矿山井下巷道掘进面移动式通风除尘降温一体化装置

权利要求

1.矿山井下巷道掘进面移动式通风除尘降温一体化装置，其特征在于：包括通风系统、除尘降温系统、冷凝器(16)、活性炭吸附系统、装置外壳(9)和底座系统；所述的通风系统中通风机(2)一侧与通风机扩散器(1)相连，且通风机(2)固定于装置外壳(9)上，通风机(2)与活性炭吸附系统通过风筒一(3)相连，活性炭吸附系统与冷凝器(16)通过风筒二(13)相连，冷凝器(16)与除尘降温系统通过风筒三(17)相连，除尘降温系统与风筒四(53)相连，且风筒四(53)固定于装置外壳(9)上，风筒四(53)另一侧与吸风口(52)相连；所述的除尘降温系统中水管一(18)、水管二(20)的一端分别固定于除尘降温箱(19)中，水管一(18)、水管二(20)的另一端通过三通与水管三(22)相连，水管三(22)上安装有压力表一(24)，并在水管三(22)与压力表一(24)之间安装有阀门一(21)，水管三(22)的另一侧与减压阀一(23)相连，减压阀一(23)与水管四(25)相连，水管四(25)的另一端与水泵(27)相连，水泵(27)通过水管五(28)与抑尘剂混合箱(29)相连，抑尘剂混合箱(29)与过滤器(31)通过水管六(30)相连，过滤器(31)与水箱(48)通过水管七(32)相连，水箱(48)中盛有冰水混合物(44)；所述的活性炭吸附系统中颗粒活性炭存放装置一(4)、颗粒活性炭存放装置二(5)、颗粒活性炭存放装置三(6)、蜂窝活性炭(8)分别置于活性炭吸附箱(7)中；所述的底座系统中排污水通道(14)上开有排污槽(15)，排污槽(15)用于排出冷凝器(16)中的污物，排污水通道(14)的另外一侧设置有排污水口(10)；同时排污水通道(14)置于装置底座(11)上，装置底座(11)上设置有轨道连接装置(12)。

2.根据权利要求1所述的矿山井下巷道掘进面移动式通风除尘降温一体化装置，其特征在于：布置一个射流雾化喷头(19-5)固定于除尘降温箱(19)的顶部中央，前、后、左、右各一列高压雾化喷头(19-3)分别固定于除尘降温箱外壳(19-1)上，每列高压雾化喷头(19-3)为四个，与高压雾化喷头(19-3)相对应在气水分流器(19-12)的前、后、左、右上各开有污水汇集口(19-11)，初级粉尘滤网(19-4)的上部固定于除尘降温箱外壳(19-1)上部，初级粉尘滤网(19-4)的下部固定于隔离板(19-8)上方，隔离板(19-8)下方固定有高效除尘滤网(19-9)，高效除尘滤网(19-9)下部固定于气水分流器(19-12)上部，气水分流器(19-12)固定于除尘降温箱外壳(19-1)下部，初级粉尘滤网(19-4)、隔离板(19-8)围起来形成腔室一(19-6)，除尘降温箱外壳(19-1)、初级粉尘滤网(19-4)、隔离板(19-8)、高效除尘滤网(19-9)围起来形成腔室二(19-7)，高效除尘滤网(19-9)、隔离板(19-8)、气水分流器(19-12)围起来形成腔室三(19-10)。

3.根据权利要求2所述的矿山井下巷道掘进面移动式通风除尘降温一体化装置，其特征在于：气水分流器(19-12)通过水管八(36)与污水净化装置(35)相连，在污水净化装置外壳(35-1)内从水流的方向自左向右分别装置有铁丝网(35-2)、活性炭滤芯(35-3)、PP棉滤芯(35-4)，污水流过污水净化装置(35)时实现对污水的三级净化，污水净化装置(35)的另一侧则与水管九(39)相连，水管九(39)上装有阀门四(41)，最后在水管十一(43)实现净化后的污水与新鲜水的混合。

4.根据权利要求1所述的矿山井下巷道掘进面移动式通风除尘降温一体化装置，其特征在于：水箱(48)的上方与加冰装置(49)、水管十一(43)分别相通，水管十一(43)上装有流量计(42)，用于记录进入的水量，同时水管十一(43)另一端同时与水管九(39)、水管十二(50)相连，水管九(39)、水管十二(50)上分别装有阀门四(41)、阀门五(51)，用于控制进入的水量，水管十二(50)固定于装置外壳(9)上。

说明书

技术领域

本发明属于矿山安全与环境工程技术领域，尤其涉及矿山井下巷道掘进面移动式通风除尘降温一体化装置。

背景技术

我国矿产资源丰富，煤炭、金属等矿产资源多采用地下开采的方式。随着我国经济的发展，对煤炭、金属等资源的需求越来越大，浅部资源基本已经开采殆尽，地下采矿需要进一步向深部转移。然而随着开采深度的增加，地层温度也相应增加，从而导致地下资源开采过程中工作环境高温的问题；尤其是井下通风不畅的巷道掘进面，岩石及工作面设备的热量不能及时被带走，致使掘进工作面高温可高达40℃，严重超过了国家标准的规定的值。地下采矿的过程会涉及到大量的煤岩的爆破、破碎等，这会产生大量的煤岩粉尘和炮烟。而地下采矿是在一个相对封闭的空间，只能靠通风来带走工作面开采产生的粉尘、炮烟。而对于独头巷道在掘进过程中的通风不良，就会导致掘进面产生的大量煤岩粉尘、炮烟不能及时的被带走，导致工作面粉尘浓度严重超标、炮烟浓度仅能达到国标的规定情况。

除了通风不畅会带来深井工作面温度高、粉尘浓度高以外，对于矿井通风网络复杂的矿井，当巷道掘进工作面位于矿井的主要回风侧时，用于供应该掘进工作面的风流中已经混合了上游大量的热量、粉尘和炮烟等，这时候高温且含有粉尘、炮烟的风流如果再供应给该掘进工作，就会进一步加剧该工作面环境的恶化，导致风流温度更高、粉尘、炮烟浓度更高等问题的出现。风流温度过高会导致人员晕厥，粉尘浓度高则会导致人员尘肺病的发生，炮烟浓度高则存在人员中毒的风险。因此，如何降低回风侧巷道掘进工作面风温、粉尘及炮烟浓度，减少对人体的危害，成为了亟需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿山井下巷道掘进面移动式通风除尘降温一体化装置。本发明可以有效的降低回风侧巷道掘进工作面风温、粉尘及炮烟浓度，减少对人体的危害；同时随着巷道掘进工作面向前的推移，该装置也可以在轨道向前推移，与掘进面保持合适的距离，使用便捷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿山井下巷道掘进面移动式通风除尘降温一体化装置，包括通风系统、除尘降温系统、冷凝器、活性炭吸附系统、装置外壳和底座系统。所述的通风系统包括通风机扩散器、通风机、风筒一、风筒二、风筒三、风筒四、吸风口；除尘降温系统包括水管一、除尘降温箱、水管二、阀门一、水管三、减压阀一、压力表一、水管四、减压阀二、水泵、水管五、抑尘剂混合箱、水管六、过滤器、水管七、阀门二、抑尘剂容器、污水净化装置、水管八、阀门三、压力表二、水管九、水管十、阀门四、流量计、水管十一、冰水混合物、温度传感器、温度数据传输线、温度显示器、水箱、加冰装置、水管十二、阀门五；活性炭吸附系统包括颗粒活性炭存放装置一、颗粒活性炭存放装置二、颗粒活性炭存放装置三、活性炭吸附箱、蜂窝活性炭；底座系统包括排污水口、装置底座、轨道连接装置、排污水通道、排污槽。活性炭吸附系统包括颗粒活性炭存放装置一、颗粒活性炭存放装置二、颗粒活性炭存放装置三、活性炭吸附箱、蜂窝活性炭；底座系统包括排污水口、装置底座、轨道连接装置、排污水通道、排污槽。

所述的通风系统中通风机一侧与通风机扩散器相连，且通风机固定于装置外壳上，通风机与活性炭吸附系统通过风筒一相连，活性炭吸附系统与冷凝器通过风筒二相连，冷凝器与除尘降温系统通过风筒三相连，除尘降温系统与风筒四相连，且风筒四固定于装置外壳上，风筒四另一侧与吸风口相连。

所述的除尘降温系统中水管一、水管二分别固定于除尘降温箱中，水管一、水管二的另一端通过三通与水管三相连，水管三上安装有压力表一，并在两者之间安装有阀门一，水管三的另一侧与减压阀一相连，减压阀一与水管四相连，水管四的另一端与水泵相连，水泵通过水管五与抑尘剂混合箱相连，抑尘剂混合箱与过滤器通过水管六相连，过滤器与水箱通过水管七相连，水箱中盛有冰水混合物。

进一步，布置一个射流雾化喷头固定于除尘降温箱的顶部中央，前、后、左、右各一列高压雾化喷头分别固定于除尘降温箱外壳上，每列高压雾化喷头为四个，与高压雾化喷头相对应在气水分流器的前、后、左、右上各开有污水汇集口，初级粉尘滤网的上部固定于除尘降温箱外壳上部，初级粉尘滤网的下部固定于隔离板上方，隔离板下方固定有高效除尘滤网，高效除尘滤网下部固定于气水分流器下部，气水分流器固定于除尘降温箱外壳下部，初级粉尘滤网、隔离板围起来形成腔室一，除尘降温箱外壳、初级粉尘滤网、隔离板、高效除尘滤网围起来形成腔室二，高效除尘滤网、隔离板、气水分流器、围起来形成腔室三。

进一步，气水分流器通过水管八与污水净化装置相连，在污水净化装置外壳内从水流的方向(自左向右)分别装置由铁丝网、活性炭滤芯、PP棉滤芯，污水流过污水净化装置时实现对污水的三级净化，污水净化装置的另一侧则与水管九相连，水管九上装有阀门四，最后在水管十一实现净化后的污水与新鲜水的混合。

进一步，抑尘剂混合箱上装有抑尘剂容器，并且通过阀门二控制抑尘剂进入到抑尘剂混合箱的量。

进一步，水管四上开口与水管十相连，水管十设置有减压阀二、压力表二，并且水管十与压力表二之间设置有阀门三，水管十固定于风筒四、除尘降温箱上。

进一步，在水箱的上方与加冰装置、水管十一分别相通，水管十一上装有流量计，用于记录进入的水量，同时水管十一另一端同时与水管九、水管十二相连，水管九、水管十二上分别装有阀门四、阀门五，用于控制进入的水量，水管十二固定于装置外壳上。

进一步，温度传感器置于冰水混合物中，通过温度数据传输线与温度显示器连接，用于测定并显示冰水混合物的温度。

进一步，所述的活性炭吸附系统中颗粒活性炭存放装置一、颗粒活性炭存放装置二、颗粒活性炭存放装置三、蜂窝活性炭分别置于活性炭吸附箱中。

进一步，颗粒活性炭存放装置一中颗粒活性炭存放装置外框和颗粒活性炭存放装置网孔板组成为一个整体，并在内部装有颗粒活性炭；同时在颗粒活性炭存放装置外框的一侧设置有颗粒活性炭存放装置外卡槽，颗粒活性炭存放装置抽拉板能够在有颗粒活性炭存放装置外卡槽中实现抽拉的功能。

所述的底座系统中排污水通道上开有排污槽，排污槽用于排出冷凝器中的污，排污水通道的另外一侧设置有排污水；同时排污水通道置于装置底座上，装置底座上设置有轨道连接装置，能与巷道内的轨道结合，使整个装置能够在巷道内的矿车轨道上移动。

有益效果：本发明在使用过程中可以通过控制加入水箱中的水、冰的质量来控制喷雾的温度，进而调整净化后风流的温度，同时也可以实现粉尘的四级除尘和两级降温的效果，而且还可以配合抑尘剂的作用，因此可以有效降低回风侧掘进工作面风温、粉尘及炮烟浓度，减少对人体的危害；而且本装置还能够对射流雾化、高压雾化形成的污水进行回收利用，有效的节约了水资源；另外还能通过底座系统与巷道内的轨道结合，使整个装置能够在巷道内的矿车轨道上移动，整个装置移动至距离巷道掘进面合适的工作位置，使用便捷。

附图说明

图1是本发明装配后的结构示意图；

图2是本发明中颗粒活性炭存放装置的示意图；

图3是本发明中除尘降温箱的示意图；

图4是本发明中污水净化装置的示意图。

图中：1、通风机扩散器；2、通风机；3、风筒一；4、颗粒活性炭存放装置一；4-1、颗粒活性炭存放装置外框；4-2颗粒活性炭存放装置抽拉板；4-3、颗粒活性炭存放装置外卡槽；4-4、颗粒活性炭；4-5、颗粒活性炭存放装置网孔板；5、颗粒活性炭存放装置二；6、颗粒活性炭存放装置三；7、活性炭吸附箱；8、蜂窝活性炭；9、装置外壳；10、排污水口；11、装置底座；12、轨道连接装置；13、风筒二；14、排污水通道；15、排污槽；16、冷凝器；17、风筒三；18、水管一；19、除尘降温箱；19-1、除尘降温箱外壳；19-2、污水导流管；19-3、高压雾化喷头；19-4、初级粉尘滤网；19-5、射流雾化喷头；19-6、腔室一；19-7；腔室二；19-8、隔离板；19-9、高效除尘滤网；19-10、腔室三；19-11、污水汇集口；19-12、气水分流器；20、水管二；21、阀门一；22、水管三；23、减压阀一；24、压力表一；25、水管四；26、减压阀二；27、水泵；28、水管五；29、抑尘剂混合箱；30、水管六；31、过滤器；32、水管七；33、阀门二；34、抑尘剂容器；35、污水净化装置；35-1、污水净化装置外壳；35-2、铁丝网；35-3、活性炭滤芯；35-4、PP棉滤芯；36、水管八；37、阀门三；38、压力表二；39、水管九；40、水管十；41、阀门四；42、流量计；43、水管十一；44、冰水混合物；45、温度传感器；46、温度数据传输线；47、温度显示器；48、水箱；49、加冰装置；50、水管十二；51、阀门五；52、吸风口；53、风筒四。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：

如图1与图2所示，本发明包括通风系统、除尘降温系统、冷凝器16、活性炭吸附系统、装置外壳9和底座系统。所述的通风系统用于提供风流流动的动力和通道，能将高压喷雾系统、冷凝器16、活性炭吸附系统连接起来；除尘降温系统用于对风流降温，同时对风流中含有的粉尘、溶于水的有害气体进行净化；冷凝器16用于除掉风流中含有的水分；活性炭吸附系统用于对风流中含有的CO等不溶于水的有害气体进行吸附净化；装置外壳用于对装置内设施起固定及保护的作用；底座用于对整个装置进行支撑，其下部能与巷道内的轨道结合，使整个装置能够在巷道内的矿车轨道上移动。所述的通风系统包括通风机扩散器1、通风机2、风筒一3、风筒二13、风筒三17、风筒四53、吸风口52；除尘降温系统包括水管一18、除尘降温箱19、水管二20、阀门一21、水管三22、减压阀一23、压力表一24、水管四25、减压阀二26、水泵27、水管五28、抑尘剂混合箱29、水管六30、过滤器31、水管七32、阀门二33、抑尘剂容器34、污水净化装置35、水管八36、阀门三37、压力表二38、水管九39、水管十40、阀门四41、流量计42、水管十一43、冰水混合物44、温度传感器45、温度数据传输线46、温度显示器47、水箱48、加冰装置49、水管十二50、阀门五51；活性炭吸附系统包括颗粒活性炭存放装置一4、颗粒活性炭存放装置二5、颗粒活性炭存放装置三6、活性炭吸附箱7、蜂窝活性炭8；底座系统包括排污水口10、装置底座11、轨道连接装置12、排污水通道14、排污槽15。

所述的通风系统中通风机2一侧与通风机扩散器1相连，且通风机2固定于装置外壳9上，通风机2与活性炭吸附系统通过风筒一3相连，活性炭吸附系统与冷凝器16通过风筒二13相连，冷凝器16与除尘降温系统通过风筒三17相连，除尘降温系统与风筒四53相连，且风筒四53固定于装置外壳9上，风筒四53另一侧与吸风口52相连。

所述的除尘降温系统中水管一18、水管二20分别固定于除尘降温箱19中，水管一18、水管二20的另一端通过三通与水管三22相连，水管三22上安装有压力表一24，并在两者之间安装有阀门一21，水管三22的另一侧与减压阀一23相连，减压阀一23与水管四25相连，水管四25的另一端与水泵27相连，水泵27通过水管五28与抑尘剂混合箱29相连，抑尘剂混合箱29与过滤器31通过水管六30相连，过滤器31与水箱48通过水管七32相连，水箱48中盛有冰水混合物44。

进一步，布置一个射流雾化喷头19-5固定于除尘降温箱19的顶部中央，前、后、左、右各一列高压雾化喷头19-3分别固定于除尘降温箱外壳19-1上，每列高压雾化喷头19-3为四个，与高压雾化喷头19-3相对应在气水分流器19-12的前、后、左、右上各开有污水汇集口19-11，初级粉尘滤网19-4的上部固定于除尘降温箱外壳19-1上部，初级粉尘滤网19-4的下部固定于隔离板19-8上方，隔离板19-8下方固定有高效除尘滤网19-9，高效除尘滤网19-9下部固定于气水分流器19-12下部，气水分流器19-12固定于除尘降温箱外壳19-1下部，初级粉尘滤网19-4、隔离板19-8围起来形成腔室一19-6，除尘降温箱外壳19-1、初级粉尘滤网19-4、隔离板19-8、高效除尘滤网19-9围起来形成腔室二19-7，高效除尘滤网19-9、隔离板19-8、气水分流器19-12、围起来形成腔室三19-10；

进一步，气水分流器19-12通过水管八36与污水净化装置35相连，在污水净化装置外壳35-1内从水流的方向(自左向右)分别装置由铁丝网35-2、活性炭滤芯35-3、PP棉滤芯35-4，污水流过污水净化装置35时实现对污水的三级净化，污水净化装置35的另一侧则与水管九39相连，水管九39上装有阀门四41，最后在水管十一43实现净化后的污水与新鲜水的混合；

进一步，抑尘剂混合箱29上装有抑尘剂容器34，并且通过阀门二33控制抑尘剂进入到抑尘剂混合箱29的量。

进一步，水管四25上开口与水管十40相连，水管十40设置有减压阀二26、压力表二38，并且水管十40与压力表二38之间设置有阀门三37，水管十40固定于风筒四53、除尘降温箱19上。

进一步，在水箱48的上方与加冰装置49、水管十一43分别相通，水管十一43上装有流量计42，用于记录进入的水量，同时水管十一43另一端同时与水管九39、水管十二50相连，水管九39、水管十二50上分别装有阀门四41、阀门五51，用于控制进入的水量，水管十二50固定于装置外壳9上。

进一步，温度传感器45置于冰水混合物44中，通过温度数据传输线46与温度显示器47连接，用于测定并显示冰水混合物44的温度。

所述的活性炭吸附系统中颗粒活性炭存放装置一4、颗粒活性炭存放装置二5、颗粒活性炭存放装置三6、蜂窝活性炭8分别置于活性炭吸附箱7中。

进一步，颗粒活性炭存放装置一4中颗粒活性炭存放装置外框4-1和颗粒活性炭存放装置网孔板4-5组成为一个整体，并在内部装有颗粒活性炭；同时在颗粒活性炭存放装置外框4-1的一侧设置有颗粒活性炭存放装置外卡槽4-3，颗粒活性炭存放装置抽拉板4-2能够在有颗粒活性炭存放装置外卡槽4-3中实现抽拉的功能。

所述的底座系统中排污水通道14上开有排污槽15，排污槽15用于排出冷凝器16中的污，排污水通道14的另外一侧设置有排污水口10；同时排污水通道14置于装置底座11上，装置底座11上设置有轨道连接装置12。

工作过程：首先利用轨道连接装置12将整个装置移动至距离巷道掘进面合适的工作位置；然后打开通风机2，风流先后经过吸风口52、风筒四53、除尘降温系统、风筒三17、冷凝器16、风筒二13、活性炭吸附系统、风筒一3、通风机2和通风机扩散器1吹向掘进工作面；再次打开阀门一21、阀门三37、阀门四41、阀门五51，通过水管十二50和加冰装置49向水箱48中加入水和冰，同时根据加入水和冰的质量记录温度显示器47的温度；然后调整阀门二33、使抑尘剂从抑尘剂容器34中进入到抑尘剂混合箱29中；最后分别调整减压阀一23、减压阀二26，使压力表一24、压力表二38上的数值处于合理范围内，此时射流雾化喷头19-5、高压雾化喷头19-3均开始工作，风流受通风机2和射流雾化喷头19-5的作用进入到腔室一19-6中，实现风流初次除尘和降温；之后风流穿过初级粉尘滤网19-4，实现风流二次除尘；然后风流在腔室二19-7中受高压雾化喷头19-3的作用实现三次除尘和和二次降温；再次风流穿过高效除尘滤网19-9，实现风流的四次除尘进入到腔室三19-10，最后风流经气水分流器19-12，其中风流进入到风筒三17、污水则进入到水管八36中，在除尘降温系箱中风流实现了四次除尘和两次降温的过程，可以有效的对风流进行降温和除去风流中含有的粉尘、溶于水的有害气体。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。