一种煤矿井下瓦斯抽排提纯系统
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。
更进一步的，排风机和鼓风机两个用电设备均设置在矿井外，在使用过程中即使发生故障也不会对矿井内产生安全影响，且置于矿井外的排风机和鼓风机更方便维修人员进行检修。
所述进气管道和排气管道的底部均位于矿井内，且其底部均固定安装有集尘管；所述集尘管底部可拆卸安装有出尘端盖。
优选的，能够使得瓦斯气体中的灰尘杂质落入集尘管内，完成灰尘杂质的收集处理。
所述进气支管一端管口以所述进气管道底部为中心，等间距周向设置有若干个；所述进气支管置于底部的侧壁连通有若干个等间距的长导管；每所述长导管底部均固定安装有弧形扩散罩。
更进一步的，瓦斯气体的密度小于空气密度，则瓦斯气体位于空气上层，故设置长导管将外部空气引导到矿井中层，在顶层吸收瓦斯气体，且增加了上层瓦斯气体吸收的速度。
所述弧形扩散罩下端固定安装有若干个连接片，并通过所述连接片连接有弧形扩散底板。
所述排气支管一端管口以所述排气管道底部侧壁为中心，等间距周向设置有若干个；所述排气支管内侧壁开设有若干个弧形卡槽，并通过所述弧形卡槽安装有滤尘器。
所述滤尘器包括连接板和滤尘盒；所述滤尘盒滑动安装在所述弧形卡槽内；且所述滤尘盒上开设有与所述连接板连接的安装槽，并通过所述安装槽与所述连接板套设安装于排气支管内壁。
优选的，通过鼓风机的运转，则排风机在排气管道内产生负压吸力，则两个排气支管内均产生负压吸力，便于吸取矿井内的瓦斯气体，且吸入的瓦斯气体内含有灰尘等杂质，在通过排气支管内的滤尘盒时被吸附，多个滤尘盒形成多级过滤，且滤尘盒可直接滑动拆下清洗，方便使用。
所述排气支管置于底部的侧壁连通有锥形排气罩，所述锥形排气罩底面中部通过管道向下延伸固定设置有锥形排气板。
优选的，锥形排气罩与锥形排气板之间形成圆形进气口，可使得四周的气体沿锥形排气罩和锥形排气板之间的空隙吸入，而瓦斯气体的密度小于空气密度，则瓦斯气体位于空气上层，增加了上层瓦斯气体吸收的速度。
所述提纯换热系统还设置有循环水泵，将所述循环水冷却器中的冷却水循环使用到循环水冷却区。
本发明公开了以下技术效果：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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明提纯换热系统结构示意图。
图3为本发明滤尘器结构示意图。
其中，3-提纯换热系统，11送风机，12进气管道，13进气支管，14固定套，15长导管，16集尘管，17出尘端盖，18弧形扩散罩，19弧形扩散底板，21鼓风机，22排气管道,23排气支管,24滤尘器,25固定耳,26连接板,27滤尘盒,28锥形排气罩,29锥形排气板，31碳氢冷媒储存罐，32碳氢冷媒循环泵，33换热器，34循环水冷却区，35循环水冷却器，36换热管道，37冷却管道，38循环水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
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3；所述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11，贯穿土层的进气管道12，与进气管道12连通的进气支管13；
地下排气系统包括设置于地上的鼓风机21，贯穿土层的排气管道22，与排气管道22连通的排气支管23；排气管道22的管口直径不大于进气管道12，排气支管23的管口直径不大于进气支管13；进气管道12和排气管道22均通过固定耳25竖直固定设置在土层内；进气支管13和排气支管23均通过固定套14矿井顶部，且均水平设置；
提纯换热系统3设置于鼓风机21与排气管道12连通处；提纯换热系统3包括碳氢冷媒储存罐31，碳氢冷媒循环泵32，换热器33，循环水冷却器35和紧贴环绕排气管道12设置的循环水冷却区34；碳氢冷媒储存罐31一侧与碳氢冷媒循环泵32连通，同时与循环水冷却区34通过换热管道36连通；碳氢冷媒循环泵32通过换热器33与循环水冷却区34连通；循环水冷却区34还与循环水冷却器35通过冷却管道37连通。
进气管道12和排气管道22的底部均位于矿井内，且其底部均固定安装有集尘管16；集尘管16底部可拆卸安装有出尘端盖17。
进气支管13一端管口以进气管道12底部为中心，等间距周向设置有若干个；进气支管13置于底部的侧壁连通有若干个等间距的长导管15；每长导管15底部均固定安装有弧形扩散罩18。
弧形扩散罩18下端固定安装有若干个连接片，并通过连接片连接有弧形扩散底板19。
排气支管23一端管口以排气管道22底部侧壁为中心，等间距周向设置有若干个；排气支管23内侧壁开设有若干个弧形卡槽，并通过弧形卡槽安装有滤尘器24。
滤尘器24包括连接板26和滤尘盒27；滤尘盒27滑动安装在弧形卡槽内；且滤尘盒27上开设有与连接板26连接的安装槽，并通过安装槽与连接板26套设安装于排气支管23内壁。
排气支管23置于底部的侧壁连通有锥形排气罩28，锥形排气罩28底面中部通过管道向下延伸固定设置有锥形排气板29。
提纯换热系统3还设置有循环水泵38，将循环水冷却器35中的冷却水循环使用到循环水冷却区34。
本发明公开了以下技术效果：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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
