一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统及方法.pdf

一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统，包括设置在井下回风巷道内的回风换热系统，所述回风换热系统包括设在巷道两端的进风口和出风口，在巷道顶部设有喷淋管，在巷道底部设有冷水仓；冷水仓通过管道经水泵与全自动过滤器相连，全自动过滤器通过管道与全自动软水器相连。通过矿井回风将三灰水进行冷却降温，避免了高温三灰水破坏井下热环境，通过全自动软水器将降温后的三灰水软化处理，软化后的三灰水可以在井下直接利用，节省了三灰水通过泵输送至地面的电耗和输送设备的投资，避免了从井外向井下输水造成的水资源浪费，节约了水资源，降低了开采成本。

权利要求书
1.  一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统，其特征在于：包括设置在井下回风巷道内的回风换热系统，所述回风换热系统包括设在巷道两端的进风口和出风口，在巷道顶部设有喷淋管，在巷道底部设有冷水仓；冷水仓通过管道经水泵与全自动过滤器相连，全自动过滤器通过管道与全自动软水器相连。

2.  根据权利要求1所述的一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统，其特征在于：所述喷淋管设在巷道内一端顶部，冷水仓设在巷道内另一端底部，在喷淋管的下方设有收集槽，收集槽与一倾斜设置的漫流槽的顶端相连，漫流槽的底端与冷水仓相连。

3.  根据权利要求2所述的一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统，其特征在于：所述漫流槽的底部呈台阶状设置。

4.  根据权利要求1所述的一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统，其特征在于：所述喷淋管的喷淋孔设置在喷淋管的上表面。

5.  根据权利要求1所述的一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统，其特征在于：所述全自动软水器为全自动钠离子交换器。

6.  一种如权利要求1-5任意一项所述的矿井高温三灰水井下冷却软化再生方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)在井下回风巷道内设置回风换热系统；
(2)通过喷淋管在回风换热系统内喷淋三灰水；
(3)利用矿井回风与喷淋的三灰水进行热交换将三灰水冷却降温；
(4)通过冷水仓对降温后的三灰水进行收集储存；
(5)通过水泵将冷水仓内的三灰水泵入全自动过滤器进行过滤；
(6)经全自动过滤器过滤后的三灰水进入全自动软水器进行软化处理。

7.  根据权利要求6所述的矿井高温三灰水井下冷却软化再生方法，其特征在于：所述步骤(4)中先通过收集槽对喷淋管喷淋的三灰水进行收集，收集槽内的三灰水经倾斜设置的漫流槽后流入冷水仓内储存。

说明书一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统及方法。
背景技术：
目前，矿井下存在大量的三灰水，其特点是水温高，水质呈碳酸钙镁型，偏碱性，硬度大，水质好，无污染。由于三灰水水温高的特点，容易破坏井下热环境；由于三灰水硬度大的特点，如直接作为井下生产用水使用，将造成设备结垢、腐蚀，影响设备冷却效果，同时，随着工作面延伸，井下管线越来越长，会导致供井下用水的主供水管路出现阶段性虹吸缺水，继而导致强烈的管路振动，将给矿井装备带来较大隐患。因此，三灰水目前在井下无法直接利用，而是需要在井上、井下和井筒内安装管道及其配套设施，通过泵排至地面，从而耗费大量电能及输送设备的投资。另外，井外还需要向井下输送消防和生产用水，造成水资源浪费，大大增加了开采成本。因此，如何将三灰水在井下进行冷却软化再利用，成为行业内亟需解决的技术难题。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统及方法，它结构设计合理，通过矿井回风将三灰水进行冷却降温，避免了高温三灰水破坏井下热环境，通过全自动软水器将降温后的三灰水软化处理，软化后的三灰水可以在井下直接利用，节省了三灰水通过泵输送至地面的电耗和输送设备的投资，避免了从井外向井下输水造成的水资源浪费，节约了水资源，降低了开采成本，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统，包括设置在井下回风巷道内的回风换热系统，所述回风换热系统包括设在巷道两端的进风口和出风口，在巷道顶部设有喷淋管，在巷道底部设有冷水仓；冷水仓通过管道经水泵与全自动过滤器相连，全自动过滤器通过管道与全自动软水器相连。
所述喷淋管设在巷道内一端顶部，冷水仓设在巷道内另一端底部，在喷淋管的下方设有收集槽，收集槽与一倾斜设置的漫流槽的顶端相连，漫流槽的底端与冷水仓相连。
所述漫流槽的底部呈台阶状设置。
所述喷淋管的喷淋孔设置在喷淋管的上表面。
所述全自动软水器为全自动钠离子交换器。
一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生方法，具体步骤如下：
(1)在井下回风巷道内设置回风换热系统；
(2)通过喷淋管在回风换热系统内喷淋三灰水；
(3)利用矿井回风与喷淋的三灰水进行热交换将三灰水冷却降温；
(4)通过冷水仓对降温后的三灰水进行收集储存；
(5)通过水泵将冷水仓内的三灰水泵入全自动过滤器进行过滤；
(6)经全自动过滤器过滤后的三灰水进入全自动软水器进行软化处理。
所述步骤(4)中先通过收集槽对喷淋管喷淋的三灰水进行收集，收集槽内的三灰水经倾斜设置的漫流槽后流入冷水仓内储存。
本发明采用上述方案，结构设计合理，通过矿井回风将三灰水进行冷却降温，避免了高温三灰水破坏井下热环境，通过全自动软水器将降温后的三灰水软化处理，三灰水的钙、镁离子分离，从源头上解决目前生产用水硬度过高、碱性 过大问题，改善井下机组冷却用水、支架液压系统用水质量，彻底解决工作面液压系统媒介清洁和合理的乳化液配比问题，解决各类喷雾降尘设施和电机冷却水道堵塞等难题；软化后的三灰水可以在井下直接利用，节省了三灰水通过泵输送至地面的电耗和输送设备的投资，不需要在井上、井下和井筒内安装管道及其配套设施，避免了从井外向井下输水造成的水资源浪费，节约了水资源，节省大量人力物力，大大降低了开采成本。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图中，1、巷道，2、进风口，3、出风口，4、喷淋管，5、冷水仓，6、水泵，7、全自动过滤器，8、全自动软水器，9、收集槽，10、漫流槽。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1所示，一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生系统，包括设置在井下回风巷道内的回风换热系统，所述回风换热系统包括设在巷道1两端的进风口2和出风口3，在巷道1顶部设有喷淋管4，在巷道1底部设有冷水仓5；冷水仓5通过管道经水泵6与全自动过滤器7相连，全自动过滤器7通过管道与全自动软水器8相连。
所述喷淋管4设在巷道1内一端顶部，冷水仓5设在巷道1内另一端底部，在喷淋管4的下方设有收集槽9，收集槽9与一倾斜设置的漫流槽10的顶端相连，漫流槽10的底端与冷水仓5相连。
所述漫流槽10的底部呈台阶状设置，使得水流呈紊流状态，以增强热质交换。
所述喷淋管4的喷淋孔设置在喷淋管4的上表面，喷射方向朝上部及水平方向，以增加水滴与风流的热质交换时间。
所述全自动软水器8为全自动钠离子交换器，设备简单，占地体积小，运行稳定可靠，费用低，使用性广。
一种矿井高温三灰水井下冷却软化再生方法，具体步骤如下：
(1)在井下回风巷道内设置回风换热系统；
(2)通过喷淋管在回风换热系统内喷淋三灰水；
(3)利用矿井回风与喷淋的三灰水进行热交换将三灰水冷却降温；
(4)通过冷水仓对降温后的三灰水进行收集储存；
(5)通过水泵将冷水仓内的三灰水泵入全自动过滤器进行过滤；
(6)经全自动过滤器过滤后的三灰水进入全自动软水器进行软化处理。
所述步骤(4)中先通过收集槽对喷淋管喷淋的三灰水进行收集，收集槽内的三灰水经倾斜设置的漫流槽后流入冷水仓内储存，可提高对三灰水的冷却效果。
本发明可将温度42℃、硬度值1280mg/L的高温三灰水在井下降温冷却、软化再生为温度35℃、硬度值550mg/L以下低温软化水。每年节约运行电费300万元，每年减少支架和阀体维修费用400万元。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。