本发明涉及矿区安全生产所需井口防冻供热，具体地说，是涉及一种矿井水余热直接供热系统。
背景技术：
根据矿井设计规范要求，当气温低于0℃时，为防止矿井进风井筒内淋帮水结冰，影响提升能力以及冰块塌落造成井底事故，必须采取适当的方法，使井筒内不致结冰。规范进一步规定采暖室外计算温度等于或低于-4℃地区的进风立井，应设置空气加热设备，热风与冷风混合温度按2℃设计。井口作为井下通风的入口，通风量较大，在冬季环境温度低的情况下，要保证冷风与热风混合后温度达到设计要求，所需冷风加热量巨大。
一直以来，矿企通常采用燃煤锅炉生产高温蒸汽或热水用于加热进入井口的冷风，以避免井筒结冰。但这种供热方式随环境温度变化调节供热负荷的能力较差，供热方式粗犷，在大部分时间内燃煤供热系统均处在低效率的工况下运行，能耗高，燃煤浪费情况严重。并且，燃煤锅炉在运行过程中，产生大量废水、废气以及固体废弃物，污染周围环境。
矿井水作为矿企采掘过程中产生的附属物，水量大，水温高，并且全年温度相对恒定，受季节变化的影响较小，是优质的余热资源。如何将矿井水余热资源利用于井口防冻，实现井口供热系统的经济、绿色运行是目前急需解决的问题。
技术实现要素：
基于以上，本发明提供一种矿井水余热直接供热系统，该系统利用矿井水余热直接用于井口防冻，系统实用、高效，仅需消耗少量电能，不产生任何废弃物的排放，运行费用低。
本系统包括水系统和风系统两部分。
水系统分为热源侧和供热侧，热源侧管路内为矿井水，供热侧循环管路内为避免设备结垢，影响设备使用寿命，采用软化水用于中间热量传递。热源侧由矿井水供水池、潜污泵、石英砂过滤器、板式换热器、矿井水回水池组成。供水池内高温矿井水经潜污泵输送至石英砂过滤器，过滤后进入板式换热器，将热量传递给供热侧循环水，矿井水降温后排至回水池。水系统供热侧由供热循环水泵、井口加热机组内翅片管换热器、定压补水装置、软化水箱组成，供热循环水泵将加热后的中间循环水输送至井口加热机组，用于井口防冻，降温后由板式换热器再次加热，循环往复。水系统供热侧配备软化水箱和定压补水装置，管道内压力降低到设定值以下时，系统自动补水，维持循环压力稳定。
风系统主要由电动风阀、过滤网、井口加热机组内离心式风机、出风口组成。周围环境新风在离心式风机作用下，经电动风阀、过滤网进入井口加热机组内，通过翅片管换热器与水系统供热侧循环水进行换热，加热后经出风口送至井口，满足井口防冻需求。
水系统供热侧井口加热机组循环水出口管路上安装电动调节阀，井口加热机组根据周围环境温度的变化，实时调节阀门开度，调节送风温度，进而保持井口混风温度相对恒定。
井口加热机组关闭状态下，机组监测新风环境温度，当新风温度低于翅片管换热器内盘管防冻要求温度以后，机组开启防冻模式，电动风阀开度调至零，切断环境进风，同时电动水阀完全打开，保持翅片管换热器内循环水管路畅通，防止井口加热机组内部盘管冻裂。
附图说明
图1为一种矿井水余热直接供热系统流程图。
具体实施方式
一种矿井水余热直接供热系统如图1所示。本系统包括水系统和风系统两部分。
水系统分为热源侧和供热侧。
水系统热源侧包括矿井水供水池1、潜污泵2、石英砂过滤器3、板式换热器4、矿井水回水池5。矿井水供水池1内贮存初步处理后的高温矿井水，同时对矿井水内较大的颗粒物进行沉淀，矿井水供水池1内高温矿井水温度在20℃至35℃之间。潜污泵2安装于矿井水供水池1中，高温矿井水经过潜污泵2的输送首先进入石英砂过滤器3。石英砂过滤器3对矿井水过滤，矿井水中的杂质经过过滤后积存在石英砂过滤器3中，通过定时反冲洗，杂质被随反冲洗水外排。石英砂过滤器3的出口连接板式换热器4的入口，过滤后的矿井水进入板式换热器4中进行换热，将热量传递给中间循环水，矿井水换热降温后，排至矿井水回水池5，经过过滤并提取余热后的矿井水可应用于矿区生产。
水系统供热侧包括板式换热器4、供热循环水泵6、井口加热机组内翅片管换热器72、井口加热机组回水管路电动调节阀8、定压补水装置9、软化水箱10组成。过滤后的矿井水经过板式换热器4对中间循环水进行加热，加热后的中间循环水通过供热循环水泵6将加热后的输送至井口加热机组内翅片管换热器72，周围环境新风在离心式风机作用下，经过翅片管换热器72，并与换热器内的中间循环水进行换热，中间循环水温度降低，新风温度升高。降温后的中间循环水经井口加热机组7回水管路上的电动调节阀8，重新回至板式换热器4，并由矿井水再次加热，循环往复。定压补水装置9出口与供热循环水泵6的入口连接，当水系统供热侧压力降低至设定值以下时，定压补水装置9开启，软化水箱10内贮存的软化水经定压补水装置9输送至供热侧管路内，保持水系统供热侧压力稳定。
风系统包括井口加热机组内离心式风机71、电动风阀73、过滤网74组成。
井口加热机组7开启运行状态下，周围环境新风在离心式风机71作用下，经电动风阀73、过滤网74进入井口加热机组7内，通过翅片管换热器72与水系统供热侧中间循环水进行换热，加热后经出风口送至井口，满足井口防冻需求。水系统供热侧井口加热机组7循环水出口管路上安装电动调节阀8，井口加热机组7根据周围环境温度的变化，实时调节电动调节阀8开度，进而调节送风温度，保持井口混风温度相对恒定，避免余热资源浪费。
井口加热机组关闭状态下，机组监测新风环境温度，当新风温度低于井口加热机组翅片管换热器72内盘管防冻要求温度以后，井口加热机组7开启防冻模式，电动风阀73开度调至零，切断环境进风，同时电动水阀8完全打开，保持翅片管换热器72内水系统供热侧中间循环水管路畅通，防止井口加热机组7内部换热盘管冻裂。
以上为本发明运行流程和技术原理，所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。