井下碎石湿式空气过滤净化系统的制作方法

本发明涉及一种矿山井下湿式过滤净化技术，尤其涉及一种直接利用井巷空间及井下废石的湿式过滤净化技术。

背景技术：

在矿山井下作业生产过程中，会产生大量的粉尘以及有害物质，最终形成有污染的气溶胶粒子，严重影响作业人员的身体健康。据中华人民共和国卫生计生委统计，2010～2015年，我国每年尘肺病报告病例均超过2万3000例，占总报告病例的87%～90%，其中90%以上的尘肺病例来源于煤矿行业。目前，净化矿山污染气流普遍采用湿式空气过滤净化技术，即利用由过滤材料、清洗液、供液系统、排风系统、排污系统等复杂地集合于固定壳体之内制作成的专门净化器来除尘的一种技术。

由于井下空间狭小，传统的湿式过滤净化器的制作体积经常受到限制，过滤面积和处理风量都偏小，阻力大且净化效果不佳。另外，湿式过滤净化器需要纤维过滤材料、外壳板材、供液管道、排风管道、水泵、排风机等配套设施，但这些配套设施的制造、井下安装和日常维护繁琐困难且成本较高。综上所述，传统的湿式过滤净化器存在净化效果差、阻力大、稳定性和耐久性低以及运营成本高等问题。

技术实现要素：

为解决传统湿式除尘器存在的上述问题，本发明提供了一种具有高效低阻、实施简单、运营维护成本低等优点的井下碎石湿式空气过滤净化系统。

本发明提出的井下碎石湿式过滤净化除尘技系统，包括巷道、支撑架、钢筋网、碎石过滤层、挡风板、供水管和喷雾头；所述支撑架安装在巷道中，上部铺设所述钢筋网，所述钢筋网上铺设所述碎石过滤层，所述挡封板安装在碎石过滤层的周围，封闭碎石过滤层与巷道之间的其它空间；所述供水管安装在所述碎石过滤层的上方，末端装有若干所述喷雾头；所述排水沟设在所述巷道底部。

所述巷道是利用井下废弃巷道或其它废弃空间改造而成，充分利用井下废弃空间的同时实现了除尘器体积的可调节性。

所述碎石过滤层中的碎石是从井下生产废石中筛选出的,不同厚度的碎石过滤层选择不同粒度的碎石。此种设计实现了对不同粒径范围气溶胶粒子的分级捕集，提高了总净化效率，同时实现了对井下废弃资源的循环利用。

所述的碎石过滤层可以根据空气处理量的大小，沿所述巷道长度和宽度方向扩大和缩小水平铺设面积，保持较低的过滤风速，减小过滤阻力。

供水管连接井下生产压力水系统，并安装有阀门、过滤器和流量计；排水沟连接井下中段水仓。污染水流与井下其它生产排水在中段水仓汇合过滤成为洁净水后重新流入生产压力水系统，再经所述供水管为整个除尘系统供水。这一设计实现了井下水循环系统与除尘器供液循环系统的统一。

喷雾头数量可以根据所需处理风量确定，排列方式可以根据所述碎石过滤层的铺设情况均匀布置，喷雾头的开关与否可根据来流气体的污染程度决定，实现了对水资源的有效利用。

工作原理：含有污染气溶胶粒子的风流在挡风板的限制下，经“s”形路径通过碎石过滤层过滤层，其中大颗粒气溶胶粒子在沉降机理的作用下首先沉降于过滤层底部，小颗粒气溶胶粒子流入不同粒径的碎石过滤层，在碰撞、拦截、扩散、凝并等机理的作用下被捕集，留在碎石过滤层中，实现了对污染气流的净化目的。

附图说明

图1是按照本发明的井下碎石湿式空气过滤净化系统的一实施例的部分结构的主视图；

图2表示图1中a-a截面结构示意图；

图3表示图1中b-b截面结构示意图。

具体实施方式

遵循本发明的技术方案，本发明给出了实施例，需要说明的是，以下所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明领域内，所做的变化和修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

如图1所示，该井下碎石湿式空气过滤净化系统包括巷道1、上挡风板7、下挡风板2、支撑架3、钢筋网4、碎石过滤层5、排水沟6、供水管8、喷雾头9、流量计10、过滤器11和阀门12。

支撑架3为钢结构，直立安装在巷道1底部，上铺设钢筋网4，钢筋网4上铺设碎石过滤层5，碎石过滤层5的迎风侧倾斜安装有上挡风板7，排风侧垂直安装有下挡风板2，上方安装有供水管8，右下方设有排水沟6。

供水管8与井下生产压力水系统相连接并安装有流量计10、过滤器11和阀门12，末端装按需要装有喷雾头9。排水沟6与井下中段水仓连接。

当含有污染气溶胶粒子的风流进入巷道1时，根据需要打开供水管8的阀门12对碎石过滤层5喷洒洁净水雾，在上挡风板7和下挡风板2的限制下，污染风流只能沿“s”形路径经碎石过滤层5进行过滤，气溶胶粒子被捕集留在碎石过滤层中，洁净风流向上被喷雾头9喷出的洁净水雾降温后流出巷道1，同时喷洒下来的水雾在碎石过滤层5中汇聚成水流将其中的污染气溶胶粒子冲洗后流入排水沟6。

在上述过程中，排水沟6中的污水最终流向井下中段水仓与其它井下生产用水汇合，经过沉淀过滤后再次流入井下生产压力水系统经供水管8供水。

技术特征：

技术总结
本发明提出了一种井下碎石湿式空气过滤净化系统，是一种直接利用井下巷道空间、井下废石和生产压力水的湿式过滤净化系统。系统主要包括巷道、支撑架、钢筋网、碎石过滤层、挡风板、供水管和喷雾头；支撑架安装在巷道中，上部铺设钢筋网，钢筋网上铺设碎石过滤层，挡封板安装在碎石过滤层的周围，封闭碎石过滤层与巷道之间的其它空间；供水管安装在碎石过滤层的上方，末端装有若干喷雾头；排水沟设在巷道底部。供水管上安装有阀门、过滤器和流量计，按要求控制喷雾头的喷雾量，过滤水中杂物。在挡风板的作用下，进入巷道的污染气流呈“S”型路线通过碎石过滤层，在沉降、碰撞、截留等一系列机理的联合作用下将气溶胶粒子滤除去，实现净化目的。

技术研发人员：陈喜山;张宇琪
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2016.03.31
技术公布日：2017.10.24