抑塵裝置的製作方法

2023-05-05 01:24:12

本實用新型實施例涉及煤礦除塵技術，具體涉及一種抑塵裝置。

背景技術：

礦井煤塵的防治工作是煤炭工業安全生產中的重要內容。礦井煤塵不僅具有爆炸危險，會對煤礦安全生產帶來很大的威脅，而且還會危害人體健康，礦工長期吸入煤塵後，輕者會患呼吸性疾病、重者會患上塵肺病，而塵肺病引發的礦工致殘和死亡人數在國內外都十分驚人，據統計，塵肺病死亡人數是工傷死亡人數的六倍。另外，礦井煤塵聚集可能會引發火災，煤塵還會加速機械磨損，縮短精密儀器的使用壽命；礦井煤塵還會危害電氣設備安全，引起電氣設備短路、接地等故障，會對煤礦正常生產造成嚴重影響，因此搞好煤炭工業煤塵防治工作對於保障礦工的生命財產安全具有重要的現實意義。

目前，煤礦的除塵方法主要採用大水幕除塵、煤壁提前注水等措施來除塵。煤壁提前注水，用水量大，容易造成水資源嚴重浪費。傳統的大水幕除塵裝置，價格比較昂貴，成本高，對水質要求高；而且大水幕結構複雜，一旦損壞後維修難度大。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型實施例提出一種抑塵裝置，以解決上述技術問題。

本實用新型實施例提出一種抑塵裝置，其包括：噴霧器和抑塵網，抑塵網包括安裝架和紗網，紗網覆設在安裝架上；噴霧器包括噴杆和多個噴咀，所述多個噴咀分別安裝在噴杆上，相鄰噴咀相距預定距離，噴杆與供水管路連接；抑塵網安裝在噴咀下方的預定位置處。

可選地，每個噴咀均與抑塵網呈預定夾角，預定夾角為30°-60°。

可選地，其中，預定夾角為45°。

可選地，其中，抑塵網與噴咀的間距小於等於50cm。

可選地，其中，相鄰噴咀間距相等，間距為20-30cm。

可選地，其中，噴咀包括咀身和咀頭，咀身和咀頭焊接而成，咀身為管狀，咀頭為空心圓錐體，其上具有噴孔，噴孔的直徑小於等於2mm。

可選地，其中，噴杆為不鏽鋼鋼管，其內徑小於等於34mm。

可選地，其中，安裝架為矩形框架，由不鏽鋼製作而成。

可選地，其中，紗網為塑料網，塑料網的網孔的尺寸小於等於0.2cm×0.2cm。

可選地，其中，噴杆通過連接管與供水管路連接，連接管上具有用於控制供水管路向噴杆內注水的閥門。

本實用新型實施例提出的抑塵裝置通過設置噴霧器和抑塵網，將抑塵網設置在噴霧器下風側的預定位置，即可形成霧化水簾，實現噴霧降塵，相對於現有技術中的大水幕降塵裝置，本實用新型實施例提出的抑塵裝置結構簡單，生產成本低，便於裝卸和維護，復用率高；通過將噴咀與抑塵網設置為預定夾角，使得噴霧器落在抑塵網上的面積最大化，可覆蓋全斷面，實現全方位除塵，除塵效率高。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的抑塵裝置的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例的噴霧器的結構示意圖。

圖3是固相、液相和氣相接觸角示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖以及具體實施例，對本實用新型的技術方案進行詳細描述。

圖1示出了本實用新型實施例的抑塵裝置的結構示意圖，圖2示出了本實用新型實施例的噴霧器的結構示意圖。抑塵裝置包括噴霧器和抑塵網，抑塵網包括安裝架7和紗網6，紗網6覆設在安裝架7上；噴霧器包括噴杆1和多個噴咀2，多個噴咀2安裝在噴杆1上，相鄰噴咀2相距預定距離，噴杆1與供水管路連接；使用時，噴杆1安裝在巷道頂板上，抑塵網安裝在噴咀下風側的預定位置處。

抑塵裝置可設置在有粉塵、煤塵的巷道下風側的任意位置，安裝要求低，例如綜採工作面回、運順槽、掘進工作面、主要迴風大巷、轉載點等地點的下風側。

安裝時，首先，將噴霧器沿巷道頂板安裝完成，噴杆1的長度方向與巷道走向垂直，噴杆1的長度與巷道寬度適配。噴杆1距離巷道頂板不大於10cm，每個噴咀2迎風方向設置，每個噴咀2與抑塵網呈預定夾角(如45°)。將噴杆2與礦井供水系統連接。其次，將抑塵網安裝在滅塵地點，設置在噴霧器的下風側，使用鐵絲等與巷道頂進行連接和加固。噴咀2與抑塵網相距預定距離(如50cm)。安裝完成後，將噴霧器打開，抑塵網上會形成一道噴霧霧化水簾，立即捕捉風流攜帶的大量粉塵、煤塵，不間斷的進行噴霧，霧化牆也在不間斷的成型，不間斷的進行降塵，在帶塵風流通過抑塵裝置時，將煤塵留下，化作了泥土，淨化了風流，提高了作業環境質量，保障了煤礦安全生產。

為了增大水幕面積，每個噴咀2均與抑塵網呈預定夾角，夾角為30-60°。優選地，噴咀2與抑塵網的夾角為45°，根據接觸角原理和楊氏方程計算可知，水霧落在了抑塵網上面的面積最大，可覆蓋全斷面，實現全方位除塵，滅塵效果最佳。

進一步地，噴咀2與安裝架7間距小於等於50cm，間距在50cm以內時，噴霧器開始噴霧時，在霧化時，能在抑塵網上形成一道全封閉的水霧簾，以覆蓋全斷面，當粉塵、煤塵通過水霧簾時將其全部除去，實現全方位除塵。

在本實用新型的實施例中，噴杆1由不鏽鋼無縫鋼管制成，其內徑小於等於34mm。噴杆1的長度可根據巷道寬度進行設置，例如4.2m。噴杆1上具有帶螺口安裝孔，用於安裝噴咀2。

在本實用新型的實施例中，噴咀2採用銅質材料製成，銅質材料抗腐蝕性強，而且強度高，可保證在礦井水的壓力下不會損壞。在圖2中，噴咀2的數量為8個，相鄰噴咀2的間距相等，例如將間距設置為20-30cm。噴咀2的數量設置，以噴咀2噴出的水霧能全部覆蓋斷面即可。

進一步地，噴咀2包括咀身和咀頭，咀身和咀頭焊接而成，咀身採用銅管制成，銅管的外徑為2cm，內徑為1.6cm。咀頭為空心圓錐體，圓錐體壁厚為0.4cm，咀頭具有噴孔，噴孔的直徑≤2mm。噴孔的直徑越小，霧化效果越好。

在本實用新型的實施例中，安裝架7為矩形框架，由不鏽鋼製成。安裝架7的尺寸可根據巷道進行設置，例如寬×高＝4.2m×3.2m或者3.6m×3.2m。根據巷道斷面的需要，還可將安裝架7分成若干個小框架，小框架的尺寸可設為30cm×30cm。每個小框都用紗網6進行覆蓋。小框架的周向上設置有卡槽，紗網通過螺栓和壓條與卡槽固定連接。紗網6可採用網孔尺寸不大於0.2cm×0.2cm的高分子塑料網，如聚乙烯或聚氯乙烯，也可採用其他具有阻燃性能的材料。

進一步地，如圖1所示，安裝架7上還具有用於人員通行的小門8，小門8也用塑料網進行覆蓋。小門8在設計時必須能夠實現自關，人員通行後可自動關閉，例如，可通過一根彈簧實現小門8的自動關閉，將彈簧的兩端分別固定在門拉手5和安裝架7上。

在本實用新型的實施例中，噴杆1與供水管路通過連接管3連接，連接管採用高壓軟管，供水管路的壓力應不小於2MPa。

進一步地，連接管3上設置有閥門4，用於控制供水管路向噴杆1內注水，可方便控制噴霧器工作，節約用水。閥門4可採用電動閥門，以實現遠程控制。

本實用新型實施例的抑塵裝置的理論基礎和依據如下：

粉塵顆粒與液體接觸後能否相互附著難易程度的性質叫做溼潤性。粉塵可根據能夠被水溼潤的程度分為兩類：疏水性粉塵(如：石墨、炭黑)和親水性粉塵(如：石英、粉塵、鍋爐灰)。疏水性粉塵與液體接觸時，接觸面趨於縮小而不能附著，粉塵不易被溼潤；親水性粉塵與液體接觸時，接觸面擴大而相互附著，粉塵易被溼潤。隨著粉塵粒徑的減小、壓力的降低以及溫度的升高，粉塵的溼潤性降低。此外，粉塵的溼潤性還與粉塵的種類、歷經和形狀、生成條件、組成、溫度、含水率、表面粗糙度及荷電性等性質有關；同時還與液體的表面張力及塵粒與液體之間的粘附力和接觸方式有關。表面張力越小的液體，粉塵溼潤性越好。

一般來說，礦井巷道內由於生產所產生的大量粉塵和煤塵，單靠一組簡單的灑水裝置，除塵是不徹底的，只能解決一小部分粉塵和煤塵。本實用新型實施例的抑塵裝置通過設置噴霧器和抑塵網，利用礦井的供水系統形成一個網狀噴霧水珠牆，使粉塵和煤塵在風流的帶動下，通過該抑塵裝置時，將所有粉塵和煤塵消滅。粉塵溼潤是指液體將塵粒表面氣體擠出後，在其表面鋪展的過程。在這一過程中，固-氣界面消失，形成固-液界面和液-氣界面，所以溼潤過程也就是固-液-氣三相界面上表面能變化的過程。粉塵的溼潤性是決定除塵設施除塵效果的重要因素，它取決於液體和塵粒表面的接觸角。接觸角θ是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角，是潤溼程度的量度。液體和塵粒界面(AC)與液體表面的切線(AB)間的夾角，由圖3可知：

cosθ＝(Fd.a-Fd.w)/Fw.a

式中Fd.a——塵、氣界面的表面張力，Pa；

Fd.w——塵、液界面的表面張力，Pa；

Fd.a——液、氣界面的表面張力，Pa；

若cosθ＜0，即θ＞90°時，塵粒不被水溼潤；若0＜cosθ＜1，即θ＜90°時，塵粒能被溼潤；若cosθ＝0，即θ＝0時，就能完全溼潤。

容易被溼潤的粉塵稱為親水性粉塵，不容易被溼潤的粉塵稱為疏水性粉塵。各種礦巖的溼潤邊界角大小因其礦物成分和巖石化學成分不同而不同，其中巖塵和煤塵都能夠被水溼潤，而且巖塵比煤塵更容易被水溼潤，因此，均可採用噴霧降塵。該抑塵裝置正是利用了煤塵與水良好的接觸性，從而將其溼潤、聚集、沉降，從而達到降塵除塵的目的。

該新型抑塵裝置主要應用於煤礦，用來消除生產過程中所產生的煤塵、粉塵，從而為廣大煤礦工人提供一個良好的作業環境，降低和消除煤礦工人塵肺病、矽肺病的得病率。同時，消除煤礦井下粉塵、煤塵爆炸，保障安全生產。

本實用新型實施例的抑塵裝置在綜採工作面等地點應用時的注意事項，具體如下：

(1)抑塵裝置的設置位置：掘進巷道設在距工作面不大於150米處，綜採工作面設在迴風順槽距工作面不大於50米處。原則上設置一組抑塵裝置，有條件的可設置兩組以上，相鄰抑塵裝置的間距不大於600米；

(2)井下供水管路必須保證有充足的水量，供水水壓大於2.0MPa；

(3)連接管上的閥門必須保持常開狀態，工作人員不得擅自關閉閥門；

(4)抑塵裝置安裝必須牢固、安全、可靠，防止其脫落，造成損壞；

(5)抑塵裝置必須便於安裝和拆卸，且安裝位置必須遠離電氣設備，防止影響電氣設備的正常運行；

(6)現場作業人員應愛護抑塵裝置，嚴禁人員隨意敲擊新型抑塵裝置，另外需安排人員定時檢查抑塵裝置的噴咀防止其堵塞，影響噴霧效果；

(7)工作面迴風、運輸順槽、掘進工作面工具房內應準備足夠量的備用抑塵裝置，一旦發現損壞可以立即進行現場更換，確保正常使用；

(8)損壞的抑塵裝置應該及時回收進行維修，嚴禁亂扔亂放；

(9)工人出入採掘工作面要隨手關閉抑塵網的門，以保證防塵、滅塵效果；

(10)安裝時，嚴格按照使用說明書操作，在靠近抑塵網風流上風側安設噴霧器，噴霧器的噴霧應覆蓋全斷面，並保證噴霧能正常的使用；

(11)由各使用單位對抑塵網進行維護和管理，定期對抑塵網進行清洗。

本實用新型實施例的抑塵裝置與傳統的除塵裝置相比較，具有以下優點：

(1)該抑塵裝置不需要專門人員去開關閥門，可實現遠程控制，降低了勞動力成本，提高了滅塵效率，還可節約用水量，降低生產成本；

(2)該抑塵裝置可實現全斷面、全方位滅塵，該抑塵裝置噴霧霧化效果好，在抑塵網上形成一層水幕，在風流經過時，徹底洗掉煤塵、粉塵；同時該抑塵裝置的紗網給風流一個阻力，可放緩風流速度，減少揚塵數量，也給迴風量施加了一定的阻力，採空區風流流出量放緩，可減少氧氣流入量，放緩採空區氧化速度，防止採空區自然發火，消除火患；

(3)該抑塵裝置結構簡單，生產成本低，便於製造、維修和恢復；

(4)礦井所有巷道均有供水管路，直接安裝便可使用，利用水壓作為動力，無需電能驅動，運行成本低，安全性能高；

(5)應用範圍廣，對風流大小要求低，不僅消除煤塵、粉塵，還可溼潤空氣，提高作業環境。

以上，結合具體實施例對本實用新型的技術方案進行了詳細介紹，所描述的具體實施例用於幫助理解本實用新型的思想。本領域技術人員在本實用新型具體實施例的基礎上做出的推導和變型也屬於本實用新型保護範圍之內。