CN102536236B - 一种综掘工作面降、隔、除一体化防尘方法 - Google Patents
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Abstract
一种综掘工作面降、隔、除一体化防尘方法,适用于煤矿井下综掘工作面的粉尘防治。通过在综掘机上安装泡沫发生器,在巷道一侧布设气动除尘风机,在压入式风筒前端安设附壁风筒,当综掘机作业时,运行泡沫发生器制备泡沫,泡沫经喷头喷射至综掘机截割部尘源,快速沉降粉尘,利用附壁风筒将压入式风筒中的轴向风流改为螺旋式风流喷出,防止风流直接吹向泡沫喷射区域影响泡沫轨迹,并在综掘机司机前方形成风幕隔尘区,有效防止粉尘向外扩散,开启气动除尘风机对隔尘区内的残余粉尘进行去除。本发明将泡沫降尘、风幕隔尘与气动风机除尘有机地集于一体,可显著提高综掘工作面防尘效果,并可避免使用电动除尘风机带来的安全隐患,具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下粉尘治理技术,尤其是一种综掘工作面降、隔、除一体化的防尘方法。
背景技术
综掘机截割煤岩时的产尘量占综掘工作面总产尘量的90%左右,因此,有效治理综掘机截割环节的粉尘危害是综掘工作面防尘工作的重中之重。目前,防治综掘机截割粉尘的主要有两种方法,一种是掘进机内外喷雾降尘,内喷雾是通过掘进机截割头上的喷嘴向割落的煤岩处直接喷雾,在粉尘产生时将其抑制,外喷雾则通过安装于掘进机截割头以外的喷嘴向含尘空气中喷雾,捕集空气中的浮尘,但由于粉尘大多具有较大的疏水性,而水的表面张力较大大,造成水喷雾对粉尘的捕获率低,对呼吸性粉尘的捕获能力极差。另一种是电动除尘风机除尘,即利用除尘风机在尘源处形成负压使含尘空气由吸尘罩经吸尘风筒进入附属的除尘器中做净化处理,这种方法除尘效率较高,但存在电气安全隐患,对于有瓦斯涌出的掘进工作面,有可能因电气失爆造成瓦斯煤尘爆炸事故,因此在高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的应用受到很大制约,且由于处理风量和有效吸程有限,单独用来净化高浓度粉尘效果较差,此外在含尘气流未受到控制的情形下使用易造成二次扬尘。目前,提高水对粉尘的捕获效率的方法有多种,诸如磁化水降尘、湿润剂降尘、泡沫降尘等,实践中较为经济、有效的方法是泡沫降尘,即将水与发泡剂按照一定比例混合发泡,通过泡沫覆盖和隔断尘源,使粉尘得到湿润和抑制,但在综掘工作面的应用中发现,泡沫的喷射轨迹容易受工作面轴向通风风流的影响而不能有效包裹截割头,且由于综掘工作面粉尘浓度大、分散度高,容易向外扩散,致使泡沫降尘的效果还不太理想。
发明内容
技术问题:本发明的目的是针对综掘工作面现有防尘技术的不足,提供一种防尘效果好、工艺简单、安全可靠、使用成本低、能耗小的综掘工作面降、隔、除一体化防尘方法。
技术方案:本发明的综掘工作面降、隔、除一体化防尘方法,包括以下步骤:
a. 将泡沫发生器固定于综掘机机身平台上,在综掘机的截割部周围布置喷头架,每个喷头架上安装若干只泡沫喷头,在巷道一侧布设压入式风筒,压入式风筒的前端布设有附壁风筒,在巷道的另一侧布设气动除尘风机;
b. 开启泡沫发生器,将制备出的降尘泡沫经高压胶管输送至泡沫喷头喷射而出,在综掘机截割部四周形成立体式的泡沫罩,对综掘机截割煤岩作业产生的粉尘进行迅速包裹、抑制和沉降;
c. 在开启泡沫发生器的同时,通过附壁风筒将压入式风筒中的轴向风流转换为螺旋式风流喷出,防止风流直接吹向泡沫喷射区域而影响泡沫运动轨迹,并在综掘机司机位的前方形成风幕隔尘区,防止粉尘向外扩散;
d. 开启气动除尘风机对泡沫降尘后残留于风幕隔尘区内的粉尘进行快速去除。
所述的降尘泡沫的喷射流量为50 m3/h~90m3/h;所述的气动除尘风机的吸尘口位于压入式风筒的出风口前方,排放口位于压入式风筒的出风口后方,抽出风量为压入式风筒压入风量的80%;所述的附壁风筒位于综掘机司机位前方1.2m,所喷出风流速度为18m/s~22m/s。
有益效果:本发明与现有技术相比,具有以下优点:
1、显著提高了综掘工作面粉尘防治效果
有机地将泡沫降尘、风幕隔尘与除尘风机除尘融为一体,产生很强的协同效应,显著提高了综掘工作面粉尘治理效果。当综掘机作业时,首先利用泡沫发生器制备降尘泡沫,降尘泡沫通过布置于综掘机截割部周围的泡沫喷头喷射至综掘机截割产尘处,大流量无空隙泡沫粒子群对粉尘产生很强的包裹、湿润、黏附和沉降效应,可高效抑制、捕获和沉降粉尘(特别是呼吸性粉尘),同时利用附壁风筒将压入式风筒中的轴向风流改为螺旋式风流喷出,防止风流直接吹向泡沫喷射区域而影响泡沫运动轨迹,从而确保泡沫始终能大范围、远距离地喷射到切割煤岩的尘源处,有效覆盖、包裹和沉降粉尘,提高泡沫的降尘效果,同由于喷出的高速风流能在综掘机司机前方的无人作业区形成风幕隔尘区,使得实施泡沫降尘后剩下的低浓度粉尘被隔断控制在一个无人作业区内,此时采用气动除尘风机对封闭于隔尘区的含尘空气进行抽尘净化,极大地提高了综掘工作面粉尘治理效果,对总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率分别可达90%和85%以上,是掘进机内外喷雾降尘效率的3~4倍。
2、解决了传统除尘风机除尘存在的安全隐患与高能耗问题
消除了电动除尘风机除尘的安全隐患和高能耗问题。以风动马达替代电动机为除尘风机提供动力,即采用气动除尘风机对含尘风流进行抽尘净化,避免了传统电动除尘风机存在的电气失爆危险,防止了因电气火花而引起的瓦斯煤尘爆炸等恶性事故的发生,且节省了高额的电费开支,大幅降低防尘措施的使用成本,为建设本质安全型和资源节约型矿井提供了一种新的途径,在高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明实施的整体布置示意图。
图2是本发明泡沫喷头的安装布置示意图。
图中:1-综掘机机身;2-泡沫发生器;3-高压胶管;4-泡沫喷头;5-综掘机截割部;6-压入式风筒;7-综掘机司机位;8-附壁风筒;9-螺旋式风流;10-气动除尘风机;12-含尘空气;13-喷头架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步说明:
如附图所示,本发明在综掘机司机位7旁的综掘机机身1平台上固定泡沫发生器2,在综掘机截割部5周围布置喷头架13,并在每个喷头架上安装两只泡沫喷头4,泡沫喷头4通过高压胶管3与泡沫发生器2相连,在巷道一侧布设有压入式风筒6,压入式风筒6的前端布置有附壁风筒8,压入式风筒6出口距掘进迎头14m,附壁风筒8出风口位于综掘机司机位7前方1.2m,在巷道另一侧布设气动除尘风机10,所述的气动除尘风机10的吸尘口位于压入式风筒6的出风口前方,吸尘口距掘进迎头3.5m,排放口位于压入式风筒6的出风口后方9m,其抽出风量为压入是风筒8压入风量的80%。当综掘机进行截割作业时,运行泡沫发生器2制备发泡倍数为20倍~30倍、流量为50m3/h-90m3/h的降尘泡沫,将制备出的泡沫经高压胶管3输送至泡沫喷头4喷射而出,通过泡沫喷头4稳定地喷射至综掘机切割产尘处,形成立体式的泡沫罩对截割尘源进行有效包裹、抑制和沉降;在开启泡沫发生器1的同时,通过附壁风筒8将压入式风筒6中的轴向风流转换为螺旋式风流9喷出,降尘泡沫的喷射流量为50 m3/h~90m3/h。以防止风流直接吹向泡沫喷射区域而影响泡沫运动轨迹,并且在综掘机司机位7前方形成隔尘区,防止实施泡沫降尘后残余的粉尘向外扩散和瓦斯积聚,然后开启气动除尘风机10在风幕隔尘区内形成负压,将含尘空气12经伸缩软风筒11吸入气动除尘风机10附属的除尘器内进行快速净化处理。随着综掘工作面迎头的推进,及时延长压入式风筒6和伸缩式软风筒11,使压入式风筒6的出风口始终处于伸缩式软风筒11的吸尘口后方1.5~2.5m处,即确保气动除尘风机的吸尘口始终位于附壁风筒8喷射高速气流9形成的风幕隔尘区内。
Claims (1)
1.一种综掘工作面降、隔、除一体化防尘方法,包括泡沫发生器制备流量为50 m3/h~90m3/h,其特征在于:包括以下步骤:
a. 将泡沫发生器(2)固定于综掘机机身(1)平台上,在综掘机的截割部(5)周围布置喷头架(13),截割部(5)左右两侧布置的喷头架(13)为弧形喷头架,截割部(5)上部布置的喷头架(13)为矩形喷头架,每个喷头架上安装两只泡沫喷头(4),在巷道一侧的压入式风筒(6)前端设置附壁风筒(8),附壁风筒(8)的出风口位于综掘机司机位(7)前方1.2m,在巷道的另一侧布设气动除尘风机(10),气动除尘风机(10)的排放口位于压入式风筒出口后方9m;
b. 开启泡沫发生器(2),制备出发泡倍数为20~30倍的降尘泡沫,泡沫经高压胶管(3)输送至泡沫喷头(4),通过安装于矩形喷头架和弧形喷头架上的6只泡沫喷头(4)将泡沫定向喷射至综掘机切割产尘处,在综掘机截割部(5)四周形成立体式的泡沫罩,有效包裹、抑制和沉降综掘机截割作业产生的粉尘;
c. 在开启泡沫发生器(2)的同时,通过附壁风筒(8)将压入式风筒(6)中的轴向风流转换为风流速度为18m/s~22m/s螺旋式风流(9)喷出,防止风流直接吹向泡沫喷射区域而影响泡沫运动轨迹,并在综掘机司机位(7)的前方形成风幕隔尘区,防止粉尘向外扩散;
d. 开启气动除尘风机(10)对泡沫降尘后残留于风幕隔尘区内的粉尘进行快速去除,气动除尘风机(10)的吸尘口位于压入式风筒(6)的出风口前方1.5~2.5m、距掘进迎头3.5m处,抽出风量为压入式风筒(6)压入风量的80%。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |