CN114718630A - 一种矿井工作面的环保降温处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井工作面的环保降温处理系统，其降温除尘机构包括中部铰接安装在箱体一端侧壁的过滤板组，过滤板组分隔成过滤部和摆动板，箱体的另一端侧壁开设有卸料口，过滤部的外端滑动安装在卸料口上，摆动板的上方安装有复位弹簧，并且摆动板上连接有换向组，过滤部上方设置了进气管组；其换热机构包括换热管两端连接的进水管组和排水管；其喷淋机构设置在换热管上方；其配水池内部设置有活塞板，活塞板上方的拉杆顶端贯穿配水池的池顶连接换向组，中转水腔的侧壁分别连接有第一进水管和第一出水管，第一出水管的出水口连接喷淋机构，本发明提高了矿井工作面的降温方式高效节能环保。

Description

一种矿井工作面的环保降温处理系统

技术领域

本发明涉及矿井降温系统技术领域，具体涉及一种矿井工作面的环保降温处理系统。

背景技术

深部煤炭资源是我国未来的主体能源，目前，我国中东部大部分矿井已经进入深部开采，随着开采深度加深，围岩温度随之增加，加之机电设备散热等因素，深部矿井环境普遍过高，大部分中东部矿井采煤工作面温度超过35℃，相对湿度高达100％，高温高湿环境不仅仅危害工人身心健康，还会诱发围岩高温大变形、吸附瓦斯溢出、腐蚀支护结构失效等次生灾害。目前高温热害治理治理技术主要有德国水冷技术和南非的冰冷技术，都存在投资大、运行费用高等问题，且是一个耗能系统，为此，根据不同煤矿的特点提出具体的热害治理方法至关重要。

对矿井进行水冷作业，在换热器中通入冷源的过程中，由于换热管相对矿井的环境温度较低，所以矿井中的水蒸气会预冷液化，导致换热管表面富集水珠，矿井中的粉尘黏结在换热管的表面，从而降低换热管的换热效果，因此本发明意在设计一款节能环保，可以妥善解决上述问题的降温处理系统。

发明内容

为此，本发明提供一种矿井工作面的环保降温处理系统，以解决现有技术中的上述缺陷。

一种矿井工作面的环保降温处理系统，包括：

降温除尘机构，分别设置在矿区的各个工作面内，其包括箱体、设置在所述箱体顶部的排气口以及中部铰接安装在所述箱体一端侧壁的过滤板组，所述过滤板组以铰接轴为中心被分隔成位于箱体内部的过滤部以及位于箱体外部的摆动板，所述箱体的另一端侧壁开设有卸料口，所述过滤部的外端一侧竖直滑动安装在所述卸料口上，所述摆动板的上方安装有复位弹簧，并且摆动板上连接有换向组，所述箱体的内部设置有位于过滤部上方的进气管组，所述箱体的下方设置有泄水口；

换热机构，包括设置在所述箱体内部进气管组上方的换热管，所述换热管的两端分别连接有进水管组和排水管，所述排水管连接着矿区用水端；

喷淋机构，设置在所述换热管上方的箱体内部；

配水池，其内部设置有活塞板，所述活塞板上方的配水池构成密封的中转水腔，活塞板的上方连接有拉杆，所述拉杆的顶端贯穿所述配水池的池顶连接所述换向组，所述中转水腔的侧壁分别连接有第一进水管和第一出水管，所述第一进水管上设置有单向进水阀，所述第一出水管上设置有单向出水阀，所述第一出水管的出水口连接所述喷淋机构。

优选的，所述过滤部包括安装在所述铰接轴上的第一过滤板，所述第一过滤板的下表面滑动安装有第二过滤板，所述第一过滤板的远端侧壁形成在所述第二过滤板表面移动的侧推板，所述第二过滤板朝向卸料口的一端两侧壁均铰接安装有滑块，所述卸料口的两端侧壁设置有导向槽，所述滑块沿着所述导向槽竖直滑动。

优选的，所述泄水口上连接有第二排水管，所述第二排水管上设置有水泵，所述第二排水管的出水口与所述中转水腔连通，并且所述第二排水管上设置有单向出液阀。

优选的，所述进水管组包括进水端连接在各个液态冷源的冷源水管，若干所述冷源水管通过多通换向阀连接着主水管的进水端，所述主水管的出水端连接着所述换热管的进液口，矿井集水槽为液态冷源之一，所述矿井集水槽连接所述第一进水管。

优选的，所述液态冷源还包括地面湖水以及涌泉水等任意温度低于矿井工作面温度的液态水资源。

优选的，所述换向组为垂直于所述摆动板末端设置的扇形齿轮板，所述扇形齿轮板的扇形齿圈以铰接轴为圆心，所述拉杆的侧壁设置有齿条，所述扇形齿轮板的扇形齿圈与竖直方向设置的所述齿条相互啮合。

优选的，所述进气管组包括环绕所述箱体的内侧壁分布的主气管，所述主气管倾斜向上设置有喷口朝上的支气管，所述支气管上通过导向杆连接着笼罩所述支气管上段开口的导流帽。

优选的，所述换热管的表面设置有若干导流凸起块。

本发明具有如下优点：

本发明将换热冷源通入换热机构对矿井的工作面进行换热，换热过程中，换热管表面冷凝水上富集的灰尘低落在下方的过滤部，并在过滤部积赞足量的泥浆后使过滤部一侧的自重增加下沉，过滤部侧的灰尘从卸料口侧卸料，卸料后过滤部复位，摆动板上下摆动的过程中，自动的使矿井集水槽中的水填充中转水腔，并利用中转水腔中的水通过喷淋机构喷淋冲刷下方的过滤部，整个系统节能环保，提高了矿井工作面的降温效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的集尘状态下的内部结构示意图；

图3为本发明的卸尘状态下的内部结构示意图；

图4为本发明的降温除尘机构和配水池的连接结构示意图；

图5为本发明的过滤板组的连接结构示意图；

图6为本发明的图3中A的放大结构示意图。

图中：

1-降温除尘机构；2-换热机构；3-喷淋机构；4-配水池；5-活塞板；6-矿区用水端；7-矿井集水槽；8-地面湖水；9-涌泉水；10-工作面；

101-箱体；102-过滤板组；103-卸料口；104-复位弹簧；105-铰接轴；106-滑块；107-摆动板；108-导向槽；109-扇形齿轮板；110-排气口；111-进气管组；112-第二排水管；113-水泵；114-第一过滤板；115-第二过滤板；116-侧推板；117-单向出液阀；118-主气管；119-支气管；120-导向杆；121-导流帽；

201-换热管；202-冷源水管；203-排水管；204-多通换向阀；205-主水管；206-导流凸起块；

401-中转水腔；402-第一进水管；403-第一出水管；404-单向进水阀；405-单向出水阀；406-拉杆；407-齿条。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明提供了一种矿井工作面的环保降温处理系统，包括降温除尘机构1、换热机构2、喷淋机构3以及配水池4。

其中，若干降温除尘机构1分别设置在矿区的各个工作面10内，降温除尘机构1包括箱体101、设置在所述箱体101顶部的排气口110以及中部铰接安装在所述箱体101一端侧壁的过滤板组102，所述过滤板组102以铰接轴105为中心被分隔成位于箱体101内部的过滤部以及位于箱体101外部的摆动板107，所述箱体101的另一端侧壁开设有卸料口103，所述过滤部的外端一侧竖直滑动安装在所述卸料口103上，所述摆动板107的上方安装有复位弹簧104，并且摆动板107上连接有换向组，所述箱体101的内部设置有位于过滤部上方的进气管组111，所述箱体101的下方设置有泄水口；

其中，换热机构2包括设置在所述箱体101内部进气管组111上方的换热管201，所述换热管201的两端分别连接有进水管组和排水管203，所述排水管203连接着矿区用水端6，所述换热管201的表面设置有若干导流凸起块206，导流凸起块206可以汇聚水珠，提高对矿井空气中的粉尘的吸附力度；

其中，喷淋机构3设置在所述换热管201上方的箱体101内部；

其中，配水池4其内部设置有活塞板5，所述活塞板5上方的配水池4构成密封的中转水腔401，活塞板5的上方连接有拉杆406，所述拉杆406的顶端贯穿所述配水池4的池顶连接所述换向组，所述中转水腔401的侧壁分别连接有第一进水管402和第一出水管403，所述第一进水管402上设置有单向进水阀404，单向进水阀404使水能通过第一进水管402流入中转水腔401中，而不能流出；

所述第一出水管403上设置有单向出水阀405，单向出水阀405使水能从第一出水管403排出中转水腔401而不能进入。述第一出水管403的出水口连接所述喷淋机构3。

所述过滤部包括安装在所述铰接轴105上的第一过滤板114，所述第一过滤板114的下表面滑动安装有第二过滤板115，所述第一过滤板114的远端侧壁形成在所述第二过滤板115表面移动的侧推板116，所述第二过滤板115朝向卸料口103的一端两侧壁均铰接安装有滑块106，所述卸料口103的两端侧壁设置有导向槽108，所述滑块106沿着所述导向槽108竖直滑动。

所述泄水口上连接有第二排水管112，所述第二排水管112上设置有水泵113，所述第二排水管112的出水口与所述中转水腔401连通，并且所述第二排水管112上设置有单向出液阀117。单向出液阀117使液体能从箱体101进入中转水腔401中，而不能反向流动。此设置方式可以对箱体101中的水进行反复利用，提高了水源的利用率。

所述进水管组包括进水端连接在各个液态冷源的冷源水管202，若干所述冷源水管202通过多通换向阀204连接着主水管205的进水端，所述主水管205的出水端连接着所述换热管201的进液口，矿井集水槽7为液态冷源之一，所述矿井集水槽7连接所述第一进水管402。所述液态冷源还包括地面湖水8以及涌泉水9等任意温度低于矿井工作面10温度的液态水资源。

所述换向组为垂直于所述摆动板107末端设置的扇形齿轮板109，所述扇形齿轮板109的扇形齿圈以铰接轴105为圆心，所述拉杆406的侧壁设置有齿条407，所述扇形齿轮板109的扇形齿圈与竖直方向设置的所述齿条407相互啮合。

为了避免进气管组111上方的喷淋机构3冲淋换热机构(2)的过程中，将含泥的水珠飞溅至进气管组111中堵塞气孔，所述进气管组111包括环绕所述箱体101的内侧壁分布的主气管118，所述主气管118倾斜向上设置有喷口朝上的支气管119，所述支气管119上通过导向杆120连接着笼罩所述支气管119上段开口的导流帽121。泥浆可以在导流帽121的导向作用下从支气管119的外侧流出。

本发明系统的具体工作原理如下：

一、选择节能环保冷源：

矿井集水是矿产开采过程中形成的水资源，可就近用于矿井的降温，收集的集水储存在矿井集水槽7用于调配；

矿井工作面附近的地面湖水8以及涌泉水9，可设置管路使其作为矿井换热机构2的液态冷源，冬季选择地面湖水8作为工作面10换热的冷源，其余季节就近采用矿井集水槽7中的水和涌泉水9作为换热冷源；

二、换热：

根据不同季节、环境中换热冷源与矿井工作面温度之间的差异，选择不同的换热冷源，通过设置多通换向阀204选择一个或者几个换热冷源通过主水管205流入各个工作面10的换热管201内，与通过进气管组111进入降温除尘机构1箱体101内的矿井热气进行换热，换热后的温水通过排水管203流入矿区用水端6用于矿区的日常生活。提高了能源的利用率；

降低温度的矿井空气透过排气口110进入矿井工作面10中；

由于换热的过程中换热管201的表面会富集冷凝水并且粘粘空气中的粉尘，当含尘的水珠的重力足够大时，含尘的水珠会顺着换热管201上的导流凸起块206滴落在过滤板组102的过滤部的上方，过滤粉尘后的水会透过过滤部落入箱体101的底端。

当过滤部上的粉尘越来越多时，过滤部端的重力增加下压，过滤部会逆时针发生旋转，过滤部沿着铰接轴105枢转，直至过滤部的外端下滑至于箱体101侧壁的卸料口103对应，完成对过滤部上泥浆的定期卸料；

在旋转的过程中，第二过滤板115会相对第一过滤板114的下表面滑动，两者的相对运动可以形成对彼此之间的刮擦，避免泥浆堵塞第一过滤板114和第二过滤板115的板孔，并且在过滤部向下转动的过程中，第一过滤板114表面的侧推板116会将第二过滤板115表面的泥浆推向卸料口103一侧，更加有利于过滤部表面泥浆的卸料；

在此过程中，摆动板107会以铰接轴105为轴心逆时针朝上运动，摆动板107上的扇形齿轮板109外圈的扇形齿圈会驱动与其啮合的齿条407上升，齿条407带动与其连接的拉杆406下方的活塞板5也沿着配水池4向上运动，对中转水腔401内部的水体进行挤压，将中转水腔401内部的水通过第一出水管403挤压至喷淋机构3中，喷淋装置3中的水向下喷出，一方面，可以对换热管201表面的含尘冷凝水进行冲刷，提高换热管201表面的清洁程度，从而提高换热机构2的换热效率；另一方面，喷淋机构3中的水还可以冲刷过滤部的表面，方便泥浆卸料的同时还对第一过滤板114和第二过滤板115的表面进行了一次水洗，提高了整个环保降温处理系统中降温除尘机构1环节的运行效率；

在过滤部卸料后，在复位弹簧104的弹性作用下，过滤板组102会复位，在复位的过程中摆动板107下降，带动活塞板5沿着配水池4向下运动，中转水腔401的内部空间在增加，形成负压，矿井集水槽7中的水通过第一进水管402进入中转水腔401。从而配水池4中的水可以完成自动的补充，并且该过程无需提供人工动力，节能环保。

本发明将换热冷源通入换热机构2对矿井的工作面10进行换热，换热过程中，换热管201表面冷凝水上富集的灰尘低落在下方的过滤部，并在过滤部积赞足量的泥浆后使过滤部一侧的自重增加下沉，过滤部侧的灰尘从卸料口103侧卸料，卸料后过滤部复位，摆动板107上下摆动的过程中，自动的使矿井集水槽7中的水填充中转水腔401，并利用中转水腔401中的水通过喷淋机构3喷淋冲刷下方的过滤部，整个系统节能环保，提高了矿井工作面的降温效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种矿井工作面的环保降温处理系统，其特征在于：包括

降温除尘机构(1)，分别设置在矿区的各个工作面(10)内，其包括箱体(101)、设置在所述箱体(101)顶部的排气口(110)以及中部铰接安装在所述箱体(101)一端侧壁的过滤板组(102)，所述过滤板组(102)以铰接轴(105)为中心被分隔成位于箱体(101)内部的过滤部以及位于箱体(101)外部的摆动板(107)，所述箱体(101)的另一端侧壁开设有卸料口(103)，所述过滤部的外端一侧竖直滑动安装在所述卸料口(103)上，所述摆动板(107)的上方安装有复位弹簧(104)，并且摆动板(107)上连接有换向组，所述箱体(101)的内部设置有位于过滤部上方的进气管组(111)，所述箱体(101)的下方设置有泄水口；

换热机构(2)，包括设置在所述箱体(101)内部进气管组(111)上方的换热管(201)，所述换热管(201)的两端分别连接有进水管组和排水管(203)，所述排水管(203)连接着矿区用水端(6)；

喷淋机构(3)，设置在所述换热管(201)上方的箱体(101)内部；

配水池(4)，其内部设置有活塞板(5)，所述活塞板(5)上方的配水池(4)构成密封的中转水腔(401)，活塞板(5)的上方连接有拉杆(406)，所述拉杆(406)的顶端贯穿所述配水池(4)的池顶连接所述换向组，所述中转水腔(401)的侧壁分别连接有第一进水管(402)和第一出水管(403)，所述第一进水管(402)上设置有单向进水阀(404)，所述第一出水管(403)上设置有单向出水阀(405)，所述第一出水管(403)的出水口连接所述喷淋机构(3)。

2.根据权利要求1所述的一种矿井工作面的环保降温处理系统，其特征在于：所述过滤部包括安装在所述铰接轴(105)上的第一过滤板(114)，所述第一过滤板(114)的下表面滑动安装有第二过滤板(115)，所述第一过滤板(114)的远端侧壁形成在所述第二过滤板(115)表面移动的侧推板(116)，所述第二过滤板(115)朝向卸料口(103)的一端两侧壁均铰接安装有滑块(106)，所述卸料口(103)的两端侧壁设置有导向槽(108)，所述滑块(106)沿着所述导向槽(108)竖直滑动。

3.根据权利要求1所述的一种矿井工作面的环保降温处理系统，其特征在于：所述泄水口上连接有第二排水管(112)，所述第二排水管(112)上设置有水泵(113)，所述第二排水管(112)的出水口与所述中转水腔(401)连通，并且所述第二排水管(112)上设置有单向出液阀(117)。

4.根据权利要求1所述的一种矿井工作面的环保降温处理系统，其特征在于：所述进水管组包括进水端连接在各个液态冷源的冷源水管(202)，若干所述冷源水管(202)通过多通换向阀(204)连接着主水管(205)的进水端，所述主水管(205)的出水端连接着所述换热管(201)的进液口，矿井集水槽(7)为液态冷源之一，所述矿井集水槽(7)连接所述第一进水管(402)。

5.根据权利要求4所述的一种矿井工作面的环保降温处理系统，其特征在于：所述液态冷源还包括地面湖水(8)以及涌泉水(9)等任意温度低于矿井工作面(10)温度的液态水资源。

6.根据权利要求1所述的一种矿井工作面的环保降温处理系统，其特征在于：所述换向组为垂直于所述摆动板(107)末端设置的扇形齿轮板(109)，所述扇形齿轮板(109)的扇形齿圈以铰接轴(105)为圆心，所述拉杆(406)的侧壁设置有齿条(407)，所述扇形齿轮板(109)的扇形齿圈与竖直方向设置的所述齿条(407)相互啮合。

7.根据权利要求1所述的一种矿井工作面的环保降温处理系统，其特征在于：所述进气管组(111)包括环绕所述箱体(101)的内侧壁分布的主气管(118)，所述主气管(118)倾斜向上设置有喷口朝上的支气管(119)，所述支气管(119)上通过导向杆(120)连接着笼罩所述支气管(119)上段开口的导流帽(121)。

8.根据权利要求1所述的一种矿井工作面的环保降温处理系统，其特征在于：所述换热管(201)的表面设置有若干导流凸起块(206)。

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