組件和換熱站，能夠?qū)⑿迈r空氣輸送到長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面，提高了對(duì)長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的通風(fēng)和降溫效果，而且能夠控制送入隧道內(nèi)的空氣流動(dòng)方向，減少吹向隧道底部容易沉降灰塵的空氣，降低揚(yáng)起隧道底部的灰塵導(dǎo)致隧道內(nèi)工作人員呼吸困難的可能。

21、2、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的彈性環(huán)組件，能夠依靠重力控制送水管最底部的噴氣孔堵住，防止送入隧道內(nèi)的空氣垂直吹向隧道地面上沉降的灰塵，同時(shí)將送水管外側(cè)被堵住的噴氣孔范圍從最底部向兩側(cè)延伸一段范圍，進(jìn)一步減少?gòu)膫?cè)面吹向隧道地面上沉降的灰塵，不需要調(diào)整送水管的角度就能夠?qū)崿F(xiàn)控制送入隧道內(nèi)空氣流動(dòng)方向的目的。

22、3、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的弧形塑料板，能夠使弧形塑料板在送水管的不同位置實(shí)現(xiàn)不同的功能，在送水管側(cè)面和頂部的弧形塑料板引導(dǎo)送入隧道內(nèi)的空氣移動(dòng)到更高位置，提高對(duì)隧道內(nèi)更高處位置的通風(fēng)散熱效果，在送水管靠近底部的弧形塑料板包裹彈性環(huán)組件的缺口，阻擋隧道底部的灰塵和雜質(zhì)進(jìn)入彈性環(huán)組件的缺口內(nèi)。

23、4、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的廣角噴氣組件，使換熱站送入隧道內(nèi)的空氣從上向下擴(kuò)散后推動(dòng)隧道內(nèi)的灰塵沉降到地面，對(duì)隧道內(nèi)的空氣產(chǎn)生向下壓迫的趨勢(shì)，促進(jìn)隧道內(nèi)原本的渾濁空氣和灰塵向隧道的地面擠壓，不僅能夠利用氣壓差減少隧道地面上的灰塵被揚(yáng)起的可能，還能使隧道高處的空氣含氧量高于隧道底部，有利于工作人員在隧道內(nèi)工作時(shí)的呼吸。

24、5、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的擺動(dòng)桿、弧形框和彎折板，能夠不斷引導(dǎo)換熱站噴向隧道內(nèi)的空氣向不同的方向噴出，提高向隧道內(nèi)通風(fēng)的均勻程度。

技術(shù)特征：

1.高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于，包括設(shè)在隧道口的冷水箱(1)和沿途設(shè)在隧道內(nèi)和掘進(jìn)工作面的換熱站(2)，所述冷水箱(1)和換熱站(2)之間連通有送水管(3)和回水管(4)，送水管(3)上安裝有自適應(yīng)噴氣組件(5)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于，所述彈性環(huán)組件(51)包括多個(gè)彈性弧板(511)，彈性弧板(511)的一側(cè)固定連接有中間板(512)，彈性弧板(511)遠(yuǎn)離中間板(512)的一側(cè)固定連接有u型板(513)，中間板(512)活動(dòng)延伸至相鄰彈性弧板(511)的u型板(513)內(nèi)，透氣口(53)開(kāi)設(shè)在彈性弧板(511)的內(nèi)壁兩側(cè)，噴氣孔(52)處于兩個(gè)透氣口(53)之間，u型板(513)與送水管(3)之間固定連接有彈性擋板(514)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于，所述彈性弧板(511)遠(yuǎn)離送水管(3)的一側(cè)固定連接有與透氣口(53)對(duì)應(yīng)的弧形塑料板(6)，弧形塑料板(6)的長(zhǎng)度大于透氣口(53)的長(zhǎng)度，弧形塑料板(6)的寬度大于彈性弧板(511)的寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于，所述輸送管道組件(54)包括安裝在送水管(3)內(nèi)部的冷水管(541)，冷水管(541)的頂部開(kāi)設(shè)有空氣通道(542)，冷水管(541)的外側(cè)開(kāi)設(shè)有與噴氣孔(52)對(duì)應(yīng)的環(huán)形槽(543)，環(huán)形槽(543)與噴氣孔(52)和空氣通道(542)均連通，環(huán)形槽(543)的內(nèi)壁靠近噴氣孔(52)處固定連接有半圓柱(7)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于，所述換熱站(2)的底座開(kāi)設(shè)有與送水管(3)適配的對(duì)接槽，對(duì)接槽內(nèi)部安裝有與送水管(3)和輸送管道組件(54)對(duì)應(yīng)的對(duì)接管(9)，對(duì)接管(9)的內(nèi)側(cè)頂部設(shè)有一端延伸至換熱站(2)內(nèi)部的送風(fēng)管(10)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于，所述換熱站(2)的頂部安裝有與送風(fēng)管(10)連通的外管(11)，外管(11)的頂部設(shè)有一端活動(dòng)延伸至其內(nèi)部的內(nèi)管(12)，內(nèi)管(12)的頂部安裝有廣角噴氣組件(13)，外管(11)的一側(cè)設(shè)有一端活動(dòng)延伸至其內(nèi)部的螺栓。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于，所述廣角噴氣組件(13)包括與內(nèi)管(12)連通的三角框(131)，三角框(131)遠(yuǎn)離內(nèi)管(12)的一端連通有方框(132)，內(nèi)管(12)的頂部固定連接有覆蓋三角框(131)和方框(132)的圓板(133)，三角框(131)的內(nèi)側(cè)底部轉(zhuǎn)動(dòng)連接的擺動(dòng)桿(134)，方框(132)的內(nèi)部安裝有弧形框(135)，擺動(dòng)桿(134)的一端活動(dòng)貫穿弧形框(135)，擺動(dòng)桿(134)遠(yuǎn)離弧形框(135)的一端活動(dòng)延伸至內(nèi)管(12)內(nèi)部并安裝有彎折板(136)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于，所述冷水箱(1)和其中一個(gè)冷水管(541)之間連通有水泵(14)，靠近水泵(14)的空氣通道(542)連通有外接風(fēng)管(15)。

9.高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻方法，其特征在于，使用上述權(quán)利要求1-8任一所述的高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及隧道礦井通風(fēng)降溫技術(shù)領(lǐng)域，具體為高地溫長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面接力通風(fēng)冷卻裝置，包括設(shè)在隧道口的冷水箱和沿途設(shè)在隧道內(nèi)和掘進(jìn)工作面的換熱站，所述冷水箱和換熱站之間連通有送水管和回水管，送水管上安裝有自適應(yīng)噴氣組件；所述自適應(yīng)噴氣組件包括套設(shè)在送水管外部的多個(gè)彈性環(huán)組件，彈性環(huán)組件受擠壓時(shí)增加與送水管接觸面積，送水管的外側(cè)開(kāi)設(shè)有與彈性環(huán)組件對(duì)應(yīng)的噴氣孔。解決了現(xiàn)有的隧道通風(fēng)設(shè)備難以將新鮮空氣輸送到長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面，對(duì)長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的通風(fēng)和降溫效果較差，而且送入隧道內(nèi)的空氣流動(dòng)方向也難以控制，容易揚(yáng)起隧道底部的灰塵增加隧道內(nèi)工作人員呼吸的難度的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：胡春勝,胡飛龍,李旋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢星田熱環(huán)境控制技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15