[发明专利]地下矿山回风井高温饱和风流除湿装置及方法

说明书

本发明公开了一种地下矿山回风井高温饱和风流除湿装置及方法，该装置含汇流区(1)、雾化区(2)、除湿区(3)、出流区(4)、滚轮(19)、导轨(20)；汇流区(1)顶部安装盖板(14)、侧面安装电动闸门(15)，外侧安装大气温度传感器(21)；雾化区(2)进口安装热空气温度传感器(21a)与风速传感器(22)；除湿区(3)安装过滤网(11)，出口安装除湿后空气温度传感器(21b)；出流区(4)出口设置扩散器(12)；PLC控制系统(23)控制盖板(14)、电动闸门(15)、电动阀(7)、喷淋泵(6)。本发明具有结构优化、雾化充分、除雾效率高、通风能耗小的优点，实现按风温风量变化的按需除湿。

技术领域

本发明属于矿山通风环保技术领域，具体涉及一种使地下矿山回风井高温饱和风流冷凝结露、避免在井口产生“白色烟雾”现象的除湿装置及方法，特别适用于深部地下矿山回风井风流温度高而地表大气温度低的矿山回风井风流按需除湿、消除井口水雾的装置及方法。

背景技术

矿山通风系统新鲜风流自地表沿进风井进入，与井下采掘作业机械设备、潮湿围岩壁面、矿石自身氧化等多种热湿源发生热湿交换，使得井下空气温度逐渐升高、湿度增加。一般地，矿山井下空气相对湿度接近100％饱和状态，此时矿井空气温度接近露点温度，只要环境温度低于矿井空气温度，空气中的水蒸气将冷凝结露。因此，当井下热空气沿回风井井口排出时遇到低于自身温度的地表冷空气，矿井饱和热空气中的水蒸气将被降温冷却、冷凝结露，而回风井风量大、气流速度高，结露水珠在高速气流的冲击推动下，被破碎分解成粒径更细小的水雾颗粒直冲井口，形成回风井口的白色水雾，可冲出井口地面可高达50余米，视野上好似“白色烟雾”，回风井变成地下“烟囱”，引发矿区周边居民的不安全心理，尤其是矿山若处于城市边缘，给人们带来严重的视觉污染。

我国大多数矿山远离城市，多处于山区丘陵地区，因而针对回风井口这种“冒烟”现象，国内鲜有报道。但随着国家对环保的日益重视，回风井井口的“白色烟雾”污染逐渐引起了人们的关注。根据文献检索，《现代矿业》2013年第3期《回风井污风治理方案设计》一文中研究分析井口“白烟”现象，指出“白烟”实质为“白雾”并提出了治理方案，选用惯性力与风流冷却联合除雾技术方案。该技术方案在井口上方设置几米高的塔架和盖板封闭井口空间，封闭井口空间上方设置环形喷淋管，四周设置除雾波形板。但是进一步分析，该方案存在以下缺点：

1)仅在井筒上方有限空间内收集、雾化、再除去雾化的水分，雾化不充分，未雾化的热空气在除雾板外侧遇低温冷空气仍会大量起雾，这样看上去更似高耸的“烟囱”，除雾效果差、视觉效果亦下降；

2)当通风系统回风井空气温度升高或风量加大或风温风量同时增加时，无相应的自动调节控制措施，除雾效果难以保证；

3)夏季大气温度较高的季节或回风井热空气温度与大气温度相差不大甚至高于大气温度工况，回风井井口不会出现白色水雾现象，而该装置整体封闭了井口上方空间，在回风井空气粉尘等污染物达标排放的情况下，回风井空气仍通过除雾板排出地表，势必增加通风系统回风井的通风阻力与通风系统能耗；

4)该装置在立井上方施工，无有效的风流隔断措施，而回风井热空气源源不断冒出，现场施工困难，同样不便于后期维护管理。

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，以及现有技术方案存在着雾化程度低、除雾效果差、通风能耗高、施工风险大、后期维护管理难等技术问题，而提供一种结构优化、雾化充分、除雾效率高、通风能耗小、可按风温风量变化的地下矿山回风井高温饱和风流除湿装置。

本发明的另一个目的是提供地下矿山回风井高温饱和风流除湿方法。

为实现本发明的上述目的，本发明地下矿山回风井高温饱和风流除湿装置采用以下技术方案：