一種綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法
2023-09-27 05:32:00 1
專利名稱：一種綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法
技術領域：
本發明涉及一種煤礦井下粉塵治理技術，尤其是一種綜掘工作面降、隔、除一體化的防塵方法。
背景技術：
綜掘機截割煤巖時的產塵量佔綜掘工作面總產塵量的90%左右，因此，有效治理綜掘機截割環節的粉塵危害是綜掘工作面防塵工作的重中之重。目前，防治綜掘機截割粉塵的主要有兩種方法，一種是掘進機內外噴霧降塵，內噴霧是通過掘進機截割頭上的噴嘴向割落的煤巖處直接噴霧，在粉塵產生時將其抑制，外噴霧則通過安裝於掘進機截割頭以外的噴嘴向含塵空氣中噴霧，捕集空氣中的浮塵，但由於粉塵大多具有較大的疏水性，而水的表面張力較大大，造成水噴霧對粉塵的捕獲率低，對呼吸性粉塵的捕獲能力極差。另一種是電動除塵風機除塵，即利用除塵風機在塵源處形成負壓使含塵空氣由吸塵罩經吸塵風筒進入附屬的除塵器中做淨化處理，這種方法除塵效率較高，但存在電氣安全隱患，對於有瓦斯湧出的掘進工作面，有可能因電氣失爆造成瓦斯煤塵爆炸事故，因此在高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井的應用受到很大制約，且由於處理風量和有效吸程有限，單獨用來淨化高濃度粉塵效果較差，此外在含塵氣流未受到控制的情形下使用易造成二次揚塵。目前，提高水對粉塵的捕獲效率的方法有多種，諸如磁化水降塵、溼潤劑降塵、泡沫降塵等，實踐中較為經濟、 有效的方法是泡沫降塵，即將水與發泡劑按照一定比例混合發泡，通過泡沫覆蓋和隔斷塵源，使粉塵得到溼潤和抑制，但在綜掘工作面的應用中發現，泡沫的噴射軌跡容易受工作面軸向通風風流的影響而不能有效包裹截割頭，且由於綜掘工作麵粉塵濃度大、分散度高，容易向外擴散，致使泡沫降塵的效果還不太理想。
發明內容
技術問題本發明的目的是針對綜掘工作面現有防塵技術的不足，提供一種防塵效果好、工藝簡單、安全可靠、使用成本低、能耗小的綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法。技術方案本發明的綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法，包括以下步驟
a.將泡沫發生器固定於綜掘機機身平臺上，在綜掘機的截割部周圍布置噴頭架，每個噴頭架上安裝若干只泡沫噴頭，在巷道一側布設壓入式風筒，壓入式風筒的前端布設有附壁風筒，在巷道的另一側布設氣動除塵風機；
b.開啟泡沫發生器，將製備出的降塵泡沫經高壓膠管輸送至泡沫噴頭噴射而出，在綜掘機截割部四周形成立體式的泡沫罩，對綜掘機截割煤巖作業產生的粉塵進行迅速包裹、 抑制和沉降；
c.在開啟泡沫發生器的同時，通過附壁風筒將壓入式風筒中的軸向風流轉換為螺旋式風流噴出，防止風流直接吹向泡沫噴射區域而影響泡沫運動軌跡，並在綜掘機司機位的前方形成風幕隔塵區，防止粉塵向外擴散；
d.開啟氣動除塵風機對泡沫降塵後殘留於風幕隔塵區內的粉塵進行快速去除。
所述的降塵泡沫的噴射流量為50 m3 /h 90m3 /h ;所述的氣動除塵風機的吸塵口位於壓入式風筒的出風口前方，排放口位於壓入式風筒的出風口後方，抽出風量為壓入式風筒壓入風量的80% ;所述的附壁風筒位於綜掘機司機位前方I. 2m，所噴出風流速度為 18m/s 22m/s。有益效果本發明與現有技術相比，具有以下優點
I、顯著提高了綜掘工作麵粉塵防治效果
有機地將泡沫降塵、風幕隔塵與除塵風機除塵融為一體，產生很強的協同效應，顯著提高了綜掘工作麵粉塵治理效果。當綜掘機作業時，首先利用泡沫發生器製備降塵泡沫，降塵泡沫通過布置於綜掘機截割部周圍的泡沫噴頭噴射至綜掘機截割產塵處，大流量無空隙泡沫粒子群對粉塵產生很強的包裹、溼潤、黏附和沉降效應，可高效抑制、捕獲和沉降粉塵(特別是呼吸性粉塵)，同時利用附壁風筒將壓入式風筒中的軸向風流改為螺旋式風流噴出，防止風流直接吹向泡沫噴射區域而影響泡沫運動軌跡，從而確保泡沫始終能大範圍、遠距離地噴射到切割煤巖的塵源處，有效覆蓋、包裹和沉降粉塵，提高泡沫的降塵效果，同由於噴出的高速風流能在綜掘機司機前方的無人作業區形成風幕隔塵區，使得實施泡沫降塵後剩下的低濃度粉塵被隔斷控制在一個無人作業區內，此時採用氣動除塵風機對封閉於隔塵區的含塵空氣進行抽塵淨化，極大地提高了綜掘工作麵粉塵治理效果，對總粉塵和呼吸性粉塵的降塵效率分別可達90%和85%以上，是掘進機內外噴霧降塵效率的3 4倍。2、解決了傳統除塵風機除塵存在的安全隱患與高能耗問題
消除了電動除塵風機除塵的安全隱患和高能耗問題。以風動馬達替代電動機為除塵風機提供動力，即採用氣動除塵風機對含塵風流進行抽塵淨化，避免了傳統電動除塵風機存在的電氣失爆危險，防止了因電氣火花而引起的瓦斯煤塵爆炸等惡性事故的發生，且節省了高額的電費開支，大幅降低防塵措施的使用成本，為建設本質安全型和資源節約型礦井提供了一種新的途徑，在高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井具有廣泛的實用性。
圖I是本發明實施的整體布置示意圖。圖2是本發明泡沫噴頭的安裝布置示意圖。圖中1-綜掘機機身；2_泡沫發生器；3_高壓膠管；4_泡沫噴頭；5_綜掘機截割部；6_壓入式風筒；7_綜掘機司機位；8_附壁風筒；9_螺旋式風流；10_氣動除塵風機; 12-含塵空氣；13_噴頭架。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步說明
如附圖所示，本發明在綜掘機司機位7旁的綜掘機機身I平臺上固定泡沫發生器2，在綜掘機截割部5周圍布置噴頭架13，並在每個噴頭架上安裝兩隻泡沫噴頭4，泡沫噴頭4通過高壓膠管3與泡沫發生器2相連，在巷道一側布設有壓入式風筒6，壓入式風筒6的前端布置有附壁風筒8，壓入式風筒6出口距掘進迎頭14m，附壁風筒8出風口位於綜掘機司機位7前方I. 2m，在巷道另一側布設氣動除塵風機10，所述的氣動除塵風機10的吸塵口位於壓入式風筒6的出風口前方，吸塵口距掘進迎頭3. 5m，排放口位於壓入式風筒6的出風口後方9m，其抽出風量為壓入是風筒8壓入風量的80%。當綜掘機進行截割作業時，運行泡沫發生器2製備發泡倍數為20倍 30倍、流量為50m3 /h_90m3 /h的降塵泡沫，將製備出的泡沫經高壓膠管3輸送至泡沫噴頭4噴射而出，通過泡沫噴頭4穩定地噴射至綜掘機切割產塵處，形成立體式的泡沫罩對截割塵源進行有效包裹、抑制和沉降；在開啟泡沫發生器I的同時，通過附壁風筒8將壓入式風筒6中的軸向風流轉換為螺旋式風流9噴出，降塵泡沫的噴射流量為50 m3 /h 90m3 /h。以防止風流直接吹向泡沫噴射區域而影響泡沫運動軌跡,並且在綜掘機司機位7前方形成隔塵區，防止實施泡沫降塵後殘餘的粉塵向外擴散和瓦斯積聚，然後開啟氣動除塵風機10在風幕隔塵區內形成負壓，將含塵空氣12經伸縮軟風筒11 吸入氣動除塵風機10附屬的除塵器內進行快速淨化處理。隨著綜掘工作面迎頭的推進，及時延長壓入式風筒6和伸縮式軟風筒11，使壓入式風筒6的出風口始終處於伸縮式軟風筒 11的吸塵口後方I. 5^2. 5m處，即確保氣動除塵風機的吸塵口始終位於附壁風筒8噴射高速氣流9形成的風幕隔塵區內。
權利要求
1.一種綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法，其特徵在於，包括以下步驟a.將泡沫發生器(2)固定於綜掘機機身(I)平臺上，在綜掘機的截割部(5)周圍布置噴頭架(13)，每個噴頭架上安裝若干只泡沫噴頭(4)，在巷道一側布設壓入式風筒(6)，壓入式風筒(6)的前端布設有附壁風筒(8)，在巷道的另一側布設氣動除塵風機(10)；b.開啟泡沫發生器(1)，將製備出的降塵泡沫經高壓膠管(3)輸送至泡沫噴頭(4)噴射而出，在綜掘機截割部(5)四周形成立體式的泡沫罩，對綜掘機截割作業產生的粉塵進行迅速包裹、抑制和沉降；c.在開啟泡沫發生器(I)的同時，通過附壁風筒(8)將壓入式風筒(6 )中的軸向風流轉換為螺旋式風流(9)噴出，防止風流直接吹向泡沫噴射區域而影響泡沫運動軌跡，並在綜掘機司機位(7)的前方形成風幕隔塵區，防止粉塵向外擴散；d.開啟氣動除塵風機(10)對泡沫降塵後殘留於風幕隔塵區內的粉塵進行快速去除。
2.根據權利要求I所述的綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法，其特徵是所述的降塵泡沫的噴射流量為50 m3 /h 90m3 /h。
3.根據權利要求I所述的綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法，其特徵是所述的氣動除塵風機(10)的吸塵口位於壓入式風筒(6)的出風口前方，排放口位於壓入式風筒(6) 的出風口後方，抽出風量為壓入式風筒(6)壓入風量的80%。
4.根據權利要求I所述的綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法，其特徵是所述的附壁風筒(8)位於綜掘機司機位前方I. 2m，所噴出風流速度為18m/jr22m/S。
全文摘要
一種綜掘工作面降、隔、除一體化防塵方法，適用於煤礦井下綜掘工作面的粉塵防治。通過在綜掘機上安裝泡沫發生器，在巷道一側布設氣動除塵風機，在壓入式風筒前端安設附壁風筒，當綜掘機作業時，運行泡沫發生器製備泡沫，泡沫經噴頭噴射至綜掘機截割部塵源，快速沉降粉塵，利用附壁風筒將壓入式風筒中的軸向風流改為螺旋式風流噴出，防止風流直接吹向泡沫噴射區域影響泡沫軌跡，並在綜掘機司機前方形成風幕隔塵區，有效防止粉塵向外擴散，開啟氣動除塵風機對隔塵區內的殘餘粉塵進行去除。本發明將泡沫降塵、風幕隔塵與氣動風機除塵有機地集於一體，可顯著提高綜掘工作面防塵效果，並可避免使用電動除塵風機帶來的安全隱患，具有廣泛的實用性。
文檔編號E21C35/22GK102536236SQ201110452280
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者任萬興, 何飛, 張義坤, 張禕, 王和堂, 王德明, 陸新曉, 陳貴, 韓方偉 申請人:中國礦業大學