CN102052085A

CN102052085A - 一种矿井除尘系统及方法

Info

Publication number: CN102052085A
Application number: CN2011100255897A
Authority: CN
Inventors: 李庆钊; 林柏泉
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2011-05-11

Abstract

一种矿井除尘系统及方法，适用于煤矿井下采掘工作面及粉尘量大且需要降尘的场合。除尘系统由压风调节供给管路、给水加压调节管路、降尘添加剂定量添加管路以及内置双流体雾化喷嘴的文丘里式旋流引射器组成。利用井下压力不低于3MPa的水与降尘添加剂的混合液以及井下压力为0.3～0.7MPa的压风经双流体雾化喷嘴进行雾化，水雾再经文丘里式旋流引射器后形成具有旋流强度和刚性的水雾射流，对井下的粉尘进行碰撞、拦截和捕获，同时含尘气流将再次被负压抽吸进入文丘里式旋流引射器，与水雾继续碰撞而形成二次降尘。该系统结构简单、除尘效率高，有利于降低煤矿井下除尘的耗水量。

Description

一种矿井除尘系统及方法

技术领域

本发明涉及一种矿井除尘系统及方法，尤其适用于煤矿井下采掘工作面粉尘的防治。

背景技术

煤矿井下的作业过程大多都伴随着大量粉尘的产生，这使得井下作业场所的粉尘污染极其严重，直接危及煤矿的安全生产及作业人员的身心健康。为了改善作业环境，目前大多采取不同形式的除尘措施，其中喷雾降尘作为一种系统简单、调控方便、使用可靠的粉尘防治技术得到了广泛的应用，而其中的雾化喷嘴则是喷雾降尘技术的核心部件，由于喷嘴的结构直接关系到雾流的形状、雾滴的大小，从而直接影响到除尘的效果。专利（96117158.8）公布了“防止粉尘扩散的喷雾降尘方法及其喷嘴”，该专利涉及了一种能够同时产生“以阻尘为目的的空心锥形雾幕”和“以降尘为目的的实心锥形雾柱”的雾化喷嘴，由于该喷嘴采用的依然是压力雾化的方法，其在如何产生更细小粒径的雾滴方面并未有所改进；专利（200610076726.9）公布了一种“矿井除尘方法及其专用设备”，考虑了从矿井通风及温湿度变化的角度来合理的布置喷嘴，通过气、水雾化产生的细小雾滴来达到降尘的目的，但在如何保证水雾射流的方向性及其与粉尘碰撞的强度方面依然尚存不足。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、除尘效率高、运行可靠且适用于煤矿井下采掘等作业面的喷雾除尘系统及方法。

技术方案：本发明的矿井除尘系统，包括喷雾装置，喷雾装置上并连有压风调节供给管路和给水加压调节供给管路，压风调节供给管路上依次设有压风经调节阀、压风逆止阀；给水加压调节供给管路上依次设有给水调节阀、防爆型给水加压泵、水压表、给水逆止阀、混合器；混合器上串连有除尘剂定量添加管路，除尘剂定量添加管路上依次设有除尘剂储箱、除尘剂调节阀、防爆型除尘剂定量添加泵、除尘剂压力表、除尘剂逆止阀；所述的喷雾装置包括并列设置的多个内置双流体雾化喷嘴的文丘里式旋流引射器，每个文丘里式旋流引射器的进口管路上均设有压风调节阀；压风调节供给管路经供风管网与每个文丘里式旋流引射器的供风入口相连，给水加压调节供给管路经供水管网与每个文丘里式旋流引射器的供水入口相连，连接每个文丘里式旋流引射器的供水管网上设有供水管网压力表，连接每个文丘里式旋流引射器的供风管网上设有供风管网压力表。

所述的压风调节供给管路上设有压风过滤器；所述的给水加压调节供给管路上设有给水过滤器；所述的除尘剂定量添加管路上设有除尘剂过滤器。

本发明的矿井除尘方法，包括如下步骤：

a．将喷雾装置布设在采掘工作面，利用井下压风系统和井下供水系统设置与喷雾装置相连的压风调节供给管路、给水加压调节供给管路和除尘剂定量添加管路；

b．除尘时，压风调节供给管路、给水加压调节供给管路和除尘剂定量添加管路同时作业：

开启压风调节供给管路上的压风调节阀，压力为0.3～0.7MPa的压风经调节阀、压风过滤器、压风逆止阀后进入文丘里式旋流引射器内；

开启给水加压调节供给管路上的调节阀，井下供水系统中的水经过调节阀、给水过滤器后由防爆型给水加压泵加压，经给水逆止阀进入混合器；

开启除尘剂定量添加管路上的除尘剂调节阀，使除尘剂储箱内配制好的的除尘剂经除尘剂过滤器、防爆型除尘剂定量添加泵、除尘剂逆止阀后进入混合器，进入混合器内的除尘剂与加压水充分混合后，进入双流体雾化喷嘴的文丘里式旋流引射器内；

同时进入文丘里式旋流引射器的压风、含除尘剂的加压水在双流体雾化喷嘴的作用下形成气、液双流体雾化的水雾；

e．水雾经文丘里式旋流引射器后形成具有旋流强度和刚性的水雾射流，与井下的粉尘进行碰撞、拦截和捕获；同时含尘气流还将再次被负压抽吸进入文丘里式旋流引射器，形成二次降尘。

所述除尘剂的使用浓度在0.1%～0.5%之间；所述防爆型给水加压泵的加压不低于3MPa。

有益效果：

1）采用气、水双流体雾化，显著降低了雾化水滴的粒径；

2）设置了除尘剂定量添加装置，改善了雾化液滴与粉尘颗粒表面的接触特性；

3）采用旋转式雾化射流，保证了水雾射流的强度和刚性；

4）设置了文丘里式旋流引射器，旋转射流水雾在与粉尘碰撞、拦截降尘的同时，含尘气流将再次被抽吸进入引射器，从而形成二次降尘，提高了除尘效率。

附图说明

图1为本发明的矿井除尘系统结构示意图。

图2为本发明的内置双流物化喷嘴的文丘里式旋流引射器结构图。

图中：1-压风调节供给管路，2-给水加压调节供给管路，3-除尘剂定量添加管路，4-除尘剂储箱，5-压风过滤器，6-风压表，7-压风逆止阀，8-给水过滤器，9-防爆型给水加压泵，10-水压表，11-给水逆止阀，12-混合器，13-除尘剂过滤器，14-防爆型除尘剂定量添加泵，15-除尘剂压力表，16-除尘剂逆止阀，17-供水管网压力表，18-文丘里式旋流引射器，19-供风管网压力表，20-双流体物化喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图本对发明的一个实施例作进一步的描述：

如图1所示，本发明的种矿井除尘系统，主要由喷雾装置、压风调节供给管路1、给水加压调节供给管路2和除尘剂定量添加管路3构成，压风调节供给管路1、给水加压调节供给管路2并连在喷雾装置上，除尘剂定量添加管路3串连在给水加压调节供给管路2上，压风调节供给管路1上依次设有压风经调节阀J1、压风过滤器5、风压表6和压风逆止阀7；给水加压调节供给管路2上依次设有给水调节阀J2、给水过滤器8、防爆型给水加压泵9、水压表10、给水逆止阀11和混合器12；混合器12上串连有除尘剂定量添加管路3，除尘剂定量添加管路3上依次设有除尘剂储箱4、除尘剂调节阀J3、防爆型除尘剂定量添加泵14、除尘剂压力表15、除尘剂逆止阀16；所述的喷雾装置包括并列设置的多个内置双流体雾化喷嘴20的文丘里式旋流引射器18，根据需要设置文丘里式旋流引射器18的数量，图中所示为四个，四个文丘里式旋流引射器18的进出口管路上均设有压风调节阀，进口管路上分别为：J4、J6、 J8、J10，出口管路上分别为：J5 、J7、J9、J11；压风调节供给管路1经供风管网与每个文丘里式旋流引射器18的供风入口相连，给水加压调节供给管路2经供水管网与每个文丘里式旋流引射器18的供水入口相连，连接每个文丘里式旋流引射器18的供水管网上设有供水管网压力表17，连接每个文丘里式旋流引射器18的供风管网上设有供风管网压力表19，通过气、液双流体雾化形成水雾，经文丘里式旋流引射器18后形成具有一定旋流强度和刚性的水雾射流。

本发明的矿井除尘方法：首先将喷雾装置布设在采掘工作面，利用井下压风系统和井下供水系统设置与喷雾装置相连的压风调节供给管路1、给水加压调节供给管路2和除尘剂定量添加管路3，除尘剂的使用浓度在0.1%～0.5%之间；除尘时，压风调节供给管路1、给水加压调节供给管路2和除尘剂定量添加管路3同时开启，经压风调节供给管路1上的压风调节阀J1，井下压风系统中的压力为0.3～0.7MPa的压风经调节阀J1、压风过滤器5、压风逆止阀7后进入文丘里式旋流引射器18内；经给水加压调节供给管路2上的调节阀J2，井下供水系统中的水经过调节阀J2、给水过滤器8后由防爆型给水加压泵9加压，防爆型给水加压泵9的加压不低于3MPa。经给水逆止阀11进入混合器12；经除尘剂定量添加管路3上的除尘剂调节阀J3，使除尘剂储箱4内配制好的的浓度在0.1%～0.5%之间的除尘剂经除尘剂过滤器13、防爆型除尘剂定量添加泵14、除尘剂逆止阀16后进入混合器12，进入混合器12内的除尘剂与加压水充分混合后，进入由具有双流体雾化喷嘴20的多个文丘里式旋流引射器18的喷雾装置内；压力为0.3～0.7MPa的压风经调节阀J1、压风过滤器5、压风逆止阀7后也进入文丘里式旋流引射器18，同时进入文丘里式旋流引射器18的压风、含除尘剂的加压水在双流体雾化喷嘴20的作用下形成气、液双流体雾化的水雾；水雾经文丘里式旋流引射器18后形成具有旋流强度和刚性的水雾射流，对井下的粉尘进行碰撞、拦截和捕获；同时含尘气流在文丘里式旋流引射器18的负压抽吸作用下，再次被吸入文丘里式旋流引射器18，与水雾继续碰撞而形成二次降尘，提高了除尘效率。

Claims

1.一种矿井除尘系统，其特征在于：它包括喷雾装置，喷雾装置上并连有压风调节供给管路（1）和给水加压调节供给管路（2），压风调节供给管路（1）上依次设有压风经调节阀（J1）、压风逆止阀（7）；给水加压调节供给管路（2）上依次设有给水调节阀（J2）、防爆型给水加压泵（9）、水压表（10）、给水逆止阀（11）、混合器（12）；混合器（12）上串连有除尘剂定量添加管路（3），除尘剂定量添加管路（3）上依次设有除尘剂储箱（4）、除尘剂调节阀（J3）、防爆型除尘剂定量添加泵（14）、除尘剂压力表（15）、除尘剂逆止阀（16）；所述的喷雾装置包括并列设置的多个内置双流体雾化喷嘴（20）的文丘里式旋流引射器（18），每个文丘里式旋流引射器（18）的进口管路上均设有压风调节阀；压风调节供给管路（1）经供风管网与每个文丘里式旋流引射器（18）的供风入口相连，给水加压调节供给管路（2）经供水管网与每个文丘里式旋流引射器（18）的供水入口相连，连接每个文丘里式旋流引射器（18）的供水管网上设有供水管网压力表（17），连接每个文丘里式旋流引射器（18）的供风管网上设有供风管网压力表（19）。

2.据权利要求1所述的矿井除尘系统，其特征在于：所述的压风调节供给管路（1）上设有压风过滤器（5）。

3.据权利要求1所述的矿井除尘系统，其特征在于：所述的给水加压调节供给管路（2）上设有给水过滤器（8）。

4.据权利要求1所述的矿井除尘系统，其特征在于：所述的除尘剂定量添加管路（3）上设有除尘剂过滤器（13）。

5.一种矿井除尘方法，其特征在于包括如下步骤：

a．将喷雾装置布设在采掘工作面，利用井下压风系统和井下供水系统设置与喷雾装置相连的压风调节供给管路（1）、给水加压调节供给管路（2）和除尘剂定量添加管路（3）；

b．除尘时，压风调节供给管路（1）、给水加压调节供给管路（2）和除尘剂定量添加管路（3）同时作业：

开启压风调节供给管路（1）上的压风调节阀（J1），压力为0.3～0.7MPa的压风经调节阀（J1）、压风过滤器（5）、压风逆止阀（7）后进入文丘里式旋流引射器（18）内；

开启给水加压调节供给管路（2）上的调节阀（J2），井下供水系统中的水经过调节阀（J2）、给水过滤器（8）后由防爆型给水加压泵（9）加压，经给水逆止阀（11）进入混合器（12）；

开启除尘剂定量添加管路（3）上的除尘剂调节阀（J3），使除尘剂储箱（4）内配制好的浓度为0.1%～0.5%的除尘剂经除尘剂过滤器（13）、防爆型除尘剂定量添加泵（14）、除尘剂逆止阀（16）后进入混合器（12），进入混合器（12）内的除尘剂与加压水充分混合后，进入双流体雾化喷嘴的文丘里式旋流引射器（18）内；

同时进入文丘里式旋流引射器（18）的压风、含除尘剂的加压水在双流体雾化喷嘴（20）的作用下形成气、液双流体雾化的水雾；

e．水雾经文丘里式旋流引射器（18）后形成具有旋流强度和刚性的水雾射流，与井下的粉尘进行碰撞、拦截和捕获；同时含尘气流还将再次被负压抽吸进入文丘里式旋流引射器（18），形成二次降尘。

6.根据权利要求5所述的矿井除尘方法，其特征在于：所述防爆型给水加压泵（9）的加压不低于3MPa。