CN109779675B - 一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统，雾化器(5)布置在溜井的放矿硐室(3)上方顶板处；防尘密封帘(4)垂直吊挂安装在放矿硐室(3)所在的溜矿井联巷上方顶板处；吸尘罩(6)设置于溜矿井联巷出风口的防尘密封帘(4)的底部，湿式除尘风机布置在中段巷道的下风侧方向；红外传感器安装于溜井的放矿硐室(3)上方顶板与防尘密封帘(4)交界处的顶板上，粉尘浓度传感器安装于通风除尘管道的下方。本发明采用喷雾除尘和湿式除尘风机净化两级除尘净化系统，再辅以防尘密封帘对溢出粉尘的密封、拦挡，具有除尘效率高、能耗低、运行费用低、实现按风量变化的按需通风除尘且结构简单、安装方便的优点。
Description
技术领域
本发明属于工业除尘技术领域，具体涉及一种地下矿山放矿溜井口的除尘系统。
背景技术
地下矿山广泛采用溜井转运矿石，在矿山井下生产过程中，溜井是矿石提升运输的重要渠道。特别是井下矿石采用多中段高溜井卸矿时，松散的矿石受到井壁的限制，在下落过程中产生类似于活塞运动，由于放矿落差高度大，溜井内空气急剧压缩，矿石在降落过程中产生强大的冲击风压，致使含尘气流从卸矿支岔溜井口大量涌出，造成井下卸矿硐室及卸矿联巷空气的严重污染，且时常有污染溢出后巷，随风流进入风源一侧生产巷道，污染井下新鲜风流和作业面。而且，由于放矿落差大，在溜井放矿作业时往往产生大量的粉尘，严重污染区域环境，进而污染了中段的风源。如果这些粉尘不能得到有效的控制和净化，在作业岗位环境气流的扰动下，就会长时间悬浮于井下空气环境中，这不仅污染作业环境、损耗矿石原料、加速设备磨损，而且严重威胁作业人员的身心健康。
矿山井下放矿溜井除尘一直是国内外矿山井下粉尘治理的一大难题。目前井下溜井除尘一般采用增加矿井通风量稀释粉尘、溜井口喷雾降尘以及卸压井控制粉尘和除尘净化措施等技术方案。通过进一步分析，上述技术方案存在以下缺点：
1)增加通风风量使通风能耗增加，仅起到稀释溜井粉尘作用，并不能彻底解决放矿溜井产生的粉尘对井下区域的污染问题，而且井下的粉尘由回风井排放到地表大气中，造成矿山周边环境污染；
2)溜井口喷雾降尘装置喷出的水雾不可能完全覆盖溜井口空间产生的粉尘，同时水雾与空间粉尘的接触时间短，单一的喷雾降尘很难完全净化溜井口粉尘，当溜井口含尘气流浓度发生变化时，无相应的自动调节控制措施，喷雾除尘效果难以保证；
3)平行卸压井与排尘净化相结合的综合治理技术能够有效解决放矿溜井卸矿过程中产生的粉尘污染问题，同时污风净化后能够实现达标排放。但是开凿一条平行的防尘卸压井工程量大、投资大，现场施工困难，同样不便于后期维护管理，该技术方案不是一种经济的防尘技术方案。
为了解决井下矿石采用多中段高溜井卸矿时产生的粉尘污染问题，《有色金属》(矿山部分)2012年11月发表的“红透山铜锌矿多中段高溜井卸矿粉尘治理工艺”一文中，经过长期的防尘实践和技术攻关，在已经成熟的“平行粉尘井卸压”技术基础上，以“湿式捕集、硐室沉降”为核心技术，以“密封风门、引流风机”为辅助技术的粉尘综合治理方案。该方案通过卸压、封堵、抽排、除尘、隔离控制、风源净化六个技术环节，解决了出矿的粉尘污染、使污风净化达标排放，并增加了有效入风量，取得了可观经济、社会效益。但从该文的图1可以看出，研制的高溜井卸矿粉尘治理方案极为复杂，投入大，使用、维护不便。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有矿山井下放矿溜井粉尘的污染问题，以及现有粉尘治理技术方案存在着通风能耗高、除尘效果差、工程投资大、施工风险大、后期维护管理难等技术问题，而提供一种除尘效率高、能耗低、运行费用低且结构简单、安装方便的用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统。
为实现本发明的上述目的，本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统采用以下技术方案：
本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统是由喷雾除尘装置、防尘密封帘、湿式除尘风机装置、传感器及PLC控制系统组合构成；所述的喷雾除尘装置含有雾化器，雾化器布置在溜井的放矿硐室上方顶板处，溜井放矿作业时产生的粉尘气流从放矿硐室口冲出后，喷雾除尘装置产生的水雾对粉尘气流进行就地捕获、凝聚粉尘，使粉尘粒径增大、重量增加沉降下来；防尘密封帘垂直吊挂安装在放矿硐室所在的溜矿井联巷上方顶板处，防尘密封帘将放矿硐室上侧的溜矿井联巷出风口封闭，以避免粉尘的溢出；所述的湿式除尘风机装置是由吸尘罩、弯头、通风除尘管道、湿式除尘风机顺序连接构成，吸尘罩设置于溜矿井联巷出风口的防尘密封帘的底部，湿式除尘风机布置在中段巷道的下风侧方向，紧贴中段巷道内侧，采用湿式除尘风机固定台座固定，吸尘罩主要用于抽吸未被喷雾除尘装置沉降下来的粉尘气流，吸尘罩抽吸的粉尘气流经湿式除尘风机净化后排入巷道；所述的传感器包括红外传感器、粉尘浓度传感器，红外传感器安装于溜井的放矿硐室上方顶板与防尘密封帘交界处的顶板上，控制喷雾器开启和停止；粉尘浓度传感器安装于通风除尘管道的下方，监测进入吸尘罩和通风除尘管道的粉尘浓度。
所述的喷雾除尘装置是由两排喷雾器和连接的水管路组成，每排喷雾器分别在放矿硐室上方顶板左右两侧布置，两排喷雾器的喷嘴喷雾方向相对交叉，由于放矿硐室之放矿口面积较大，采用两排喷雾器交叉对喷，使喷出的雾能够覆盖放矿硐室上部的整个截面。
所述的防尘密封帘采用矿山运矿用的废旧皮带卡在钢管上制成，钢管安装在放矿硐室所在的溜矿井联巷上方顶板处。
所述的PLC控制系统分别与红外传感器、粉尘浓度传感器、喷雾器、湿式除尘风机连接，PLC控制系统接收粉尘浓度传感器、喷雾器采集的数据，并调节、控制喷雾器、湿式除尘风机，实现喷雾器和湿式除尘风机的自动控制以及按风量变化的按需通风除尘。
本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统采用上述结构的喷雾除尘装置、湿式除尘风机装置两级除尘方式，并附加防尘密封帘的密封、拦挡，综合防、治尘效果显著。喷雾除尘装置、湿式除尘风机装置，由PLC控制系统自动控制喷雾除尘装置的开启和停止、调节控制湿式除尘风机的启停和对其进行变频调节。
本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统其工作原理是放矿溜井开始卸矿作业时，当放矿作业设备(比如铲运机)触碰顶开防尘密封帘进入溜井所在巷道时，安装在溜井所在巷道顶板的红外传感器发出电信号给溜井喷雾控制箱，喷雾控制箱控制溜井喷雾器开始喷雾，当放矿设备倒矿结束返回巷道口时，红外传感器再次发出电信号给溜井喷雾控制箱，溜井喷雾控制箱控制溜井喷雾器停止喷雾。由于溜井放矿产尘量非常大，光靠喷雾除尘很难完全捕集粉尘，仍然会有部分粉尘通过溜矿井联巷出风口的防尘密封帘底部的缝隙处逸出，因此在该处设置了吸尘罩和除尘管道，进一步进行负压抽风除尘。同时，在除尘管道的下方设置了粉尘浓度传感器，通过检测出管道内粉尘的浓度变化，对湿式除尘风机进行变频调节，实现按需通风除尘，大大节约了除尘系统能耗。
本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统采用以上技术方案后，具有以下积极效果：
(1)采用喷雾除尘和湿式除尘风机净化两级除尘净化系统，再辅以防尘密封帘的密封、拦挡，大大提高了除尘效率，综合防、治尘效果显著，节能效果显著；
2)防尘密封帘具有结构简单、安装方便、密封性好、造价低廉，无须任何动力设备和人员操作等优点，能够起到有效的控尘作用；
3)净化后的气流可以循环利用，减少井下供排风量，达到控制含尘气流走向、净化含尘气流并调节井下风量的目的，同时大大降低了能耗；
4)设置PLC控制系统，增设红外传感器、粉尘浓度传感器，实现了除尘系统的自动控制和按照风量变化的按需通风除尘。
附图说明
图1是本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统的平面结构布置示意图；
图2是本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统的立面结构布置示意图；
图3是本发明采用的湿式除尘风机装置的立面连接示意图。
附图标记为：1-主溜井；2-支岔溜井；3-放矿硐室；4-防尘密封帘；5-喷雾器；6-吸尘罩；7-弯头；8-通风除尘管道；9-湿式除尘风机；10-湿式除尘风机固定台座；11-中段巷道；12-红外传感器；13-粉尘浓度传感器；14-PLC控制系统。
具体实施方式
为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统作进一步详细说明。
由图1所示的本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统的平面结构布置示意图并结合图2、图3看出，本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统，是由喷雾除尘装置、防尘密封帘4、湿式除尘风机装置、传感器及PLC控制系统14组合构成，PLC控制系统14安装在中段巷道11的下风侧方向。所述的喷雾除尘装置是由两排喷雾器5和连接的水管路组成，采用角钢固定水管和喷雾器5，连接好的喷雾器5安装在角钢下面，每排喷雾器5分别在放矿硐室3上方顶板左右两侧布置，两排喷雾器5的喷嘴喷雾方向斜向向下、相对交叉，使喷出的雾能够覆盖放矿硐室3上部的整个截面；溜井放矿作业时产生的粉尘气流从放矿硐室3的硐室口冲出后，喷雾除尘装置产生的水雾对粉尘气流进行就地捕获、凝聚粉尘，使粉尘粒径增大、重量增加沉降下来。防尘密封帘4是用矿山运矿用的废旧皮带卡在钢管上制成，钢管安装在放矿硐室3所在的溜矿井联巷上方顶板处，防尘密封帘4通过钢管垂直吊挂安装在放矿硐室3所在的溜矿井联巷上方顶板处，并将放矿硐室3上侧的溜矿井联巷出风口封闭；所述的湿式除尘风机装置是由吸尘罩6、弯头7、通风除尘管道8、湿式除尘风机9顺序连接构成，吸尘罩6设置于溜矿井联巷出风口的防尘密封帘4的底部，主要用于抽吸未被喷雾除尘装置沉降下来的粉尘气流，湿式除尘风机9布置在中段巷道11的下风侧方向，紧贴中段巷道11内侧，采用湿式除尘风机固定台座10固定；所述的传感器包括红外传感器12、粉尘浓度传感器13，红外传感器12安装于溜井的放矿硐室3上方顶板与防尘密封帘4交界处的顶板上，控制喷雾器5开启和停止；粉尘浓度传感器13安装于通风除尘管道8的下方，监测进入吸尘罩6和通风除尘管道8的粉尘浓度；PLC控制系统14分别与红外传感器12、粉尘浓度传感器13、喷雾器5、湿式除尘风机9连接，PLC控制系统14接收粉尘浓度传感器13、喷雾器5采集的数据，并调节、控制喷雾器5、湿式除尘风机9，实现喷雾器5和湿式除尘风机9的自动控制以及按风量变化的按需通风除尘。
本发明一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统采用两级除尘方式，在辅以防尘密封帘对溢出粉尘进行密封、拦挡，PLC控制系统14自动控制喷雾器5的开启和停止、调节控制湿式除尘风机9的启停和对其进行变频调节。当主溜井1卸矿时，矿石降落产生强大的冲击气流，大量的冲击气流由支岔溜井2涌出。放矿溜井开始卸矿作业时，当放矿作业设备(比如铲运机)触碰顶开防尘密封帘4进入溜井所在巷道时，安装在溜井所在巷道顶板的红外传感器12发出电信号给溜井喷雾控制箱，喷雾控制箱控制溜井喷雾器5开始喷雾，当放矿设备倒矿结束返回巷道口时，红外传感器12再次发出电信号给溜井喷雾控制箱，溜井喷雾控制箱控制溜井喷雾器5停止喷雾。由于溜井放矿产尘量非常大，光靠喷雾除尘很难完全捕集粉尘，仍然会有部分粉尘通过溜矿井联巷出风口的防尘密封帘4底部的缝隙处逸出，因此在该处设置了吸尘罩6和通风除尘管道8，并在中段巷道11内侧下风方向安装湿式除尘风机9。当安装湿式除尘风机9后，由于湿式除尘风机9的作用，使溜矿井联巷形成负压，并将含尘气流经吸尘罩6和通风除尘管道8引入湿式除尘风机进一步进行净化。同时，在通风除尘管道8的下方设置了粉尘浓度传感器13，通过检测出管道内粉尘的浓度变化，对湿式除尘风机9进行变频调节，实现按需通风除尘，大大节约了除尘系统能耗。
Claims (2)
1.一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统，其特征在于：它是由喷雾除尘装置、防尘密封帘(4)、湿式除尘风机装置、传感器及PLC控制系统(14)组合构成；所述的喷雾除尘装置含有雾化器(5)，雾化器(5)布置在溜井的放矿硐室(3)上方顶板处；防尘密封帘(4)垂直吊挂安装在放矿硐室(3)所在的溜矿井联巷上方顶板处，并将放矿硐室(3)上侧的溜矿井联巷出风口封闭；所述的湿式除尘风机装置是由吸尘罩(6)、弯头(7)、通风除尘管道(8)、湿式除尘风机(9)顺序连接构成，吸尘罩(6)设置于溜矿井联巷出风口的防尘密封帘(4)的底部，湿式除尘风机(9)布置在中段巷道(11)的下风侧方向，紧贴中段巷道(11)内侧，采用湿式除尘风机固定台座(10)固定；所述的传感器包括红外传感器(12)、粉尘浓度传感器(13)，红外传感器(12)安装于溜井的放矿硐室(3)上方顶板与防尘密封帘(4)交界处的顶板上，粉尘浓度传感器(13)安装于通风除尘管道(8)的下方；所述的喷雾除尘装置是由两排喷雾器(5)和连接的水管路组成，每排喷雾器(5)分别在放矿硐室(3)上方顶板左右两侧布置，两排喷雾器(5)的喷嘴喷雾方向斜向向下、相对交叉，使喷出的雾能够覆盖放矿硐室(3)上部的整个截面；所述的PLC控制系统(14)分别与红外传感器(12)、粉尘浓度传感器(13)、喷雾器(5)、湿式除尘风机(9)连接，PLC控制系统(14)接收粉尘浓度传感器(13)、喷雾器(5)采集的数据，并调节、控制喷雾器(5)、湿式除尘风机(9)，实现喷雾器(5)和湿式除尘风机(9)的自动控制以及按风量变化的按需通风除尘。
2.如权利要求1所述的一种用于地下矿山溜井放矿粉尘治理的复合除尘净化系统，其特征在于：所述的防尘密封帘(4)是用矿山运矿用的废旧皮带卡在钢管上制成，钢管安装在放矿硐室(3)所在的溜矿井联巷上方顶板处。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 243000 Xitang Road, Ma'anshan Economic Development Zone, Anhui, No. 666 Applicant after: MAANSHAN Mine Research Institute Co.,Ltd. Applicant after: HUAWEI METAL MINERAL RESOURCE EFFICIENT RECYCLING UTILIZATION NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER Co.,Ltd. Address before: 243000 Xitang Road, Ma'anshan Economic Development Zone, Anhui, No. 666 Applicant before: SINOSTEEL MAANSHAN INSTITUTE OF MINING RESEARCH Co.,Ltd. Applicant before: HUAWEI METAL MINERAL RESOURCE EFFICIENT RECYCLING UTILIZATION NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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