利用废弃矿井的发电系统

1.本实用新型属于发电技术领域，涉及一种利用废弃矿井的发电系统。


背景技术：

2.目前对废弃矿井瓦斯的利用存在储多问题，如矿井封闭工作困难、工程量大，需对矿区进行全面勘察，查找较浅煤层露头或风化带，将表层土层清除，封填透气性较差的粘土，杜绝漏气管道；抽排瓦斯的井口密封需要专门设计，技术要求严格，井口密封质量差会造成漏气，形成气体短路，无法抽出瓦斯，井筒周围需挖至基岩或原始地层浇注低渗透性阻断物，如粘土或混凝土封闭，以上问题使废弃矿井中瓦斯的利用程度较低。


技术实现要素：

3.为了达到上述目的，本实用新型提供一种利用废弃矿井的发电系统，充分利用废弃矿道中游离的甲烷气体进行发电，避免了瓦斯抽取和矿井封存的复杂过程，使废弃矿井瓦斯利用简单化，避免了资源浪费。
4.本实用新型所采用的技术方案是，利用废弃矿井的发电系统，包括数个隔间，所述隔间的顶部四角和底部四角均设有电火花点火器和瓦斯浓度传感器，地面上设有空气储气罐，所述空气储气罐的出气口与第一风机的进气口连接，所述第一风机的出气口通过第一进气管道与储气罐的进气口连接，所述储气罐置于隔间内，所述储气罐的出气口通过出气管道与发电机组连接，所述出气管道上设有第五阀门，所述储气罐内设有气压传感器；
5.所述瓦斯浓度传感器的输出端、气压传感器的输出端均与计算机的输入端连接，所述计算机的输出端分别与电火花点火器、第五阀门连接。
6.进一步的，所述第一风机的出气口还通过第二进气管道分别与四个下风口连接，所述四个下风口分别设置在隔间的底部四角，所述第二进气管道上设有第一阀门；
7.地面上还设有甲烷储气罐，所述甲烷储气罐的出气口与第二风机的进气口连接，所述第二风机的出气口通过第三进气管道分别与四个上风口连接，所述四个上风口分别设置在隔间的顶部四角，所述第三进气管道上设有第三阀门，所述计算机的输出端分别与第一阀门、第三阀门连接。
8.进一步的，地面上还设有惰性气体储气罐，所述惰性气体储气罐的出气口通过第四进气管道分别与第一风机、第二风机的进风口连接，所述第四进气管道上设有第二阀门；
9.所述隔间顶部设有红外线发送器，侧壁设有接收器和温度传感器，所述接收器的输出端、温度传感器的输出端均与计算机的输入端连接，计算机的输出端与第二阀门连接。
10.进一步的，所述计算机的输出端还分别与蜂鸣器、警示灯连接。
11.进一步的，所述隔间内设有消防喷头，所述消防喷头通过输水管道与水源连接，所述输水管道上设有水泵。
12.进一步的，所述隔间由防爆墙隔断矿道构成，长度≤60m。
13.本实用新型的有益效果是：1、本实用新型为合理利用废弃矿井中的剩余瓦斯提供
了一种便捷方法，避免了瓦斯抽取和矿井封存的复杂过程，通过在矿道内构建隔间，点燃隔间内瓦斯混合气为储气罐内的空气增压，进而利用增压后的空气进行发电，为缓解资源枯竭提供了思路；2、本实用新型通过红外线发送器、接收器和温度传感器实时监测隔间内的情况，当发电过程异常时同时使用惰性气体灌注和消防喷头注水进行灭火，以保证发电过程的安全稳定进行。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本实用新型的整体结构图。
16.图2是本实用新型的俯视图。
17.图中，1.隔间，2.储气罐，3.空气储气罐，4.第一风机，5.第一阀门，6.第一进气管道，7.发电机组，8.红外线发送器，9.接收器，10.温度传感器，11.电火花点火器，12.瓦斯浓度传感器，13.第二进气管道，14.下风口，15.第三进气管道，16.上风口，17.惰性气体储气罐，18.第二阀门，19.第二风机，20.第三阀门，21.甲烷储气罐。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
19.如图1所示，利用废弃矿井的发电系统包括数个长度≤60m的隔间1，所述隔间1由防爆墙隔断矿道构成，隔间1顶部四角和底部四角均设有电火花点火器11和瓦斯浓度传感器12，瓦斯浓度传感器12的输出端与计算机的输入端连接，计算机的输出端分别与各电火花点火器11连接；地面上设有空气储气罐3，空气储气罐3的出气口与第一风机4的进气口连接，第一风机4的出气口通过第一进气管道6与储气罐2的进气口连接，第一进气管道6上设有第四阀门，储气罐2的出气口通过出气管道与发电机组7连接，出气管道上设有第五阀门，所述储气罐2内设有气压传感器，气压传感器的输出端与计算机的输入端连接，计算机的输出端与第五阀门连接；在作业时打开第四阀门和第一风机4，将空气通过第一进气管道6输入储气罐2，然后利用瓦斯浓度传感器12检测隔间1角落的瓦斯浓度，并将检测结果输送至计算机，当隔间1内某一角落的瓦斯浓度处于安全限值时，计算机控制电火花点火器11引爆隔间1角落的混合气，进而引燃隔间1内的混合气，隔间1内温度升高导致储气罐2内的空气膨胀升压，气压传感器实时监测储气罐2内空气的压强，并将监测数据以适当的形式传输至计算机，计算机根据空气压强的大小控制第五阀门开启或关闭，以将特定压强的高压空气输送至发电机组7，发电机组7可在高压空气的带动进行发电。
20.如图2所示，地面上还设有甲烷储气罐21，甲烷储气罐21的出气口与第二风机19的进风口连接，第二风机19的出风口通过第三进气管道15分别与四个上风口16连接，四个上
风口16分别位于隔间1的顶部四角，第三进气管道15上设有第三阀门20；所述第一风机4出气口还通过第二进气管道13与四个下风口14连接，四个下风口14分别设置在隔间1的底部四角，第二进气管道13上设有第一阀门5，计算机的输出端分别与第三阀门20、第一阀门5连接。
21.地面上还设有惰性气体储气罐17，惰性气体储气罐17的出气口通过第四进气管道分别与第一风机4、第二风机19的进风口连接，第四进气管道上设有第二阀门18，隔间1的内顶部设有红外线发送器8，侧壁设有接收器9和温度传感器10，接收器9的输出端、温度传感器10的输出端均与计算机的输入端连接，计算机的输出端与第二阀门18、蜂鸣器、警示灯连接。
22.隔间顶部设有消防喷头，消防喷头通过输水管道与水源连接，所述输水管道上设有水泵，所述水源可以是矿井积水或地上水源。
23.使用本实用新型充电时启动瓦斯浓度传感器12检测隔间1角落的瓦斯浓度，并将检测结果输送至计算机，计算机内存储有瓦斯爆炸的浓度阈值，当瓦斯含量大于16%时计算机控制第一阀门5开启，启动第一风机4将空气储气罐3内的空气通过第二进气管道13抽送至隔间1，以降低隔间1角落瓦斯的含量，当瓦斯含量小于9%时计算机控制第三阀门20开启，启动第二风机19将甲烷储气罐21内的甲烷通过第三进气管道15输送至隔间1内以提高角落的瓦斯含量，当隔间1内某一个角落的瓦斯含量处于9%～16%之间时，计算机控制电火花点火器11点火引爆隔间1角落的瓦斯，进而引燃隔间1内的混合气体，使储气罐2内的空气受热膨胀后压力上升，气压传感器实时监测储气罐2内的压强，并将检测值以适当的形式发送至计算机，计算机控制第五阀门开启，将高压空气输送至发电机组7进行发电。
24.在发电过程中全天候运行红外线发送器8、接收器9和温度传感器10，红外线发送器8发出的红外线穿过隔间1内的混合气体后被接收器9接收，接收器9将接收的光线强度输送至计算机，由于混合气体会吸收相应的光线，因此计算机可根据光线强度计算隔间1内瓦斯的含量，温度传感器10实时将其检测的温度数据传输至计算机，计算机内存储有温度限值和瓦斯含量限值，当两者的任一数值超限或两者均超限时，计算机发送信号至蜂鸣器和警示灯，使蜂鸣器发出警报，警示灯闪烁红光，同时控制第二阀门18开启，惰性气体储气罐17通过第四进气管道、第二进气管道13和第三进气管道15将惰性气体输送至隔间1内，工作人员开启水泵，将地面水或矿井积水抽送至消防喷头，在惰性气体和喷水的双重作用下灭火，以保证供电的安全；所述隔间1可以设置多个，在供电时可以连续作业以保证发电过程的稳定性；本实用新型避免了废弃矿井瓦斯抽取和矿井封存的复杂过程，使废弃矿井瓦斯利用简单化，减少了资源浪费，提高瓦斯的利用率。
25.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
26.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。