CN208534523U - 一种金属矿山井下热环境通风降温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属矿井下热环境通风降温系统，属于矿井热环境控制的安全技术领域。本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，包括除尘机组、除湿机组、空冷器和制冷机组，其中空冷器和制冷机组之间分体设置，且空冷器为可移动式结构并通过冷水进水管及出水管与制冷机组相连，除尘机组、除湿机组和空冷器依次对金属矿山井下的热空气进行除尘、除湿和降温处理。本实用新型将制冷机组与空冷器进行分体设置，并采用移动式空冷器，从而可以将空冷器直接移至工作面热环境进行降温处理，有效提高了矿山井下热环境的降温效果。

Description

一种金属矿山井下热环境通风降温系统

技术领域

本实用新型属于矿井热环境控制安全技术领域，更具体地说，涉及一种金属矿山井下热环境通风降温系统，尤其是涉及金属矿深井通风降温系统，可广泛用于金属矿石开采的矿井通风降温，特别适用于金属矿深井热环境通风降温的矿山。

背景技术

随着中国工业化进程的加快以及经济的全球化发展，中国矿产资源消费迅猛增长，已经一跃成为世界第一消费大国。现阶段中国95％以上的能源、80％以上的工业原料、70％以上的农业生产资料均来源于矿产资源。随着需求的不断增加，浅部易采矿产资源量日益减少，深部资源将逐步成为开发重点。初步统计，“十三五”期间我国有近50余座金属矿山进入地下1000m以下开采，预计今后10～20年，将有近一半的金属矿山将进入1000～2000m深度开采。

根据目前对地温研究方面的认识，开采深度每增加100m，地下的岩石温度将上升2.5～3℃。据此推算，开采深度在1000～2000m深度资源时，工作环境岩石温度将达到40～50℃。目前，我国部分金属矿山井下环境温度已经出现30℃以上高温。而井下高温高湿的作业环境将给劳动者身体造成伤害(中暑、神经性疾病等)，并导致生产效率下降、事故发生率增加、机械设备寿命缩短等一系列问题。这些问题直接制约我国深部资源的有效开发利用，高温矿井环境控制技术与设备对于保证我国矿产资源持续稳定的供应起着至关重要的作用，因此急需研究开发技术可靠、经济适宜的降温装置。

但由于现有金属矿井通风降温装置体积庞大，制冷散热量处理机构复杂、移动困难，从而导致降温设备只能固定在井下某一位置，然后通过较长的风袋输送冷风，进而带来沿途的冷量损失，导致能量利用率低下。经检索，中国专利申请号为201410565964.0的申请案公开了一种高温矿井制冷除湿联合循环系统，该申请案的制冷除湿联合循环系统，包括有制冷机组，与所述制冷机组连接的管路，与所述管路连接的空气冷却器，与所述制冷机组连接的热泵，与所述热泵连接的除湿剂还原系统，及与所述除湿剂还原系统连接的液体除湿器。该申请案在对进入工作面的空气冷交换降温的同时，亦通过除湿系统对空气进行除湿处理，且该申请案为循环系统，从而提高了制冷机组的效率，达到了节省能源的目的。但该申请案中制冷机组和空气冷却器是固定安装的，因此其制冷效果仍有待进一步提高。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中金属矿山井下热环境控制装置存在的以上不足，提供了一种金属矿山井下热环境通风降温系统。本实用新型将制冷机组与空冷器进行分体设置，并采用移动式空冷器，从而可以将空冷器直接移至工作面热环境进行降温处理，有效提高了矿山井下热环境的降温效果。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，包括除尘机组、除湿机组、空冷器和制冷机组，其中空冷器和制冷机组之间分体设置，且空冷器为可移动式结构并通过冷水进水管及出水管与制冷机组相连，除尘机组、除湿机组和空冷器依次对金属矿山井下的热空气进行除尘、除湿和降温处理。

更进一步的，所述的除尘机组包括除尘器风筒，该除尘器风筒内设有滤料和轴流风机。

更进一步的，所述的滤料为多褶结构，且除尘器风筒内设有滤料清灰喷嘴。

更进一步的，所述除尘器风筒的底部设有灰斗，灰斗上设有排灰门。

更进一步的，所述的空冷器包括空气冷凝管和冷凝水箱，其中冷凝水箱通过冷水进水管及出水管与制冷机组相连。

更进一步的，所述空气冷凝管的进气口和出气口均与空冷器风筒相连，且其出气口对应的空冷器风筒内设有调风阀。

更进一步的，所述的空气冷凝管安装于支架上，且支架底部设有移动滚轮。

更进一步的，所述制冷机组的冷凝器通过管道及热泵与除湿机组相连。

更进一步的，所述的除尘机组、除湿机组和空冷器安装于金属矿山井下，所述的制冷机组固定安装于井上地面。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，包括除尘机组、除湿机组、空冷器和制冷机组，通过除尘机组、除湿机组和空冷器分别对金属矿山井下的热空气进行除尘、除湿和降温处理，从而有效提高了工人工作环境的舒适性。本实用新型将空冷器和制冷机组进行分体设置，且空冷器为可移动式结构，从而一方面可以将制冷机组固定安装于井上地面，有利于冷凝热的排放处理，另一方面可以将空冷器直接移至作业面，从而提高了冷量利用率，有利于节省能耗。

(2)本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其除尘机组的除尘器风筒内设有滤料和轴流风机，其中轴流风机作为系统动力，带动巷道内风流流动；井下环境中潮湿、高浓度粉尘、高温气体进入除尘器风筒后，通过滤料的过滤作用，使作业环境粉尘降低到国家规定的标准，由于滤料采用多褶结构，从而增加了过滤面积，也提高了容尘量。

(3)本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，所述除尘器风筒内设有滤料清灰喷嘴，从而可以通过喷嘴向滤料表面喷吹气体，对滤料进行定期喷吹清洗，进而有利于保证除尘组件的工作效果。同时除尘器风筒的底部设有灰斗，灰斗上设有排灰门，从而可以对过滤产生的粉尘进行定期排放。

(4)本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，空冷器包括空气冷凝管和冷凝水箱，冷凝水箱通过冷水进水管及出水管与制冷机组相连，经制冷机组产生的冷却水通过冷水进水管进入冷凝水箱，从而对进入空气冷凝管内的高温气体进行冷凝降温处理，降温产生的热水由经由出水管回流至制冷机组。

(5)本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，空气冷凝管的出气口对应的空冷器风筒内设有调风阀，从而可以对空冷器的出风大小及出风方向进行调节，同时还有助于减少空冷器移至矿井下工作面处时的热量损失。

(6)本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，所述制冷机组的冷凝器通过管道及热泵与除湿机组相连，制冷机组产生的冷凝热量可以用于除湿机组中除湿液的还原，从而有利于热量的充分回收利用，并减少了能源消耗。

附图说明

图1为本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统的结构示意图；

图2为本实用新型的一种金属矿山井下热环境通风降温系统的结构框图；

图3为本实用新型的除尘机组的结构示意图；

图4为本实用新型的空冷器的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、滤料；2、滤料清灰喷嘴；3、轴流风机；4、除尘器风筒；5、排灰门；6、灰斗；7、空冷器风筒；8、空气冷凝管；9、调风阀；10、冷水进水管；11、出水管；12、冷凝水箱；13、支架。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，现结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1-图4，本实施例的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，包括除尘机组、除湿机组、空冷器和制冷机组，其中空冷器和制冷机组之间分体设置，且空冷器为可移动式结构并通过冷水进水管10及出水管11与制冷机组相连，除尘机组、除湿机组和空冷器依次对金属矿山井下的热空气进行除尘、除湿和降温处理。

本实施例根据当前地面集中制冷技术与井下局部制冷技术的优点，把除尘机组、除湿机组、制冷机组有机结合，集成设计了移动式通风降温制冷装置，装置集除尘、降温、除湿一体化，工艺流程短，效果优越，投资费用低。同时，本实施例中空冷器与制冷机组采用分体结构，空冷器为可移动式，制冷机组设在相对固定位置便于主机散热，根据井下的热环境变化移动空冷器，从而提高了冷量利用率，有利于节省能耗。本实施例的通风降温系统可广泛应用于金属矿山井下热环境控制，有助于显著改善操作岗位的工作环境和保护员工的健康。

具体工作原理为：井下含尘潮湿的高温气体首先进入除尘室，在滤料的惯性碰撞、截留、扩散等作用净化空气中颗粒物(粉尘)；然后进入除湿室，根据空气湿度与温度变化关系，实现空气中湿度冷凝成水滴，降低空气中含湿量，达到除湿的目的；制冷机组生成冷量进入空冷器室，通过蒸发器把热空气降温后送到作业面。由于制冷装置采用模块化结构，在井下模块化组合，结构及安装简便，制冷量利用效率高，沿程损失较小，能量有效利用率达到99％以上，同时由于各模块体积小，可直接在地面或井下硐室内检修、维护。

实施例2

本实施例的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其结构基本同实施例1，其区别主要在于：除尘机组包括除尘器风筒4，该除尘器风筒4内设有滤料1和轴流风机3，其中轴流风机3作为系统动力，带动巷道内风流流动；井下环境中潮湿、高浓度粉尘、高温气体进入除尘器风筒后，通过滤料1的过滤作用，使作业环境粉尘降低到国家规定的标准。本实施例的滤料1为多褶结构，从而增加了过滤面积，也提高了容尘量，具体采用无纺滤料，厚度10cm，容尘量3-5g/cm²，材质为聚酯纤维，可清洗后重复利用。所述轴流风机3为K45型轴流式风机。

本实施例中除尘器风筒4内还设有滤料清灰喷嘴2，从而可以通过喷嘴2向滤料表面喷吹气体，对滤料1进行定期喷吹清洗，进而有利于保证除尘组件的工作效果。除尘器风筒4的底部设有灰斗6，灰斗6上设有排灰门5，从而可以对过滤产生的粉尘进行定期排放。

所述实施例3

本实施例的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其结构基本同实施例2，其区别主要在于：本实施例的空冷器包括空气冷凝管8和冷凝水箱12，其中冷凝水箱12通过冷水进水管10及出水管11与制冷机组相连，经制冷机组产生的冷却水通过冷水进水管10进入冷凝水箱，从而对进入空气冷凝管内的高温气体进行冷凝降温处理，降温产生的热水由经由出水管11回流至制冷机组。上述空气冷凝管8的进气口和出气口均与空冷器风筒7相连，且其出气口对应的空冷器风筒7内设有调风阀9，从而可以对空冷器的出风大小及出风方向进行调节，同时还有助于减少空冷器移至矿井下工作面处时的热量损失，本实施例中调风阀9采用百叶窗结构。本实施例的空气冷凝管8安装于支架13上，且支架13底部设有移动滚轮。

上述除湿机组由热交换器、风扇、盛水器、机壳及控制器组成，制冷机组由压缩机，蒸发器，冷凝器，干燥过滤器、热力膨胀阀组成，压缩机工作将冷却介质(水)温度降低，蒸发器通过降低空气温度，达到降温的目的，其中冷凝器通过管道及热泵与除湿机组相连，从而可以利用制冷机组产生的冷凝热作为除湿系统循环动力，不需另外消耗能量，实现了能量的综合利用，有利于降低能耗。本实施例中除尘机组、除湿机组和空冷器安装于金属矿山井下，所述的制冷机组固定安装于井上地面，液体除湿器对高温高湿空气吸湿，除湿放热被溶液吸收带走，除湿后的空气被制冷系统(热泵系统)冷水冷却，空气温度、湿度处理到规定要求，由移动式空冷器进入工作面热环境降温，提高工作面环境舒适度。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：包括除尘机组、除湿机组、空冷器和制冷机组，其中空冷器和制冷机组之间分体设置，且空冷器为可移动式结构并通过冷水进水管(10)及出水管(11)与制冷机组相连，除尘机组、除湿机组和空冷器依次对金属矿山井下的热空气进行除尘、除湿和降温处理。

2.根据权利要求1所述的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：所述的除尘机组包括除尘器风筒(4)，该除尘器风筒(4)内设有滤料(1)和轴流风机(3)。

3.根据权利要求2所述的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：所述的滤料(1)为多褶结构，且除尘器风筒(4)内设有滤料清灰喷嘴(2)。

4.根据权利要求2或3所述的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：所述除尘器风筒(4)的底部设有灰斗(6)，灰斗(6)上设有排灰门(5)。

5.根据权利要求1所述的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：所述的空冷器包括空气冷凝管(8)和冷凝水箱(12)，其中冷凝水箱(12)通过冷水进水管(10)及出水管(11)与制冷机组相连。

6.根据权利要求5所述的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：所述空气冷凝管(8)的进气口和出气口均与空冷器风筒(7)相连，且其出气口对应的空冷器风筒(7)内设有调风阀(9)。

7.根据权利要求5或6所述的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：所述的空气冷凝管(8)安装于支架(13)上，且支架(13)底部设有移动滚轮。

8.根据权利要求1、2、3、5、6中任一项所述的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：所述制冷机组的冷凝器通过管道及热泵与除湿机组相连。

9.根据权利要求1、2、3、5、6中任一项所述的一种金属矿山井下热环境通风降温系统，其特征在于：所述的除尘机组、除湿机组和空冷器安装于金属矿山井下，所述的制冷机组固定安装于井上地面。