一种矿山斜坡道路的保温方法发明专利

专利名称：一种矿山斜坡道路的保温方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210466204.9

专利申请（专利权）人：金川集团镍钴有限公司
权利人地址：甘肃省金昌市金川区北京路街道兰州路2号

专利发明（设计）人：发明人:胡铁峰,黄伯辰,雷镓玮

专利摘要：本发明公开了一种矿山斜坡道路的保温方法，包括以下步骤：步骤一，将室外空气引入预热装置进行预热；步骤二，经预热的空气进入加热装置进行加热，加热后的热风与加热装置中引入的高温蒸汽混合成为51℃‑57℃的热风；步骤三，将加热装置加热混合的51℃‑57℃热风送入出风装置，通过出风装置通入矿山斜坡道路；步骤四，出风装置通入矿山斜坡道路的热风与靠负压进入斜坡道路的冷风进行充分混合，获得混合空气温度≥15℃的热风。本方法主要用于矿山斜坡道路，解决冬季道路结冰，人员和车辆通行都存在安全隐患的问题，提高了车辆通行效率，保障了生产物资资料的及时供应。

主权利要求：
1.一种矿山斜坡道路的保温方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将室外空气引入预热装置进行预热；
所述预热装置包括进风管（1），所述进风管（1）一端与室外空气连通，另一端与预热室（3）一端连通，所述预热室（3）内设有暖气片（10），与进风管（1）相对的预热室（3）一侧设有离心风机（7）；
步骤二，经预热的空气进入加热装置进行加热，加热后的热风与加热装置中引入的高温蒸汽混合成为51℃‑57℃的热风；
所述加热装置包括加热室（4），加热室（4）进风口与离心风机（7）出风口相连通，所述加热室（4）内设有第一温度传感器（9）和电加热器（12），所述加热室（4）外接高温蒸汽并通入加热室（4）内的蒸汽加热器（11）中，高温蒸汽入口处设有电磁温控阀（8），蒸汽加热器（11）底部设有冷凝水回收机组（6）；所述第一温度传感器（9）与PLC可编程控制器的信号输入端电连接，PLC可编程控制器的信号输出端电连接电加热器（12）和电磁温控阀（8）；当第一温度传感器（9）监测到加热室(4)内温度≤2℃时，PLC可编程控制器控制电加热器（12）开始工作；当第一温度传感器（9）监测到加热室(4)内温度≥10℃时，PLC可编程控制器控制电加热器（12）停止工作；
步骤三，将加热装置加热混合的51℃‑57℃热风送入出风装置，通过出风装置通入矿山斜坡道路；
所述出风装置包括出风管（5），所述出风管（5）进风口与加热室（4）相连通，所述出风管（5）入口处设有第二温度传感器（14），所述第二温度传感器（14）与PLC可编程控制器的信号输入端电连接，当第二温度传感器（14）监测到出风管（5）管口处温度低于或高于设定的50℃‑55℃区间温度值时，PLC可编程控制器控制电磁温控阀（8）进行开量大小或关量大小的调整；所述出风管（5）的出口处设有若干热风出风口（13），若干热风出风口（13）在斜坡道路两侧对称设置，热风出风口（13）处安装防护护栏，防护护栏与下行斜坡道安装角度为30°；
步骤四，出风装置通入矿山斜坡道路的热风与靠负压进入斜坡道路的冷风进行充分混合，获得混合空气温度≥15℃的热风对矿山斜坡道路进行保温。
2.如权利要求1所述的一种矿山斜坡道路的保温方法，其特征在于：所述进风管（1）与预热室（3）之间设有过滤室（2）。
3.如权利要求2所述的一种矿山斜坡道路的保温方法，其特征在于：所述进风管（1）管口处设有细筛网，过滤室（2）与预热室（3）连通处设有加密纱网。
4.如权利要求1所述的一种矿山斜坡道路的保温方法，其特征在于：所述加热室(4)是由彩钢保温板制成的密闭空间。
5.如权利要求1所述的一种矿山斜坡道路的保温方法，其特征在于：所述蒸汽加热器（11）为螺旋翅片管束式，垂直设于面向进风流方向。 说明书 : 一种矿山斜坡道路的保温方法技术领域[0001] 本发明涉及矿山工程技术领域，具体涉及一种矿山斜坡道路的保温方法。背景技术[0002] 矿山斜坡道路是矿山建设的重要设施，它不仅是工人、车辆、设备及材料上下运输的通道，而且还是矿山井下通风系统的进风口，担负着向矿山井下输送新鲜风流的任务。[0003] 由于斜坡道口工人、车辆上下频繁，为了工作方便，斜坡道口一般处于敞口状态。在西北地区，冬季较长，一般要经历5个月的严寒天气，极端最低气温在‑20℃左右，平均气温在‑10℃左右。每逢严寒季节，自斜坡道口向下约300余米的斜坡巷道因冷热空气汇聚、温差大而严重起雾凝水，造成斜坡道路结冰，人员和车辆通行都存在严重的安全隐患。机动车辆在结冰路面行驶时车轮打滑，会造成车辆失控，容易引发安全事故；冰柱坠落容易砸伤车辆和人员，给通行的车辆和人员造成极大的危害；结冰路面阻碍了车辆正常通行，井下采掘工程需要的材料物资无法保证正常的供给，影响生产。[0004] 目前采用以下两种方法来解决冬季斜坡道路结冰问题，其一：在斜坡道路一侧人为架设10余个焦炭火炉作为热源，为进风口斜坡道路进行预热保暖，消除斜坡道路的结冰，保障车辆和人员的通行安全。但是，焦炭火炉属于明火热源，容易引发井下火灾事故，这种做法是违规行为，而且有关部门已经发文，明令禁止在井下采用明火取暖的行为。另外，焦炭火炉燃烧不完全产生的CO等有毒有害气体弥漫在巷道中，会污染井下巷道空气，对井下作业人员身体造成伤害，因此不宜采用此方法进行保温。其二，利用电加热器作为热源进行保温，但是电加热器功率小，而且在斜坡路面没有合适的安装位置，工作时不能与冷风充分混合，热损失大，效率低，电耗高，因此也不宜采用此种方法进行保温。发明内容[0005] 本发明提供了一种矿山斜坡道路的保温方法，目的在于解决矿山斜坡路面寒冷结冰，造成人员及车辆通行困难，影响正常生产，冰柱及结冰路面存在极大安全隐患的问题。[0006] 本发明为一种矿山斜坡道路的保温方法，包括以下步骤：[0007] 步骤一，将室外空气引入预热装置进行预热；[0008] 步骤二，经预热的空气进入加热装置进行加热，加热后的热风与加热装置中引入的高温蒸汽混合成为51℃‑57℃的热风；[0009] 步骤三，将加热装置加热混合的51℃‑57℃热风送入出风装置，通过出风装置通入矿山斜坡道路；[0010] 步骤四，出风装置通入矿山斜坡道路的热风与靠负压进入斜坡道路的冷风进行充分混合，获得混合空气温度≥15℃的热风。[0011] 优选的，预热装置包括进风管，进风管一端与室外空气连通，另一端与预热室一端连通，预热室内设有暖气片，与进风管相对的预热室一侧设有离心风机。[0012] 优选的，加热装置包括加热室，加热室进风口与离心风机出风口相连通，加热室内设有第一温度传感器和电加热器，加热室外接高温蒸汽并通入加热室内的蒸汽加热器中，高温蒸汽入口处设有电磁温控阀，蒸汽加热器底部设有冷凝水回收机组；第一温度传感器与PLC可编程控制器的信号输入端电连接，PLC可编程控制器的信号输出端电连接电加热器和电磁温控阀。当第一温度传感器监测到加热室内温度≤2℃时，PLC可编程控制器控制电加热器开始工作；当第一温度传感器监测到加热室内温度≥10℃时，PLC可编程控制器控制电加热器停止工作。[0013] 优选的，出风装置包括出风管，出风管进风口与加热室相连通，出风管入口处设有第二温度传感器，第二温度传感器与PLC可编程控制器的信号输入端电连接，当第二温度传感器监测到出风管管口处温度低于或高于设定的50℃‑55℃区间温度值时，PLC可编程控制器控制电磁温控阀进行开量大小或关量大小的调整，出风管的出口处设有若干热风出风口。[0014] 优选的，进风管与预热室之间设有过滤室。[0015] 优选的，进风管管口处设有细筛网，过滤室与预热室连通处设有加密纱网。[0016] 优选的，加热室是由彩钢保温板制成的密闭空间。[0017] 优选的，蒸汽加热器为螺旋翅片管束式，垂直设于面向进风流方向。[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：[0019] 1、本方法主要用于矿山斜坡道路，解决冬季斜坡巷道因冷热空气汇聚、温差大而严重起雾凝水，造成道路结冰，人员和车辆通行都存在安全隐患的问题，消除了高耗能，高污染带来的巷道环境危害，提高了车辆通行效率，保障了生产物资资料的及时供应。[0020] 2、本方法利用预热室的加热片对通入的室外空气进行预热，再利用预热室内设的离心风机将预热空气送入加热室，同时将高温蒸汽引入加热室内的蒸汽加热器中，与进入的预热空气进行混合，离心风机持续工作，加速对流换热，使得预热空气升温为51℃‑57℃的热风，再将热风送入出风管，最后通过若干出风口将形成的热风送入斜坡道，达到斜坡道路路面防冻保温的目的。[0021] 3、本方法用到的出风装置包含出风管，出风管热风入口处设有第二温度传感器，用于监测加热室送出的热风温度，加热室的高温蒸汽入口处设有电磁温控阀，第二温度传感器与电磁温控阀通过PLC可编程控制器进行控制，由于加热室送出的热风温度进入出风管5时存在温降，所以当加热室送出的热风温度低于或高于设定的50‑55℃区间温度值时，电磁温控阀会相应的进行开量大小或关量大小的调整。[0022] 4、本方法用到的的蒸汽加热器底部设有冷凝水回收机组，将蒸汽加热器中因蒸汽自身温度下降而产生的冷凝水进行回收，回收的冷凝水通过水泵排出到回水管道中，节能环保。[0023] 5、本方法设计的预热装置不仅在进风管管口处设有细筛网，而且在过滤室与预热室连通处设有加密纱网，用于隔离杂物并对通入的空气做进一步清洁净化，保证进入预热室的进风风量和质量。[0024] 6、本方法设计的加热室是由彩钢保温板制成的密闭空间，彩钢保温板具有轻质、高强度、保温隔热、美观耐用等优点，制成的加热室简单实用、稳定性好、便于维护，投资成本低。[0025] 7、本方法用到的蒸汽加热器为螺旋翅片管束式，螺旋翅片管是一种高效节能的换热元件，能增大换热面积，从而提高换热效率，具有使用寿命长、适应温度范围广、承受压力高等优点。附图说明[0026] 图1为本发明的整体结构示意图；[0027] 图2为本发明的工艺流程图；[0028] 图3为本发明的电路连接关系示意图；[0029] 图中：1‑进风管；2‑过滤室；3‑预热室；4‑加热室；5‑出风管；6‑冷凝水回收机组；7‑离心风机；8‑电磁温控阀；9‑温度传感器；10‑暖气片；11‑蒸汽加热器；12‑电加热器；13‑热风出风口；14‑第二温度传感器。具体实施方式[0030] 下面结合附图对本发明作进一步说明：[0031] 如图1‑3所示，本发明为一种矿山斜坡道路的保温方法，包括以下步骤：[0032] 步骤一，将室外空气引入预热装置进行预热；[0033] 步骤二，经预热的空气进入加热装置进行加热，加热后的热风与加热装置中引入的高温蒸汽混合成为51℃‑57℃的热风；[0034] 步骤三，将加热装置加热混合的51℃‑57℃热风送入出风装置，通过出风装置通入矿山斜坡道路；[0035] 步骤四，出风装置通入矿山斜坡道路的热风与靠负压进入斜坡道路的冷风进行充分混合，获得混合空气温度≥15℃的热风。[0036] 预热装置包括进风管1，进风管1一端与室外空气连通，进风管1管口处设有细筛网，进风管1另一端与过滤室2一端连通，过滤室2另一端与预热室3一端连通，过滤室2与预热室3连通处设有加密纱网，预热室3内设有暖气片10，与进风管1相对的预热室3一侧设有离心风机7。[0037] 加热装置包括加热室4，加热室4是由彩钢保温板制成的密闭空间，加热室4进风口与离心风机7出风口相连通，加热室4内设有第一温度传感器9和电加热器12，加热室4外接高温蒸汽并通入加热室4内的蒸汽加热器11中，蒸汽加热器3为螺旋翅片管束式，垂直设于面向进风流方向，高温蒸汽入口处设有电磁温控阀8，蒸汽加热器11底部设有冷凝水回收机组6。第一温度传感器9与PLC可编程控制器的信号输入端电连接，PLC可编程控制器的信号输出端电连接电加热器12和电磁温控阀8，当第一温度传感器9监测到加热室4内温度≤2℃时，PLC可编程控制器控制电加热器12开始工作；当第一温度传感器9监测到加热室4内温度≥10℃时，PLC可编程控制器控制电加热器12停止工作。[0038] 出风装置包括出风管5，出风管5进风口与加热室4相连通，出风管5入口处设有第二温度传感器14，第二温度传感器14与PLC可编程控制器的信号输入端电连接，出风管5的出口处设有若干热风出风口13。由于加热室4送出的热风温度进入出风管5时存在温降，当第二温度传感器14监测到出风管5管口处温度低于或高于设定的50℃‑55℃区间温度值时，PLC可编程控制器控制电磁温控阀8进行开量大小或关量大小的调整。[0039] 使用时，先将室外空气引入进风管1，进风管1管口处的细筛网将空气中的杂物进行隔离，经筛选后的空气进入过滤室2，过滤室2对其进行过滤、清洁、净化，经初步净化后的空气进入预热室3，过滤室2与预热室3之间安装加密纱网，对进入预热室3的空气做进一步清洁、净化、过滤，保证进入预热室3进风风量和质量。预热室3内安装有六组暖气片，进入的洁净空气依靠暖气片进行预热，可以根据室外温度的变化，利用手动阀门调整暖气片的温度，保证预热室3内空气温度恒定。预热好的空气利用离心风机7的动力送入加热室4，与蒸汽加热器11产生的热气进行混合，离心风机7的功率为45KW，加热期间离心风机7持续工作，加速对流换热，使得预热空气升温为53℃的热风，加热室4内安装有十组蒸汽加热器11，五组为一个单元，蒸汽加热器11垂直设于面向进风流方向，增大冷空气的换热面积，保证进入加热室4的空气穿过蒸汽加热器11管束空隙，进行快速的对流换热。蒸汽加热器11底部安装有冷凝水回收机组，将空气加热器中因高温蒸汽自身温度下降而产生的冷凝水进行回收，回收的冷凝水通过水泵排出到回水管道中，再回到锅炉房回水系统，进行重复利用，节约水资源。加热室4内设的电加热器12和第一温度传感器9通过PLC可编程控制器进行控制，如果高温蒸汽突然停汽，经第一温度传感器9监测，加热室4内的温度降低到≤2℃时，PLC可编程控制器控制电加热器12开始工作，来提高加热室4内的温度，防止冻伤蒸汽加热器11等设施。当加热室4内的温度≥10℃时，PLC可编程控制器控制电加热器12停止工作。加热室4中的热风进入出风管5，通过热风管道送入斜坡道热风出风口13。出风管5入口处设有第二温度传感器14，当第二温度传感器14监测到管口处温度低于或高于设定的50℃‑55℃区间温度值时，PLC可编程控制器控制电磁温控阀8进行开、关量大小的调整。两个热风出风口13在斜坡道路两侧对称设置，热风出风口13处安装防护护栏，防护护栏与下行斜坡道安装角度为30°，既可以对进入斜坡道路的混合热风风流附加下行加速动力，增加斜坡道路的混合热风进风量，补充进入斜坡道路的进风量，又可以阻挡部分进入斜坡道路的冷风进风量。最后，热风出风口13与来自地表斜坡道口依靠负压进入的冷空气进行有效充分的混合，最后获得混合空气温度≥15℃以上，随着负压进风流进入主斜坡道内，达到防冻保温的目的。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2022-04-29

专利公开日期：2024-10-11

专利公告号：CN114775503B