CN101260811A - 一种深井高压细水雾降尘方法及降尘装置 - Google Patents

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李夕兵
李志国
周梓荣
王晋
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Abstract

本发明公开了一种深井高压细水雾降尘方法及降尘装置，利用深井开采过程中从地面引入的地表水，通过地面与采掘工作面之间的自然落差势能产生高压水，将该高压水通过高压水雾喷咀产生高压细水雾，对采掘工作面上的产尘区域实现降尘作业。该装置包括供水机构和高压水雾产生装置，供水机构为布置于地面与采掘工作面之间地表水引入管路，高压水雾产生装置包括高压水雾喷咀，所述地表水引入管路通过总阀门及高压水输送管路与高压水雾喷咀相连。本发明具有成本低廉、操作简便、节能、高效、环保等优点。

Description

一种深井高压细水雾降尘方法及降尘装置
技术领域
本发明主要涉及到深部矿产资源的开发领域，特指一种深井高压细水雾降尘方法及降尘装置。
背景技术
现有技术中，传统的矿山除尘方法有两种方式：一是采用低压或常压喷淋降尘，二是采用高压水泵供给高压水进行高压水喷雾降尘。其中，低压或常压喷淋降尘由于压力所限产生的雾滴较大，且雾滴基本没有荷电量，故仅对非呼吸性粉尘(≥7.07μm)有一定抑制作用，对矿山生产中产生的大量的呼吸性粉尘降尘效率极低。高压喷雾却能使雾滴粒径大大减小，使雾滴粒径更接近于粉尘粒径，单位体积内的雾滴数量是常规中低压喷雾的几十、上百倍，且由于高压水与喷咀的摩擦作用使雾滴荷电，单位体积内的雾滴荷电量也显著增加，大大提高了降尘率，特别是对呼吸性粉尘的降尘效率更加明显。然而现有传统高压水喷雾降尘均采用高压水泵增压提供高压水源，相关技术方案中所公布的喷雾装置均需相关高压水泵增压装置提供高压水源，其具有大投入、高耗能等缺陷，大大增加了高压水喷雾降尘的应用成本，限制了高压喷雾降尘方法的推广应用。
发明内容
本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种成本低廉、操作简便、且具有节能、高效、环保等优点的深井高压细水雾降尘方法及降尘装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种深井高压细水雾降尘方法，其特征在于：利用深井开采过程中从地面引入的地表水，通过地面与采掘工作面之间的自然落差势能产生高压水，将该高压水通过高压水雾喷咀产生高压细水雾，对采掘工作面上的产尘区域实现降尘作业。
所述高压水经压力、流量调节后通过高压水雾喷咀产生高压细水雾。
本发明进一步通过实时监测采掘工作面上产尘区域中的粉尘粒度和粉尘含量，根据实际降尘需要对高压水的压力和流量进行调节。
一种深井高压细水雾降尘装置，其特征在于：它包括供水机构和高压水雾产生装置，所述供水机构为布置于地面与采掘工作面之间地表水引入管路，高压水雾产生装置包括高压水雾喷咀，所述地表水引入管路与高压水雾喷咀相连。
所述地表水引入管路依次通过总阀门、高压水输送管路、电控阀、高压水软管与高压水雾喷咀相连，所述电控阀的控制输入端与压力流量控制调节器相连，所述地表水引入管路的入口布置有低压水过滤器。
所述压力流量控制调节器与位于采掘工作面上产尘区域的浓度测量传感器相连。
所述高压水雾喷咀固定于支架上，高压水雾喷咀通过高压水软管与电控阀相连，所述支架、电控阀和压力流量控制调节器均固定于移动小车上。
与现有技术相比，本发明的优点就在于：本发明充分利用、优化现有资源及技术，以简洁、合理的连接方式将各组成部分有机结合成一个整体，既能充分利用深井水的天然落差势能进行高压水喷雾，提高降尘率、节约能源，又避免了传统高压喷雾系统中高压水泵增压设备的高额投入，降低生产成本，提高经济效益；而且，通过移动小车的设计，本发明可用于深部矿产资源开采作业中的各产尘场所，具有较大的适用范围。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构原理示意图；
图2是本发明实施例2的结构原理示意图。
图例说明
1-低压水过滤器    2-地表水引入管路
3-总阀门          4-高压水输送管路
5-电控阀          6-高压水软管
7-喷咀            8-浓度测量传感器
9-数据电缆        10-压力流量控制调节器
11-外接电源线     12-产尘区域
13-喷咀支架       14-移动小车
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明的一种深井高压细水雾降尘方法，利用深井开采过程中从地面引入的地表水，通过地面与采掘工作面之间的自然落差势能产生高压水，将该高压水通过高压水雾喷咀产生高压细水雾，对采掘工作面上的产尘区域实现降尘作业。而利用高压细水雾滴通过惰性凝结和静电凝结作用实现降尘目的，可大大提高降尘效率和降尘效果。在较佳实施例中，可以对高压水进行适当调节，经压力、流量调节后通过高压水雾喷咀产生高压细水雾。同时，还可进一步通过实时监测采掘工作面上产尘区域中的粉尘粒度和粉尘含量，然后根据实际降尘需要对高压水的压力和流量进行调节。在深部矿产资源开采中，需要大量的水进行炮孔冲洗及其它采掘工作，特别在中国北方等干旱地区这些水大多是从地面引入，随着矿井开采深度越来越大，水的自然落差产生的水力势能也越来越大，正可以利用其产生的高水压进行高压水喷雾降尘作业。本发明正是采用这种方法，其相比传统方式，可极大地提高降尘率，减少能量消耗，降低生产成本，提高经济效益，且整个降尘作业过程不产生多于废水。
实施例1：参见图1所示，采用上述方法的深井高压细水雾降尘装置，它包括供水机构和高压水雾产生装置，供水机构为布置于地面与采掘工作面之间地表水引入管路2，高压水雾产生装置包括高压水雾喷咀7，地表水引入管路2与高压水雾喷咀7相连。布置于地面与采掘工作面之间的地表水引入管路2能够通过地面与采掘工作面之间的自然落差势能使其成为高压水，再经高压水雾喷咀后产生高压细水雾，对采掘工作面上的产尘区域实现降尘作业。在本实施例中，地表水引入管路13依次通过总阀门3、高压水输送管路4、电控阀5、高压水软管与高压水雾喷咀7相连，电控阀5的控制输入端与压力流量控制调节器10相连。低压水过滤器1安装于井口低压端地表水引入管路2入口，要求过滤精度20μm以下，以保证喷咀不被杂质堵孔。地表水引入管路2可根据井深不同分段选用不同抗压强度的水管，以达到降低成本的目的。高压水雾喷咀7的孔径一般1～1.5mm，高压水雾喷咀7应能将高压水雾化成微细雾滴，雾滴粒径由电控阀5通过压力流量控制调节器10进行控制。在较佳实施例中，压力流量控制调节器10与位于采掘工作面上产尘区域12的浓度测量传感器8相连，浓度测量传感器8通过数据电缆9与压力流量控制调节器10相连，压力流量控制调节器10通过外接电源线11与供电设备相连。浓度测量传感器8能够测量空气中粉尘含量及粉尘粒度分布数据，浓度测量传感器8的测量区域为工作面喷雾区域。压力流量控制调节器10中的手动档位调节装置可以根据不同作业场所选择不同的档位，以调用不同的粉尘粒度数据代替粉尘粒度测量数据；经数据处理装置计算出喷雾压力及时间，并通过信号转换装置、传输电缆把控制信号传输给电控阀5，控制其动作。根据浓度测量传感器8的测量结果不同，高压水压力通过电控阀5控制在8～14MPa之间，雾滴粒径最佳应在5～50μm范围内，以捕获非呼吸性及呼吸性粉尘。高压水雾喷咀7应安装于一定高度，一般稍高于工作面中间位置，朝向工作面直接喷雾，视工作面大小不同可布置一个或多个高压水雾喷咀7同时工作，一个电控阀5可同时控制一个或多个高压水雾喷咀7的工作。
在使用过程中打开电源开关，由浓度测量传感器8实时采取空气样品并测量出粉尘的浓度及粒度数据；或由浓度测量传感器8采取空气样品并测量出粉尘的浓度数据，手动调节手动档位调节装置获取系统预置粉尘粒度数据，数据流经传输装置至压力流量控制调节器10中的数据处理装置，数据处理装置计算出对应压力及喷雾时间数据并通过信号转换装置输出给电控阀5，使电控阀5根据需要量动作，系统供水装置则经低压水过滤器1、地表水引入管路2、总阀门3、高压水输送管路把高压水输送至高压水雾喷咀7，即高压水经电控阀5通过高压水软管6向高压水雾喷咀7供水，高压水雾喷咀7喷出高压细水雾，细水雾吸附空气中的尘埃降落地面达到降尘目的。上述过程可周而复始的循环，以达到连续降尘。
实施例2：如图2所示，本实施例也是采用上述方法的深井高压细水雾降尘装置，本实施例的结构与实施例1基本相同，不同之处在于：高压水雾喷咀7固定于支架13上，高压水雾喷咀7通过高压水软管6与电控阀5相连，支架13、电控阀5和压力流量控制调节器10均固定于移动小车14上。这样，大大增加了降尘装置的可移动性，便于在巷道掘进工作面等工作环境中应用，扩大了其适用范围。

Claims (7)

1、一种深井高压细水雾降尘方法，其特征在于：利用深井开采过程中从地面引入的地表水，通过地面与采掘工作面之间的自然落差势能产生高压水，将该高压水通过高压水雾喷咀产生高压细水雾，对采掘工作面上的产尘区域实现降尘作业。
2、根据权利要求1所述的深井高压细水雾降尘方法，其特征在于：所述高压水经压力、流量调节后通过高压水雾喷咀产生高压细水雾。
3、根据权利要求2所述的深井高压细水雾降尘方法，其特征在于：通过实时监测采掘工作面上产尘区域中的粉尘粒度和粉尘含量，根据实际降尘需要对高压水的压力和流量进行调节。
4、一种深井高压细水雾降尘装置，其特征在于：它包括供水机构和高压水雾产生装置，所述供水机构为布置于地面与采掘工作面之间地表水引入管路(2)，高压水雾产生装置包括高压水雾喷咀(7)，所述地表水引入管路(2)与高压水雾喷咀(7)相连。
5、根据权利要求4所述的深井高压细水雾降尘装置，其特征在于：所述地表水引入管路(2)依次通过总阀门(3)、高压水输送管路(4)、电控阀(5)、高压水软管(6)与高压水雾喷咀(7)相连，所述电控阀(5)的控制输入端与压力流量控制调节器(10)相连，所述地表水引入管路(2)的入口布置有低压水过滤器(1)。
6、根据权利要求5所述的深井高压细水雾降尘装置，其特征在于：所述压力流量控制调节器(10)与位于采掘工作面上产尘区域(12)的浓度测量传感器(8)相连。
7、根据权利要求4或5或6所述的深井高压细水雾降尘装置，其特征在于：所述高压水雾喷咀(7)固定于支架(13)上，高压水雾喷咀(7)通过高压水软管(6)与电控阀(5)相连，所述支架(13)、电控阀(5)和压力流量控制调节器(10)均固定于移动小车(14)上。
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