一種礦井除塵系統及方法
2023-05-27 16:05:01
專利名稱：一種礦井除塵系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種礦井除塵系統及方法，尤其適用於煤礦井下採掘工作麵粉塵的防 治。
背景技術：
煤礦井下的作業過程大多都伴隨著大量粉塵的產生，這使得井下作業場所的粉 塵汙染極其嚴重，直接危及煤礦的安全生產及作業人員的身心健康。為了改善作業環境， 目前大多採取不同形式的除塵措施，其中噴霧降塵作為一種系統簡單、調控方便、使用可 靠的粉塵防治技術得到了廣泛的應用，而其中的霧化噴嘴則是噴霧降塵技術的核心部件， 由於噴嘴的結構直接關係到霧流的形狀、霧滴的大小，從而直接影響到除塵的效果。專利 (96117158. 8)公布了「防止粉塵擴散的噴霧降塵方法及其噴嘴」，該專利涉及了一種能夠同 時產生「以阻塵為目的的空心錐形霧幕」和「以降塵為目的的實心錐形霧柱」的霧化噴嘴， 由於該噴嘴採用的依然是壓力霧化的方法，其在如何產生更細小粒徑的霧滴方面並未有所 改進；專利(200610076726. 9)公布了一種「礦井除塵方法及其專用設備」，考慮了從礦井通 風及溫溼度變化的角度來合理的布置噴嘴，通過氣、水霧化產生的細小霧滴來達到降塵的 目的，但在如何保證水霧射流的方向性及其與粉塵碰撞的強度方面依然尚存不足。
發明內容
技術問題本發明的目的在於克服已有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、除 塵效率高、運行可靠且適用於煤礦井下採掘等作業面的噴霧除塵系統及方法。技術方案本發明的礦井除塵系統，包括噴霧裝置，噴霧裝置上並連有壓風調節供 給管路和給水加壓調節供給管路，壓風調節供給管路上依次設有壓風經調節閥、壓風逆止 閥；給水加壓調節供給管路上依次設有給水調節閥、防爆型給水加壓泵、水壓表、給水逆止 閥、混合器；混合器上串連有除塵劑定量添加管路，除塵劑定量添加管路上依次設有除塵劑 儲箱、除塵劑調節閥、防爆型除塵劑定量添加泵、除塵劑壓力表、除塵劑逆止閥；所述的噴霧 裝置包括並列設置的多個內置雙流體霧化噴嘴的文丘裡式旋流引射器，每個文丘裡式旋流 引射器的進口管路上均設有壓風調節閥；壓風調節供給管路經供風管網與每個文丘裡式旋 流引射器的供風入口相連，給水加壓調節供給管路經供水管網與每個文丘裡式旋流引射器 的供水入口相連，連接每個文丘裡式旋流引射器的供水管網上設有供水管網壓力表，連接 每個文丘裡式旋流引射器的供風管網上設有供風管網壓力表。所述的壓風調節供給管路上設有壓風過濾器；所述的給水加壓調節供給管路上設 有給水過濾器；所述的除塵劑定量添加管路上設有除塵劑過濾器。本發明的礦井除塵方法，包括如下步驟a.將噴霧裝置布設在採掘工作面，利用井下壓風系統和井下供水系統設置與噴霧裝置 相連的壓風調節供給管路、給水加壓調節供給管路和除塵劑定量添加管路；b.除塵時，壓風調節供給管路、給水加壓調節供給管路和除塵劑定量添加管路同時作業開啟壓風調節供給管路上的壓風調節閥，壓力為0. 3 0. 7MPa的壓風經調節閥、壓風 過濾器、壓風逆止閥後進入文丘裡式旋流引射器內；開啟給水加壓調節供給管路上的調節閥，井下供水系統中的水經過調節閥、給水過濾 器後由防爆型給水加壓泵加壓，經給水逆止閥進入混合器；開啟除塵劑定量添加管路上的除塵劑調節閥，使除塵劑儲箱內配製好的的除塵劑經除 塵劑過濾器、防爆型除塵劑定量添加泵、除塵劑逆止閥後進入混合器，進入混合器內的除塵 劑與加壓水充分混合後，進入雙流體霧化噴嘴的文丘裡式旋流引射器內；同時進入文丘裡式旋流引射器的壓風、含除塵劑的加壓水在雙流體霧化噴嘴的作用下 形成氣、液雙流體霧化的水霧；e.水霧經文丘裡式旋流引射器後形成具有旋流強度和剛性的水霧射流，與井下的粉塵 進行碰撞、攔截和捕獲；同時含塵氣流還將再次被負壓抽吸進入文丘裡式旋流引射器，形成 二次降塵。所述除塵劑的使用濃度在0. 1% 0. 5%之間；所述防爆型給水加壓泵的加壓不低 於 3ΜΙ^。有益效果1)採用氣、水雙流體霧化，顯著降低了霧化水滴的粒徑；2)設置了除塵劑定量添加裝置，改善了霧化液滴與粉塵顆粒表面的接觸特性；3)採用旋轉式霧化射流，保證了水霧射流的強度和剛性；4)設置了文丘裡式旋流引射器，旋轉射流水霧在與粉塵碰撞、攔截降塵的同時，含塵氣 流將再次被抽吸進入引射器，從而形成二次降塵，提高了除塵效率。
圖1為本發明的礦井除塵系統結構示意圖。圖2為本發明的內置雙流物化噴嘴的文丘裡式旋流引射器結構圖。圖中1-壓風調節供給管路，2-給水加壓調節供給管路，3-除塵劑定量添加管路， 4-除塵劑儲箱，5-壓風過濾器，6-風壓表，7-壓風逆止閥，8-給水過濾器，9-防爆型給水加 壓泵，10-水壓表，11-給水逆止閥，12-混合器，13-除塵劑過濾器，14-防爆型除塵劑定量 添加泵，15-除塵劑壓力表，16-除塵劑逆止閥，17-供水管網壓力表，18-文丘裡式旋流引射 器，19-供風管網壓力表，20-雙流體物化噴嘴。
具體實施例方式下面結合附圖本對發明的一個實施例作進一步的描述如圖1所示，本發明的種礦井除塵系統，主要由噴霧裝置、壓風調節供給管路1、給水加 壓調節供給管路2和除塵劑定量添加管路3構成，壓風調節供給管路1、給水加壓調節供給 管路2並連在噴霧裝置上，除塵劑定量添加管路3串連在給水加壓調節供給管路2上，壓風 調節供給管路1上依次設有壓風經調節閥J1、壓風過濾器5、風壓表6和壓風逆止閥7 ；給 水加壓調節供給管路2上依次設有給水調節閥J2、給水過濾器8、防爆型給水加壓泵9、水 壓表10、給水逆止閥11和混合器12 ；混合器12上串連有除塵劑定量添加管路3，除塵劑定量添加管路3上依次設有除塵劑儲箱4、除塵劑調節閥J3、防爆型除塵劑定量添加泵14、除 塵劑壓力表15、除塵劑逆止閥16 ；所述的噴霧裝置包括並列設置的多個內置雙流體霧化噴 嘴20的文丘裡式旋流引射器18，根據需要設置文丘裡式旋流引射器18的數量，圖中所示 為四個，四個文丘裡式旋流引射器18的進出口管路上均設有壓風調節閥，進口管路上分別 為J4、J6、J8、J10，出口管路上分別為J5、了7、州、11;壓風調節供給管路1經供風管網 與每個文丘裡式旋流引射器18的供風入口相連，給水加壓調節供給管路2經供水管網與每 個文丘裡式旋流引射器18的供水入口相連，連接每個文丘裡式旋流引射器18的供水管網 上設有供水管網壓力表17，連接每個文丘裡式旋流引射器18的供風管網上設有供風管網 壓力表19，通過氣、液雙流體霧化形成水霧，經文丘裡式旋流引射器18後形成具有一定旋 流強度和剛性的水霧射流。 本發明的礦井除塵方法首先將噴霧裝置布設在採掘工作面，利用井下壓風系統 和井下供水系統設置與噴霧裝置相連的壓風調節供給管路1、給水加壓調節供給管路2和 除塵劑定量添加管路3，除塵劑的使用濃度在0. 1% 0. 5%之間；除塵時，壓風調節供給管 路1、給水加壓調節供給管路2和除塵劑定量添加管路3同時開啟，經壓風調節供給管路1 上的壓風調節閥J1，井下壓風系統中的壓力為0. 3 0. 7MPa的壓風經調節閥J1、壓風過濾 器5、壓風逆止閥7後進入文丘裡式旋流引射器18內；經給水加壓調節供給管路2上的調 節閥J2，井下供水系統中的水經過調節閥J2、給水過濾器8後由防爆型給水加壓泵9加壓， 防爆型給水加壓泵9的加壓不低於3MPa。經給水逆止閥11進入混合器12 ；經除塵劑定量 添加管路3上的除塵劑調節閥J3，使除塵劑儲箱4內配製好的的濃度在0. 1% 0. 5%之間 的除塵劑經除塵劑過濾器13、防爆型除塵劑定量添加泵14、除塵劑逆止閥16後進入混合器 12，進入混合器12內的除塵劑與加壓水充分混合後，進入由具有雙流體霧化噴嘴20的多個 文丘裡式旋流引射器18的噴霧裝置內；壓力為0. 3 0. 7MPa的壓風經調節閥J1、壓風過濾 器5、壓風逆止閥7後也進入文丘裡式旋流引射器18，同時進入文丘裡式旋流引射器18的 壓風、含除塵劑的加壓水在雙流體霧化噴嘴20的作用下形成氣、液雙流體霧化的水霧；水 霧經文丘裡式旋流引射器18後形成具有旋流強度和剛性的水霧射流，對井下的粉塵進行 碰撞、攔截和捕獲；同時含塵氣流在文丘裡式旋流引射器18的負壓抽吸作用下，再次被吸 入文丘裡式旋流引射器18，與水霧繼續碰撞而形成二次降塵，提高了除塵效率。
權利要求
1.一種礦井除塵系統，其特徵在於它包括噴霧裝置，噴霧裝置上並連有壓風調節供 給管路(1)和給水加壓調節供給管路(2 )，壓風調節供給管路(1)上依次設有壓風經調節閥 (J1)、壓風逆止閥(7)；給水加壓調節供給管路(2)上依次設有給水調節閥(J2)、防爆型給 水加壓泵(9)、水壓表(10)、給水逆止閥(11)、混合器(12)；混合器(12)上串連有除塵劑定 量添加管路(3)，除塵劑定量添加管路(3)上依次設有除塵劑儲箱(4)、除塵劑調節閥(J3)、 防爆型除塵劑定量添加泵(14)、除塵劑壓力表(15)、除塵劑逆止閥(16)；所述的噴霧裝置 包括並列設置的多個內置雙流體霧化噴嘴(20)的文丘裡式旋流引射器(18)，每個文丘裡 式旋流引射器(18)的進口管路上均設有壓風調節閥；壓風調節供給管路(1)經供風管網與 每個文丘裡式旋流引射器(18)的供風入口相連，給水加壓調節供給管路(2)經供水管網與 每個文丘裡式旋流引射器(18)的供水入口相連，連接每個文丘裡式旋流引射器(18)的供 水管網上設有供水管網壓力表(17)，連接每個文丘裡式旋流引射器(18)的供風管網上設 有供風管網壓力表(19)。
2.據權利要求1所述的礦井除塵系統，其特徵在於所述的壓風調節供給管路(1)上設 有壓風過濾器(5)。
3.據權利要求1所述的礦井除塵系統，其特徵在於所述的給水加壓調節供給管路(2) 上設有給水過濾器(8)。
4.據權利要求1所述的礦井除塵系統，其特徵在於所述的除塵劑定量添加管路(3)上 設有除塵劑過濾器(13)。
5.一種礦井除塵方法，其特徵在於包括如下步驟a.將噴霧裝置布設在採掘工作面，利用井下壓風系統和井下供水系統設置與噴霧裝置 相連的壓風調節供給管路(1)、給水加壓調節供給管路(2)和除塵劑定量添加管路(3)；b.除塵時，壓風調節供給管路(1)、給水加壓調節供給管路(2)和除塵劑定量添加管路 (3)同時作業開啟壓風調節供給管路(1)上的壓風調節閥(Jl)，壓力為0. 3 0. 7MPa的壓風經調節 閥(J1)、壓風過濾器(5)、壓風逆止閥(7)後進入文丘裡式旋流引射器(18)內；開啟給水加壓調節供給管路(2)上的調節閥(J2)，井下供水系統中的水經過調節閥 (J2)、給水過濾器(8)後由防爆型給水加壓泵(9)加壓，經給水逆止閥(11)進入混合器 (12)；開啟除塵劑定量添加管路(3)上的除塵劑調節閥(J3)，使除塵劑儲箱(4)內配製好的 濃度為0. 1% 0. 5%的除塵劑經除塵劑過濾器(13)、防爆型除塵劑定量添加泵(14)、除塵 劑逆止閥(16)後進入混合器(12)，進入混合器(12)內的除塵劑與加壓水充分混合後，進入 雙流體霧化噴嘴的文丘裡式旋流引射器(18)內；同時進入文丘裡式旋流引射器(18)的壓風、含除塵劑的加壓水在雙流體霧化噴嘴 (20)的作用下形成氣、液雙流體霧化的水霧；e.水霧經文丘裡式旋流引射器(18)後形成具有旋流強度和剛性的水霧射流，與井下 的粉塵進行碰撞、攔截和捕獲；同時含塵氣流還將再次被負壓抽吸進入文丘裡式旋流引射 器(18)，形成二次降塵。
6.根據權利要求5所述的礦井除塵方法，其特徵在於所述防爆型給水加壓泵(9)的加 壓不低於3MPa。
全文摘要
一種礦井除塵系統及方法，適用於煤礦井下採掘工作面及粉塵量大且需要降塵的場合。除塵系統由壓風調節供給管路、給水加壓調節管路、降塵添加劑定量添加管路以及內置雙流體霧化噴嘴的文丘裡式旋流引射器組成。利用井下壓力不低於3MPa的水與降塵添加劑的混合液以及井下壓力為0.3～0.7MPa的壓風經雙流體霧化噴嘴進行霧化，水霧再經文丘裡式旋流引射器後形成具有旋流強度和剛性的水霧射流，對井下的粉塵進行碰撞、攔截和捕獲，同時含塵氣流將再次被負壓抽吸進入文丘裡式旋流引射器，與水霧繼續碰撞而形成二次降塵。該系統結構簡單、除塵效率高，有利於降低煤礦井下除塵的耗水量。
文檔編號B05B7/02GK102052085SQ201110025589
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月24日 優先權日2011年1月24日
發明者李慶釗, 林柏泉 申請人:中國礦業大學