本發(fā)明屬于礦山通風環(huán)保技術領域，具體涉及一種地下礦山回風井外排污風治理系統(tǒng)，特別是涉及一種回風井污風除霧降塵系統(tǒng)，適用于地下礦山回風井污風治理，可有效降低地下礦山回風井外排污風白霧濃度與粉塵濃度，縮小回風井污風影響范圍。

背景技術：

隨著國家城鎮(zhèn)化建設步伐的加快，國內(nèi)幾乎所有城市的市區(qū)面積在近年來均得到迅速擴張，原本地處郊區(qū)的部分礦山逐步被市區(qū)包圍，出現(xiàn)了“城中礦”現(xiàn)象，礦區(qū)周邊出現(xiàn)了居住小區(qū)、學校和醫(yī)院。地下開采礦山回風井，主要功能就是將井下高溫、高濕、含塵污風排出地表，秋冬季節(jié)地表氣溫較低，井下高溫、高濕污風排出井口與地表冷空氣相遇達到過飽和狀態(tài)后“吐水”冷凝形成白霧，回風井內(nèi)風速較高，一般在10～15m/s左右，污風可以沖出井口以上20～30m高，在回風井井口上部形成20～30m高的類似于煙囪狀白霧，引起了礦區(qū)周圍居民的擔憂和環(huán)保部門的關注。

查閱國內(nèi)外相關文獻，針對地下礦山回風井污風治理方面的研究鮮有報道，少量相關文獻也主要集中在單方面的降塵方向，如井下溜破系統(tǒng)、采掘作業(yè)面和無軌斜坡道等地點的粉塵防治?！冬F(xiàn)代礦業(yè)》2013年08期介紹了一種回風井污風治理設計方案，分析了回風井井口白霧形成的原因，提出了井口除霧的設計方案。但該方案將井下外排污風直接封閉在井口除霧，沒有考慮到剛出井口污風未經(jīng)充分降溫，還未達到過飽和大量吐水形成霧氣，除霧效率較低，易在通過除霧系統(tǒng)后的外排口繼續(xù)形成濃霧。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對礦山回風井高溫飽和空氣形成的井口“白色煙霧”視覺污染現(xiàn)象，提供一種集回風井除霧和降塵功能為一體，既能夠有效減小回風井外排污風粉塵濃度，實現(xiàn)粉塵達標排放，又可以有效降低回風井井口白霧濃度的地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)以下技術方案：

本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)是由供水噴霧抑塵降溫裝置、地表導風道、壓風降溫裝置和除霧裝置、排水設施組合而成：

所述的供水噴霧抑塵降溫裝置是由水箱、加壓泵上游給水管、加壓泵、加壓泵下游給水管、高壓噴嘴給水管、高壓噴嘴順序聯(lián)接構成，高壓噴嘴的數(shù)量為3～6個，一般以4個為宜。高壓噴嘴由噴嘴固定裝置間隔固定于回風井出口處，高壓噴嘴的出口方向向下。供水噴霧抑塵降溫裝置的作用是為了減小回風井內(nèi)外排污風粉塵濃度，降低污風溫度，使其在回風井井筒內(nèi)充分吐水霧化。

所述的地表導風道是由前、后、上、下、左五個面組成開口式長方體，長方體寬度≥回風井的直徑，地表導風道罩蓋在回風井出口上。所述的地表導風道的左側(cè)面是由磚塊砌筑的導風墻，地表導風道的前、后和上表面由H型鋼作為導風道支撐骨架，采用具有良好導熱功能的鋼板包裹構成，地表導風道的下面為地面；地表導風道的高度為5～7m、長度為12～15m，地表導風道的寬度與回風井的直徑相等時為佳。

所述的壓風降溫裝置為安裝在地表導風道左側(cè)面上的軸流壓風風機，所述的軸流壓風風機的數(shù)量為兩個為宜。設置壓風降溫裝置是為了保證回風井內(nèi)高溫、高濕污風在到達除霧裝置之前進一步充分降溫達到過飽和狀態(tài)。軸流壓風風機安裝在地表導風道導風墻墻高的中點附近，并沿導風墻寬度方向均勻布置。

所述的除霧排水裝置是由波形除霧板、除霧板安裝基礎墻、除霧板支撐架組合構成，除霧板支撐架安裝在除霧板安裝基礎墻上，波形除霧板依托除霧板支撐架在除霧板安裝基礎墻上疊合安裝固定在地表導風道右側(cè)的前、后、上和右面，形成相對封閉結(jié)構，相鄰的波形除霧板之間的安裝間距為2～3cm，從而形成向前、向后、向上和向右的波形除霧通道。

波形除霧板由玻璃鋼材料加工成波形板的多折向結(jié)構，含霧沫的污風以一定速度流經(jīng)除霧板時，由于氣體的慣性撞擊作用，霧沫與波形板相碰撞而被聚的液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時，液滴就從波形除霧板表面上被分離下來。波形除霧板的多折向結(jié)構增加了霧沫被捕集的機會，未被除去的霧沫在下一個轉(zhuǎn)彎處經(jīng)過相同的作用而被捕集。

所述的排水設施包括集水溝、沉淀池，集水溝布置在除霧板安裝基礎墻外側(cè)一周，集水溝和沉淀池連通。

所述的高壓噴嘴給水管為環(huán)形；所述的高壓噴嘴由噴嘴固定裝置等間距固定于回風井出口處的環(huán)形高壓噴嘴給水管上；

所述的水箱入水口與自來水供水管相連接，水箱內(nèi)設置有浮球，所述的浮球與自來水供水管的智能開關連接，水箱內(nèi)水量不足時，自動啟動供水管的智能開關，向水箱內(nèi)補水。此外，為防止水箱內(nèi)水量未能及時補充導致加壓泵空轉(zhuǎn)造成設備損壞，水箱內(nèi)還設置有水位檢測裝置，與加壓泵的開關連鎖控制，當水箱內(nèi)水位不足時，自動切斷加壓泵電源，停止噴霧。

所述的除霧板安裝基礎墻的高度為0.3～0.5m；所述的地表導風道的左側(cè)面距離回風井井筒邊緣0.8～1.5m。所述的波形除霧板的寬度為0.4～0.8m，一般為0.5m。

本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)的操作實施步驟為：

(1)將水箱接入自來水水管并確保水箱水量，檢查加壓泵線路，一切正常開啟加壓泵，高壓噴嘴開始噴霧，在回風井口形成水幕；

(2)檢查軸流壓風風機，一切正常開啟兩臺軸流壓風風機；

(3)定期清理集水溝與沉淀池內(nèi)的淤泥。

本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)采用以上技術方案后，具有以下有益效果：

(1)回風井外排污風含塵量降低80％以上。通過井口設置的供水噴霧抑塵降溫裝置，在回風井口形成一道水幕，將回風井污風進行過濾降塵?，F(xiàn)場實踐表明一道水幕降塵效率可達60％以上。

(2)污風在未出井筒和導風道之前已經(jīng)充分霧化，經(jīng)過除霧系統(tǒng)后外排污風煙囪狀白霧濃度大大降低。

(3)有效改善地下礦山回風井外排污風風質(zhì)，縮小了回風井的影響范圍，保證了城中礦周邊居民的生活環(huán)境。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝結(jié)構示意圖；

圖2是本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝結(jié)構示意圖的俯視圖。

圖3為本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝結(jié)構示意圖的右視圖。

附圖標記為：1-自來水供水管；2-水箱；3-加壓泵；4-加壓泵上游給水管；4’-加壓泵下游給水管；5-高壓噴嘴；6-噴嘴固定裝置；7-導風道支撐骨架(H型鋼)；8-鋼板；9-除霧板安裝基礎墻；10-集水溝；11-沉淀池；12-波形除霧板；13-除霧板固定支撐；14-軸流壓風風機；15-回風井；16-高壓噴嘴給水管。

具體實施方式

為進一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)做進一步詳細說明。

有圖1所示的本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝結(jié)構示意圖并結(jié)合圖2、圖3看出，本發(fā)明一種地下礦山回風井污風除霧降塵系統(tǒng)由供水噴霧抑塵降溫裝置、地表導風道、壓風降溫裝置和除霧裝置、排水設施組合而成：

所述的供水噴霧抑塵降溫裝置是由水箱2、加壓泵上游給水管4、加壓泵3、加壓泵下游給水管4’、圓環(huán)形的高壓噴嘴給水管16、高壓噴嘴5順序聯(lián)接構成，高壓噴嘴5的數(shù)量為4個，高壓噴嘴5由噴嘴固定裝置6等間距固定于回風井15出口處的圓環(huán)形的高壓噴嘴給水管16上，高壓噴嘴5的出口方向向下，高壓噴嘴5垂直向下噴水；水箱2入水口與自來水供水管1相連接，水箱2內(nèi)設置有浮球，所述的浮球與自來水供水管1的智能開關連接，水箱2內(nèi)水量不足時，自動啟動自來水供水管1的智能開關，向水箱2內(nèi)補水；水箱2內(nèi)還設置有水位檢測裝置，與加壓泵3的開關連鎖控制。當水箱2水位過低時切斷加壓泵3電源，停止工作，對加壓泵3起到保護作用。供水噴霧抑塵降溫裝置正常工作時用地表低溫冷水在回風井15井口形成水幕，對外排污風起到抑塵作用。同時，低溫冷水可以降低井筒內(nèi)污風溫度，讓污風在回風井15內(nèi)充分冷卻達到過飽和狀態(tài)形成霧氣。

所述的地表導風道是由前、后、上、下、左五個面組成開口式長方體，長方體寬度與回風井15的直徑相等，皆為6米，地表導風道罩蓋在回風井15出口上。地表導風道的左側(cè)面是由磚塊砌筑的導風墻，地表導風道的前、后和上表面由H型鋼作為導風道支撐骨架7，由鋼板8包裹構成，地表導風道的下面為地面；地表導風道的高度為6m、長度為14m。地表導風道的左側(cè)面距離回風井15井筒邊緣1m。地表導風道的主要作用是將回風井15上排污風導向除霧裝置，并讓井下污風與地表冷風混合充分降溫霧化。

所述的壓風降溫裝置為兩臺安裝在地表導風道左側(cè)面上的軸流壓風風機14。軸流壓風風機14安裝在地表導風道導風墻墻高的中心距離地面3m，寬度方向分別布置在回風井15直徑1/3和2/3處。

在地表導風道右端向右砌筑長5m、寬7.0、高0.5m的除霧板安裝基礎墻9，除霧板安裝基礎墻9的右邊寬縮減為6m，除霧板支撐架13安裝在除霧板安裝基礎墻9上；波形除霧板12依托除霧板支撐架13在除霧板安裝基礎墻9上疊合安裝固定在地表導風道右側(cè)的前、后、上和右面，形成相對封閉結(jié)構，波形除霧板12高5.5m。相鄰的波形除霧板12之間的安裝間距為2～3cm，波形除霧板12由玻璃鋼材料加工成波形板的多折向結(jié)構。所述的除霧排水裝置是由波形除霧板12、除霧板安裝基礎墻9、除霧板支撐架13組合構成。

所述的排水設施包括集水溝10、沉淀池11，集水溝10布置在除霧板安裝基礎墻9外側(cè)一周，集水溝10和沉淀池11連通。井下污風在回風井15內(nèi)井經(jīng)供水噴霧抑塵降溫裝置抑塵降溫霧化后，在地表導風道內(nèi)充分換熱霧化，最后將充分霧化的污風排至除霧裝置，含霧沫的污風以一定速度流經(jīng)波形除霧板12時，由于氣體的慣性撞擊作用，霧沫與波形除霧板12相碰撞而被聚的液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時，液滴就從波形除霧板12表面上被分離下來，空氣經(jīng)過波形除霧板12間隙排入大氣。除霧板安裝基礎墻9外側(cè)一周布置集水溝10和沉淀池11，由波形除霧板12除下的水霧經(jīng)由集水溝10進入沉淀池11自然沉淀后外排。