CN106837405B - 一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统，由供水喷雾抑尘降温装置、地表导风道、压风降温装置和除雾装置、排水设施组合而成。高压喷嘴(5)间隔固定于回风井(15)出口处；地表导风道罩盖在回风井(15)出口上；压风降温装置为安装在地表导风道左侧面上的轴流压风风机(14)；除雾排水装置是由波形除雾板(12)、除雾板安装基础墙(9)、除雾板支撑架(13)构成，波形除雾板(12)依托除雾板支撑架(13)在除雾板安装基础墙(9)上叠合安装固定，形成向前、向后、向上和向右的波形除雾通道。本发明集回风井除雾和降尘功能为一体，既能够有效减小回风井外排污风粉尘浓度，实现粉尘达标排放，又可以有效降低回风井井口白雾浓度。
Description
技术领域
本发明属于矿山通风环保技术领域，具体涉及一种地下矿山回风井外排污风治理系统，特别是涉及一种回风井污风除雾降尘系统，适用于地下矿山回风井污风治理，可有效降低地下矿山回风井外排污风白雾浓度与粉尘浓度，缩小回风井污风影响范围。
背景技术
随着国家城镇化建设步伐的加快，国内几乎所有城市的市区面积在近年来均得到迅速扩张，原本地处郊区的部分矿山逐步被市区包围，出现了“城中矿”现象，矿区周边出现了居住小区、学校和医院。地下开采矿山回风井，主要功能就是将井下高温、高湿、含尘污风排出地表，秋冬季节地表气温较低，井下高温、高湿污风排出井口与地表冷空气相遇达到过饱和状态后“吐水”冷凝形成白雾，回风井内风速较高，一般在10～15m/s左右，污风可以冲出井口以上20～30m高，在回风井井口上部形成20～30m高的类似于烟囱状白雾，引起了矿区周围居民的担忧和环保部门的关注。
国家高度重视环境保护，环境问题具有一票否决权，如不能实现回风井污风达标排放，消除回风井秋冬季节井口雾气，矿山企业将面临环保部门巨额罚款，甚至关停问题。
查阅国内外相关文献，针对地下矿山回风井污风治理方面的研究鲜有报道，少量相关文献也主要集中在单方面的降尘方向，如井下溜破系统、采掘作业面和无轨斜坡道等地点的粉尘防治。《现代矿业》2013年08期介绍了一种回风井污风治理设计方案，分析了回风井井口白雾形成的原因，提出了井口除雾的设计方案。但该方案将井下外排污风直接封闭在井口除雾，没有考虑到刚出井口污风未经充分降温，还未达到过饱和大量吐水形成雾气，除雾效率较低，易在通过除雾系统后的外排口继续形成浓雾。
发明内容
本发明的目的就是针对矿山回风井高温饱和空气形成的井口“白色烟雾”视觉污染现象，提供一种集回风井除雾和降尘功能为一体，既能够有效减小回风井外排污风粉尘浓度，实现粉尘达标排放，又可以有效降低回风井井口白雾浓度的地下矿山回风井污风除雾降尘系统。
为实现本发明的上述目的，本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统以下技术方案：
本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统是由供水喷雾抑尘降温装置、地表导风道、压风降温装置和除雾装置、排水设施组合而成：
所述的供水喷雾抑尘降温装置是由水箱、加压泵上游给水管、加压泵、加压泵下游给水管、高压喷嘴给水管、高压喷嘴顺序联接构成，高压喷嘴的数量为3～6个，一般以4个为宜。高压喷嘴由喷嘴固定装置间隔固定于回风井出口处，高压喷嘴的出口方向向下。供水喷雾抑尘降温装置的作用是为了减小回风井内外排污风粉尘浓度，降低污风温度，使其在回风井井筒内充分吐水雾化。
所述的地表导风道是由前、后、上、下、左五个面组成开口式长方体，长方体宽度≥回风井的直径，地表导风道罩盖在回风井出口上。所述的地表导风道的左侧面是由砖块砌筑的导风墙，地表导风道的前、后和上表面由H型钢作为导风道支撑骨架，采用具有良好导热功能的钢板包裹构成，地表导风道的下面为地面；地表导风道的高度为5～7m、长度为12～15m，地表导风道的宽度与回风井的直径相等时为佳。
所述的压风降温装置为安装在地表导风道左侧面上的轴流压风风机，所述的轴流压风风机的数量为两个为宜。设置压风降温装置是为了保证回风井内高温、高湿污风在到达除雾装置之前进一步充分降温达到过饱和状态。轴流压风风机安装在地表导风道导风墙墙高的中点附近，并沿导风墙宽度方向均匀布置。
所述的除雾装置是由波形除雾板、除雾板安装基础墙、除雾板支撑架组合构成，除雾板支撑架安装在除雾板安装基础墙上，波形除雾板依托除雾板支撑架在除雾板安装基础墙上叠合安装固定在地表导风道右侧的前、后、上和右面，形成相对封闭结构，相邻的波形除雾板之间的安装间距为2～3cm，从而形成向前、向后、向上和向右的波形除雾通道。
波形除雾板由玻璃钢材料加工成波形板的多折向结构，含雾沫的污风以一定速度流经除雾板时，由于气体的惯性撞击作用，雾沫与波形板相碰撞而被聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从波形除雾板表面上被分离下来。波形除雾板的多折向结构增加了雾沫被捕集的机会，未被除去的雾沫在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集。
所述的排水设施包括集水沟、沉淀池，集水沟布置在除雾板安装基础墙外侧一周，集水沟和沉淀池连通。
所述的高压喷嘴给水管为环形；所述的高压喷嘴由喷嘴固定装置等间距固定于回风井出口处的环形高压喷嘴给水管上；
所述的水箱入水口与自来水供水管相连接，水箱内设置有浮球，所述的浮球与自来水供水管的智能开关连接，水箱内水量不足时，自动启动供水管的智能开关，向水箱内补水。此外，为防止水箱内水量未能及时补充导致加压泵空转造成设备损坏，水箱内还设置有水位检测装置，与加压泵的开关连锁控制，当水箱内水位不足时，自动切断加压泵电源，停止喷雾。
所述的除雾板安装基础墙的高度为0.3～0.5m；所述的地表导风道的左侧面距离回风井井筒边缘0.8～1.5m。所述的波形除雾板的宽度为0.4～0.8m，一般为0.5m。
本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统的操作实施步骤为：
(1)将水箱接入自来水水管并确保水箱水量，检查加压泵线路，一切正常开启加压泵，高压喷嘴开始喷雾，在回风井口形成水幕；
(2)检查轴流压风风机，一切正常开启两台轴流压风风机；
(3)定期清理集水沟与沉淀池内的淤泥。
本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统采用以上技术方案后，具有以下有益效果：
(1)回风井外排污风含尘量降低80％以上。通过井口设置的供水喷雾抑尘降温装置，在回风井口形成一道水幕，将回风井污风进行过滤降尘。现场实践表明一道水幕降尘效率可达60％以上。
(2)污风在未出井筒和导风道之前已经充分雾化，经过除雾系统后外排污风烟囱状白雾浓度大大降低。
(3)有效改善地下矿山回风井外排污风风质，缩小了回风井的影响范围，保证了城中矿周边居民的生活环境。
附图说明
图1是本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统的现场安装结构示意图；
图2是本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统的现场安装结构示意图的俯视图。
图3为本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统的现场安装结构示意图的右视图。
附图标记为：1-自来水供水管；2-水箱；3-加压泵；4-加压泵上游给水管；4’-加压泵下游给水管；5-高压喷嘴；6-喷嘴固定装置；7-导风道支撑骨架(H型钢)；8-钢板；9-除雾板安装基础墙；10-集水沟；11-沉淀池；12-波形除雾板；13-除雾板固定支撑；14-轴流压风风机；15-回风井；16-高压喷嘴给水管。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统做进一步详细说明。
有图1所示的本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统的现场安装结构示意图并结合图2、图3看出，本发明一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统由供水喷雾抑尘降温装置、地表导风道、压风降温装置和除雾装置、排水设施组合而成：
所述的供水喷雾抑尘降温装置是由水箱2、加压泵上游给水管4、加压泵3、加压泵下游给水管4’、圆环形的高压喷嘴给水管16、高压喷嘴5顺序联接构成，高压喷嘴5的数量为4个，高压喷嘴5由喷嘴固定装置6等间距固定于回风井15出口处的圆环形的高压喷嘴给水管16上，高压喷嘴5的出口方向向下，高压喷嘴5垂直向下喷水；水箱2入水口与自来水供水管1相连接，水箱2内设置有浮球，所述的浮球与自来水供水管1的智能开关连接，水箱2内水量不足时，自动启动自来水供水管1的智能开关，向水箱2内补水；水箱2内还设置有水位检测装置，与加压泵3的开关连锁控制。当水箱2水位过低时切断加压泵3电源，停止工作，对加压泵3起到保护作用。供水喷雾抑尘降温装置正常工作时用地表低温冷水在回风井15井口形成水幕，对外排污风起到抑尘作用。同时，低温冷水可以降低井筒内污风温度，让污风在回风井15内充分冷却达到过饱和状态形成雾气。
所述的地表导风道是由前、后、上、下、左五个面组成开口式长方体，长方体宽度与回风井15的直径相等，皆为6米，地表导风道罩盖在回风井15出口上。地表导风道的左侧面是由砖块砌筑的导风墙，地表导风道的前、后和上表面由H型钢作为导风道支撑骨架7，由钢板8包裹构成，地表导风道的下面为地面；地表导风道的高度为6m、长度为14m。地表导风道的左侧面距离回风井15井筒边缘1m。地表导风道的主要作用是将回风井15上排污风导向除雾装置，并让井下污风与地表冷风混合充分降温雾化。
所述的压风降温装置为两台安装在地表导风道左侧面上的轴流压风风机14。轴流压风风机14安装在地表导风道导风墙墙高的中心距离地面3m，宽度方向分别布置在回风井15直径1/3和2/3处。
在地表导风道右端向右砌筑长5m、宽7.0、高0.5m的除雾板安装基础墙9，除雾板安装基础墙9的右边宽缩减为6m，除雾板支撑架13安装在除雾板安装基础墙9上；波形除雾板12依托除雾板支撑架13在除雾板安装基础墙9上叠合安装固定在地表导风道右侧的前、后、上和右面，形成相对封闭结构，波形除雾板12高5.5m。相邻的波形除雾板12之间的安装间距为2～3cm，波形除雾板12由玻璃钢材料加工成波形板的多折向结构。所述的除雾装置是由波形除雾板12、除雾板安装基础墙9、除雾板支撑架13组合构成。
所述的排水设施包括集水沟10、沉淀池11，集水沟10布置在除雾板安装基础墙9外侧一周，集水沟10和沉淀池11连通。井下污风在回风井15内井经供水喷雾抑尘降温装置抑尘降温雾化后，在地表导风道内充分换热雾化，最后将充分雾化的污风排至除雾装置，含雾沫的污风以一定速度流经波形除雾板12时，由于气体的惯性撞击作用，雾沫与波形除雾板12相碰撞而被聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从波形除雾板12表面上被分离下来，空气经过波形除雾板12间隙排入大气。除雾板安装基础墙9外侧一周布置集水沟10和沉淀池11，由波形除雾板12除下的水雾经由集水沟10进入沉淀池11自然沉淀后外排。
Claims (7)
1.一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统，其特征在于它是由供水喷雾抑尘降温装置、地表导风道、压风降温装置和除雾装置、排水设施组合而成：
所述的供水喷雾抑尘降温装置是由水箱(2)、加压泵上游给水管(4)、加压泵(3)、加压泵下游给水管(4’)、高压喷嘴给水管(16)、高压喷嘴(5)顺序联接构成，高压喷嘴(5)的数量为3～6个，高压喷嘴(5)由喷嘴固定装置(6)间隔固定于回风井(15)出口处，高压喷嘴(5)的出口方向向下；
所述的地表导风道是由前、后、上、下、左五个面组成开口式长方体，长方体宽度≥回风井(15)的直径，地表导风道罩盖在回风井(15)出口上；
所述的压风降温装置为安装在地表导风道左侧面上的轴流压风风机(14)；
所述的除雾装置是由波形除雾板(12)、除雾板安装基础墙(9)、除雾板支撑架(13)组合构成，除雾板支撑架(13)安装在除雾板安装基础墙(9)上，波形除雾板(12)依托除雾板支撑架(13)在除雾板安装基础墙(9)上叠合安装固定在地表导风道右侧的前、后、上和右面，形成相对封闭结构，相邻的波形除雾板(12)之间的安装间距为2～3cm，从而形成向前、向后、向上和向右的波形除雾通道；
所述的排水设施包括集水沟(10)、沉淀池(11)，集水沟(10)布置在除雾板安装基础墙(9)外侧一周，集水沟(10)和沉淀池(11)连通。
2.如权利要求1所述的一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统，其特征在于：所述的高压喷嘴给水管(16)为环形，所述的高压喷嘴(5)由喷嘴固定装置(6)等间距固定于回风井(15)出口处的环形高压喷嘴给水管(16)上；所述的波形除雾板(12)由玻璃钢材料加工成波形板的多折向结构。
3.如权利要求2所述的一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统，其特征在于：所述的轴流压风风机(14)的数量为两个。
4.如权利要求1、2或3所述的一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统，其特征在于：所述的水箱(2)入水口与自来水供水管(1)相连接，水箱(2)内设置有浮球，所述的浮球与自来水供水管(1)的智能开关连接；水箱(2)内还设置有水位检测装置，与加压泵(3)的开关连锁控制。
5.如权利要求4所述的一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统，其特征在于：所述的地表导风道的左侧面是由砖块砌筑的导风墙，地表导风道的前、后和上表面由H型钢作为导风道支撑骨架(7)，由钢板(8)包裹构成，地表导风道的下面为地面；地表导风道的高度为5～7m、长度为12～15m，地表导风道的宽度与回风井(15)的直径相等。
6.如权利要求5所述的一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统，其特征在于：所述的除雾板安装基础墙(9)的高度为0.3～0.5m；所述的地表导风道的左侧面距离回风井(15)井筒边缘0.8～1.5m。
7.如利要求5所述的一种地下矿山回风井污风除雾降尘系统，其特征在于：所述的波形除雾板(12)的宽度为0.4～0.8m。
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