一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统技术方案

本发明专利技术提供了一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统，涉及空气调节技术领域，解决了废弃矿井重复利用对空气进行降尘降温的技术问题，该系统包括矿井巷道、通风机构、取水机构和降温除尘机构，通风机构布置在矿井巷道内，取水机构从矿井上部含水层取水，降温除尘机构设置在巷道内将取水机构获取的水用于降温除尘，矿井巷道主要包括主井、副井、井底车场和大巷，通风机构包括风机，取水机构包括导水钻孔、流量控制阀、水压监测装置和孔口密封装置，降温除尘机构包括水雾喷头、水管和除尘网，本系统利用了矿井原有的巷道和通风系统，以及含水层的自然水压持续为降温除尘系统供水，实现了该系统降温除尘机构的自动运行，实施成本低优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统
本专利技术涉及空气调节
，尤其是一种利用废弃矿井的含水层内承压水进行空气降温除尘的自动调节系统。
技术介绍
目前，在采矿过程中，无论是金属矿山或者是非金属矿山在开采结束后会形成大量的采空区，随着我国煤炭和其他矿产资源的开采，每年都会有大量的废弃矿井产生。现有的对废弃矿井的处理多是采取填埋的方式，这种处理方式不能实现废弃矿井的完全利用。另外由于开采导致的地面生态环境的改变，尤其是沙尘暴和高温等恶劣天气，造成自然环境的破坏和经济损失，并且随着全球气候的变暖，高温天气对防疫、农业生产和人的生活造成的较大的影响，尤其是持续的高温天气造成对经济和人民的生活造成了很大的不便。为了解决废弃矿井经济利益和生态效益的最大化利用，改善高温、沙尘等恶劣天气对环境的影响，需要对废弃矿井的治理利用做进一步的改进。
技术实现思路
为解决废弃矿井重复利用对空气进行降尘降温的技术问题，本专利技术提供了一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统，具体技术方案如下。一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统，包括矿井巷道、通风机构、取水机构和降温除尘机构；所述通风机构布置在矿井巷道内，所述取水机构从矿井上部含水层取水，所述降温除尘机构设置在巷道内；所述矿井巷道包括主井、副井、井底车场和大巷，所述通风机构包括风机；所述取水机构包括导水钻孔、流量控制阀、水压监测装置和孔口密封装置，所述导水钻孔连通巷道和含水层，所述孔口密封装置设置在导水钻孔和巷道的连接端，所述水压监测装置设置在水管上，流量控制阀设置在水压监测装置的下游；所述降温除尘机构包括水雾喷头、水管和除尘网，所述水雾喷头设置在巷道内的水管上，所述除尘网间隔设置在巷道断面上。优选的是，矿井巷道还包括联络巷，所述井底车场包括主井井底车场和副井井底车场，所述主井和主井井底车场相连，主井井底车场和大巷相连，大巷连通主井井底车场和副井井底车场，所述副井井底车场通过副井与大气相通。进一步优选的是，主井和副井采用分散布置方式布置，主井井口和副井井口的间距大于1000m。还进一步优选的是，风机设置在主井井口，主井井口的风机为压入式风机；所述风机设置在副井井口，副井井口的风机为抽出式风机。优选的是，除尘网在大巷内每隔3-10m沿巷道断面设置一组，在除尘网的设置部位同时布置一组水雾喷头，所述除尘网之间的中部设置一组水雾喷头。进一步优选的是，水雾喷头每组设置两排，每排水雾喷头包括支路水管和多个喷头，所述喷头上下反向交错布置。还进一步优选的是，水管采用两路供水，每组水雾喷头的支路水管位置形成环状管网。优选的是，导水钻孔内布置有导水管，导水管和含水层接触端设置有过滤罩；所述水管上的水压监测装置上游设置有过滤装置。优选的是，孔口密封装置内设置有高吸水凝胶材料，高吸水凝胶材料包括高水材料、石膏粉、粉煤灰。本专利技术的有益效果包括：(1)利用废弃矿井原有的巷道和通风系统，以及含水层的自然水压持续为降温除尘系统供水，实现了该系统降温除尘机构的自动运行，含水层的自然水压和高差保证了降温除尘用水的持续性和稳定性。(2)利用原来的巷道和矿井通风系统减少了成本，通过巷道内的除尘网和水雾喷头对巷道内的空气进行降温除尘，尤其是除尘网和水雾喷头联合布置，保证了除尘网的湿润从而提高除尘效果，支路水管采用形成环状管网两路供水保证了喷头工作压力和工作稳定性。(3)水管上和导水管上设置过滤装置保证喷头的正常工作不被堵塞，导水管上的过滤罩能够保证承压水取水位置处取水的洁净，孔口密封装置采用高吸水凝胶材料保证了孔口的密封性能。另外本专利技术还具有实施成本低，绿色环保，自动喷水可持续性好等优点。附图说明图1是利用矿井含水层的自压式降温除尘系统结构示意图；图2是巷道断面水雾喷头布置情况示意图；图3是含水层内导水管结构示意图；图中：1-矿井巷道；11-主井；12-副井；13-井底车场；131-主井井底车场；132-副井井底车场；14-大巷；15-联络巷；16-风门；2-通风机构；21-风机；3-取水机构；31-导水钻孔；311-导水管；312-过滤罩；32-流量控制阀；33-水压监测装置；34-孔口密封装置；4-降温除尘机构；41-水雾喷头；42-水管；43-除尘网；44-支路水管；5-含水层。具体实施方式结合图1至图3所示，本专利技术提供的一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统具体实施方式如下。一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统具体包括矿井巷道1、通风机构2、取水机构3和降温除尘机构4，利用废弃矿井原有的巷道和通风系统，以及含水层5的自然水压持续为降温除尘系统供水，实现了该系统降温除尘机构的自动运行。通风机构2布置在矿井巷道1内，留设原有的矿井巷道1通风设施即可，通过在联络巷15内的钻孔接通含水层5和巷道，取水机构3从矿井上部含水层5取水，降温除尘机构4设置在巷道内利用含水层5的水进行降温除尘。矿井巷道1包括主井11、副井12、井底车场13和大巷14，通风机构2包括风机21，矿井巷道还包括联络15巷。井底车场13包括主井井底车场131和副井井底车场132，主井11和主井井底车场131相连，主井井底车场131和大巷14相连，大巷14连通主井井底车场131和副井井底车场132，副井井底车场132通过副井与大气相通。联络巷15和主井井底车场131相连，连接处设置有风门16。主井11和副井12采用分散布置方式布置，主井11井口和副井12井口的间距至少大于1000m，保证主井11和副井12不会产生通风干扰。风机21设置在主井11井口，主井11井口的风机为压入式风机。风机21还可以设置在副井井口，副井12井口的风机为抽出式风机，另外可以同时在主井11和副井12井口设置风机，从而加快通风效率。取水机构3包括导水钻孔31、流量控制阀32、水压监测装置33和孔口密封装置34，导水钻孔31连通巷道和含水层，孔口密封装置34设置在导水钻孔和巷道的连接端，水压监测装置33设置在水管42上，实时监控承压水的储水状态和水管内的水流状态，流量控制阀32设置在水压监测装置33的下游，从而保证水压的实时监测，并通过控制阀控制水流。孔口密封装置34内设置有高吸水凝胶材料，高吸水凝胶材料包括高水材料、石膏粉、粉煤灰，该材料的保水性能好，能够满足封孔要求，保证含水层的承压水不会沿孔突出或渗漏。导水钻孔31内布置有导水管311，导水管311和含水层5接触端设置有过滤罩312，保证取水的洁净和水雾喷头不被堵塞，水管42上的水压监测装置33上游设置有过滤装置，过滤装置能够保证水压监测装置和控制阀的正常工作。降温除尘机构4包括水雾喷头41、水管42和除尘网43，水雾喷头41设置在巷道内的水管42上，除尘网43间隔设置在巷道断面上，使用水雾喷头41能够充分对巷道内空气进行降温防尘处理，除尘网43上的洒水处理后除尘网湿润状态下更有利于除尘，进一步的也提升了降温的效果，对水的利用更加充分。除尘网43在大巷内每隔3-10m沿巷道断面设置一组，在除尘网43的设置部位同时布置一组水雾喷头41，除尘网43之间的中部设置一组水雾喷头41。水雾喷头41每组设置两排，每排水雾喷头包括支路水管和多个喷头，喷头上下反向交错布置。水管采用两路供水，每组水雾喷头41的支路水管位置形成环状管网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统，其特征在于，包括矿井巷道、通风机构、取水机构和降温除尘机构；所述通风机构布置在矿井巷道内，所述取水机构从矿井上部含水层取水，所述降温除尘机构设置在巷道内；所述矿井巷道包括主井、副井、井底车场和大巷，所述通风机构包括风机；所述取水机构包括导水钻孔、流量控制阀、水压监测装置和孔口密封装置，所述导水钻孔连通巷道和含水层，所述孔口密封装置设置在导水钻孔和巷道的连接端，所述水压监测装置设置在水管上，流量控制阀设置在水压监测装置的下游；所述降温除尘机构包括水雾喷头、水管和除尘网，所述水雾喷头设置在巷道内的水管上，所述除尘网间隔设置在巷道断面上。

【技术特征摘要】
1.一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统，其特征在于，包括矿井巷道、通风机构、取水机构和降温除尘机构；所述通风机构布置在矿井巷道内，所述取水机构从矿井上部含水层取水，所述降温除尘机构设置在巷道内；所述矿井巷道包括主井、副井、井底车场和大巷，所述通风机构包括风机；所述取水机构包括导水钻孔、流量控制阀、水压监测装置和孔口密封装置，所述导水钻孔连通巷道和含水层，所述孔口密封装置设置在导水钻孔和巷道的连接端，所述水压监测装置设置在水管上，流量控制阀设置在水压监测装置的下游；所述降温除尘机构包括水雾喷头、水管和除尘网，所述水雾喷头设置在巷道内的水管上，所述除尘网间隔设置在巷道断面上。2.根据权利要求1所述的一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统，其特征在于，所述矿井巷道还包括联络巷，所述井底车场包括主井井底车场和副井井底车场，所述主井和主井井底车场相连，主井井底车场和大巷相连，大巷连通主井井底车场和副井井底车场，所述副井井底车场通过副井与大气相通。3.根据权利要求2所述的一种利用矿井含水层的自压式降温除尘系统，其特征在于，所述主井和副井采用分散布置方式布置，主井井口和副井井口的间距大于1000m。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：文志杰，景所林，姜鹏飞，杨维弘，陈洁，蒋金泉，李利平，左宇军，赵洪宝，杨涛，蒋力帅，栾恒杰，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37