[发明专利]地下矿山回风井高压静电除雾降尘系统及设计方法

权利要求书

1.一种地下矿山回风井高压静电除雾降尘系统，其特征在于它是由直流高压发生系统、静电控制系统、电离降尘除雾系统和喷淋冲洗系统组合构成：所述的直流高压发生系统包含整流器(2)，整流器(2)与矿区外部电源(1)通过电缆连接后设置在回风井(11)外侧的工业场地内；所述的静电控制系统包括变压器与电源控制开关(3)；所述的电离降尘除雾系统是由作为阴极的电晕线(4)、作为阳极的粉尘水雾捕集极板(6)及绝缘陶瓷砖(7)构成，电晕线(4)自上而下竖向垂直布置在回风井(11)的井筒圆心位置，粉尘水雾捕集极板(6)沿回风井(11)壁面上一周均匀布置，绝缘陶瓷砖(7)安装在回风井(11)壁面和粉尘水雾捕集极板(6)中间；变压器与电源控制开关(3)的一端与整流器(2)相连，另一端与竖向垂直布置在回风井(11)的井筒圆心位置的电晕线(4)连接；所述的喷淋冲洗系统是由固定并环绕在粉尘水雾捕集极板(6)上的环形供水管(9)及间隔设置在环形供水管(9)上的一组喷头(8)构成，环形供水管(9)与矿山供水系统相互连接，由球阀控制；变压器与电源控制开关(3)调节电晕线(4)与粉尘水雾捕集极板(6)之间的电压，进而调节回风井(11)内的电场强度。

2.如权利要求1所述的地下矿山回风井高压静电除雾降尘系统，其特征在于：在电晕线(4)上部的回风井(11)井口处从中心向四周设置井口电晕线固定刚性拉杆(10)，在电晕线(4)下部设置拉直铅锤(5)，并从铅锤(5)上部向回风井(11)四周设置回风井内部电晕线固定刚性拉杆(10’)，以确保电晕线(4)垂直布置且不受回风风场影响摆动。

3.如权利要求2所述的地下矿山回风井高压静电除雾降尘系统，其特征在于：所述的井口电晕线固定刚性拉杆(10)、回风井内部电晕线固定刚性拉杆(10’)皆为十字交叉设置，十字交叉点与电晕线(4)交接。

4.如权利要求3所述的地下矿山回风井高压静电除雾降尘系统，其特征在于：环形供水管(9)沿圆周方向均匀布置6～18个喷头(8)，喷头方向与粉尘水雾捕集极板(6)相交30～60°向下喷水，喷头(8)喷水为非连续工作状态。

5.如权利要求1、2、3或4的地下矿山回风井高压静电除雾降尘系统的设计方法，其特征在于采用以下技术方案：

电晕线(4)、粉尘水雾捕集极板(6)下端平齐，粉尘水雾捕集极板(6)的长度为L2；粉尘水雾捕集极板(6)上端距离回风井(11)井口需预留足够的长度L1；带有荷电的粉尘和水蒸气颗粒的质量为m，带电量为q，质量为m、带电量为q的粉尘和水蒸气颗粒从内部直径为D的回风井(11)以速度v₀上排进入电压为U的电场中，颗粒在进入电场后其运动为竖向匀速直线运动，水平方向以初速度为零匀加速直线运动的类平抛运动，其附着在粉尘水雾捕集极板(6)上其沿竖向运动的距离y按照以下公式计算：

为保证带有荷电的粉尘和水蒸气颗粒能够完全附着在捕集板上，则应保证L1具有足够的长度，且L2＞y，取L1＝(1.3～1.7)y，L2＝(1.8～2.3)y。

6.如权利要求5所述的的地下矿山回风井高压静电除雾降尘系统的设计方法，其特征在于：L1＝1.5y，L2＝2y。