CN104564068B - 一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置，主要包括采煤机割煤粉尘防治方法，在采煤机机身上安装射流卷吸喷雾降尘装置，利用采煤机外喷雾将割煤产生的粉尘进行润湿沉降；综采工作面支架移架粉尘防治方法，针对于移架过程中产生的粉尘，采用支架水雾活塞降尘喷雾装置，将移架及采煤机割煤产生的粉尘进行综合治理；工作面沿程隔尘帘幕粉尘防治方法，沿工作面每隔一定距离悬挂挡尘网，防止粉尘随风流沿整个工作面弥散，以降低综采工作面割煤、移架下风侧的粉尘浓度；煤流转载系统防尘方法，在转载系统设置挡尘板、阻尘罩及雾化装置，以有效降低煤炭运输过程中的粉尘浓度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置。
背景技术
煤炭作为我国的主要能源，占一次能源生产和消费的70％左右，是实现中国经济可持续发展的重要保障。但是，煤炭开采过程中会产生大量粉尘，据实测，在不采取任何防尘措施的情况下，一般综采工作面的粉尘浓度可达2500～5000mg/m3，而大采高综采工作面由于生产强度大，机械化程度高等原因，其高浓度粉尘污染程度比一般综采工作面更加严重，不仅会引发职业病，还会引起粉尘爆炸事故，严重影响着矿井的安全高效开采。
目前，针对煤矿综采工作面高浓度粉尘问题所采取的措施主要有湿式除尘、通风除尘、抽尘净化、个体防护、物理化学降尘等，但这些措施均只能从某一方面在一定程度上降低采煤工作面粉尘浓度，未实现全面综合防尘，矿井高浓度粉尘问题仍很严重。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置，以提高现有大采高综采面的除尘效率。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置，其中，其包括设置在采煤机上的射流卷吸降尘机构，该射流卷吸降尘机构包括基座盒，基座盒内设置有分流器与支撑板，分流器与一高压进水管相连通，分流器上均匀布置有多个供水管，支撑板上设置有多个基座喷嘴，供水管与对应的基座喷嘴相连通，每个基座喷嘴上均配置有一引射管；基座盒侧壁在与供水管对应处设置有吸卷口；随着高压水自引射管高速喷出，基座盒在吸卷口处形成负压吸尘区域。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述支撑板上设置有四排基座喷嘴，以水平面为基准，自下往上排布，第一排基座喷嘴向下布置，与水平面呈15°-35°夹角；第二排基座喷嘴水平布置，第三排基座喷嘴向上布置，与水平面呈10°-20°夹角；第四排基座喷嘴向上布置，与水平面呈15°-35°夹角；四排基座喷嘴同时喷雾形成包裹采煤机截割头的球形降尘区域。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述基座喷嘴均为喷口直径是1.6mm的十字开口含X形导流芯混合式喷嘴，基座喷嘴的喷雾压力为8MPa。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述粉尘综合防治装置包括移架降尘机构，该移架降尘机构包括多个设置在液压支架上的喷嘴支撑托，每个喷嘴支撑托配置有一支架喷嘴，每个支架喷嘴上配置有一文丘里管，文丘里管与对应支架喷嘴的连接处设置有间隙；多个支架喷嘴同时喷雾，形成自采煤工作面煤壁至液压支架间的全断面雾场，使文丘里管与支架喷嘴之间形成负压，将粉尘通过间隙吸入文丘里管腔内。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述支架喷嘴为喷口直径是2.4mm的广角旋口含X形导流芯混合式喷嘴，支架喷嘴的喷雾压力8MPa。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述粉尘综合防治装置包括工作面沿程降尘机构，该工作面沿程降尘机构包括设置在液压支架上的卷帘轴，卷帘轴上设置有320目的捕尘网，捕尘网上设置有配重杆，卷帘轴的下方设置有喷雾杆，喷雾杆上均匀布置有多个捕尘网喷嘴；捕尘网的展开与闭合可由一电机控制，捕尘网处于展开状态，配重杆与煤矿大采高综采工作面的底板之间的距离为1m。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述捕尘网喷嘴的喷口直径是1.4mm的锥形导流槽直射式喷嘴，捕尘网喷嘴的喷雾压力为3MPa，捕尘网喷嘴设置为与风流方向呈迎风45°角。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述粉尘综合防治装置包括刮板运输机转载点降尘机构，刮板运输机转载点降尘机构包括用于封闭刮板运输机转载点的两个轻质挡尘板，每个轻质挡尘板上均匀布置有多个转载点喷嘴。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述粉尘综合防治装置包括皮带转载点降尘机构，皮带转载点降尘机构包括用于封闭溜煤眼的风筒阻尘罩，风筒阻尘罩设置有一开口，该开口与传输皮带的末端相对应，煤块经传输皮带的末端落入溜煤眼处；该开口处上沿布置有多个上沿喷嘴；在风筒阻尘罩顶部安设一堆煤传感器，在皮带转载点的皮带支架上设置有烟雾温度传感器，风筒阻尘罩上设置有一可视窗。
所述的粉尘综合防治装置，其中，上述转载点喷嘴与上沿喷嘴均为喷口直径是2.0mm的实心锥形陶瓷喷嘴，转载点喷嘴与上沿喷嘴的喷雾压力均为3MPa。
本发明提供的一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置，通过在采煤机上安设射流卷吸降尘机构的技术方式，先通过基座喷嘴全面喷雾形成包裹采煤机滚筒的球形降尘区域，并同步的随着高压水自引射管高速喷出，基座盒在吸卷口处形成负压吸尘区域，捕捉未被雾滴捕获的粉尘，通过雾滴捕尘与负压捕尘的方式，将采煤机在截割过程中产生粉尘的降尘效率提高到95％以上。同时的，再配合移架降尘机构、工作面沿程降尘机构、刮板运输机转载点降尘机构与皮带转载点降尘机构对煤矿大采高综采工作面进行综合降尘，大幅度降低了煤矿大采高综采工作面的粉尘浓度，既避免了发生粉尘爆炸事故的情况，又大大改善了工人的作业环境。
附图说明
图1为本发明中采煤机射流卷吸降尘机构的结构示意图；
图2为本发明中移架降尘机构的结构示意图；
图3为本发明中工作面沿程降尘机构的结构示意图；
图4为本发明中刮板运输机转载点降尘机构的结构示意图；
图5为本发明中皮带转载点降尘机构的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置，如图1所示的，其包括设置在采煤机上的射流卷吸降尘机构，该射流卷吸降尘机构包括基座盒1，基座盒1内设置有分流器2与支撑板3，分流器2与一高压进水管4相连通，分流器2上均匀布置有多个供水管5，支撑板3上设置有多个基座喷嘴6，供水管5与对应的基座喷嘴6相连通，每个基座喷嘴6上均配置有一引射管7；基座盒1侧壁在与供水管5对应处设置有吸卷口8；随着高压水自引射管7高速喷出，基座盒1在吸卷口8处形成负压吸尘区域，来捕捉未被雾滴捕获的粉尘。
更进一步的，上述支撑板上设置有四排基座喷嘴，以水平面为基准，自下往上排布，第一排基座喷嘴向下布置，与水平面呈15°-35°夹角；第二排基座喷嘴水平布置，第三排基座喷嘴向上布置，与水平面呈10°-20°夹角；第四排基座喷嘴向上布置，与水平面呈15°-35°夹角；四排基座喷嘴同时喷雾形成包裹采煤机截割头的球形降尘区域。并且上述基座喷嘴6均为喷口直径是1.6mm的十字开口含X形导流芯混合式喷嘴，基座喷嘴6的喷雾压力为8MPa。
在本发明的另一较佳实施例中，如图2所示的，上述粉尘综合防治装置包括移架降尘机构，该移架降尘机构包括多个设置在液压支架上的喷嘴支撑托9，每个喷嘴支撑托9配置有一支架喷嘴10，每个支架喷嘴10上配置有一文丘里管11，文丘里管11与对应支架喷嘴10的连接处设置有间隙12；多个支架喷嘴10同时喷雾，形成自采煤工作面煤壁至液压支架间的全断面雾场，使文丘里管11与支架喷嘴10之间形成负压，将粉尘通过间隙12吸入文丘里管腔内，形成对粉尘的二次捕捉。
并且上述支架喷嘴10为喷口直径是2.4mm的广角旋口含X形导流芯混合式喷嘴，支架喷嘴10的喷雾压力8MPa。
在本发明的另一较佳实施例中，如图3所示的，上述粉尘综合防治装置包括工作面沿程降尘机构，该工作面沿程降尘机构包括设置在液压支架13上的卷帘轴14，卷帘轴14上设置有320目的捕尘网15，捕尘网15上设置有配重杆16，卷帘轴14的下方设置有喷雾杆17，喷雾杆17上均匀布置有多个捕尘网喷嘴18；捕尘网15的展开与闭合可由一电机控制，当捕尘网15处于展开状态，配重杆16与煤矿大采高综采工作面的底板之间的距离为1m。
并且，上述捕尘网喷嘴18的喷口直径是1.4mm的锥形导流槽直射式喷嘴，捕尘网喷嘴18的喷雾压力为3MPa，捕尘网喷嘴设置为与风流方向呈迎风45°角。
在本发明的另一较佳实施例中，如图4所示的，上述粉尘综合防治装置包括刮板运输机转载点降尘机构，刮板运输机转载点降尘机构包括用于封闭刮板运输机转载点的两个轻质挡尘板19，每个轻质挡尘板19上均匀布置有多个转载点喷嘴20。
更进一步的，如图5所示的，上述粉尘综合防治装置包括皮带转载点降尘机构，皮带转载点降尘机构包括用于封闭溜煤眼24的风筒阻尘罩21，风筒阻尘罩21设置有一开口22，该开口22与传输皮带23的末端相对应，煤块经传输皮带23的末端落入溜煤眼24处；该开口22处上沿布置有多个上沿喷嘴25；在皮带转载点的皮带支架26上设置有烟雾温度传感器27，风筒阻尘罩21顶部设有堆煤传感器29，用于测量煤堆的高度，风筒阻尘罩21侧面设置有可视窗28。
并且上述转载点喷嘴20与上沿喷嘴25均为喷口直径是2.0mm的实心锥形陶瓷喷嘴，转载点喷嘴20与上沿喷嘴25的喷雾压力均为3MPa。
为了更详尽的描述本发明，以下进行更为详尽的说明。
采煤机割煤粉尘防治方法实施例，如图1所示，高压进水管4的高压水经分流器2后分为四个支路，经供水管5到达基座喷嘴6后，高压水由引射管7高速喷出，此时，在引射管7后部基座喷嘴6与引射管7相接处产生较大负压，将含有粉尘的风流从吸卷口8吸入，从而起到降尘的作用。基座喷嘴6采用丝接方式安装，设计安装4个喷嘴，选用直径为1.6mm的十字开口含X形导流芯混合式喷嘴，一字排开，从下往上，喷嘴依次呈向下30°、水平、向上15°、向上30°，喷雾压力8MPa，实现对采煤机滚筒的包裹。
支架移架粉尘防治方法实施例，如图2所示，支架喷嘴10由均匀分布于文丘里管11的腔室入口端的喷嘴支撑托9固定；喷雾用水由支架喷嘴10喷出后，在采煤工作面煤壁至液压支架间形成全断面雾场，支架喷嘴10选用直径为2.4mm的广角旋口含X形导流芯混合式喷嘴，喷雾压力8MPa。由于水雾活塞作用，支架喷嘴10喷雾时，在文丘里管11内形成较大的负压，将雾滴未捕获的粉尘由支架喷嘴10前方吸入文丘里管11内，实现对移架产尘的高效防治。每台液压支架安设四个上述支架喷嘴10，能形成沿煤壁至液压支架的工作面全断面喷雾。
工作面沿程隔尘帘幕粉尘防治方法实施例，如图3所示，通过电机带动的卷帘轴14转动收放捕尘网15，捕尘网15下方悬挂配重杆16，通过配重杆16能保证捕尘网15不会发生自身卷曲或因为矿井通风的作用而左右摆动。在卷帘轴14下方配有喷雾杆17，喷雾杆17上装有捕尘网喷嘴18，捕尘网喷嘴18采用雾化角大、耗水量小、孔径为1.4mm的锥形导流槽直射式喷嘴，捕尘网喷嘴18喷雾压力为3MPa，捕尘网喷嘴18设置为与风流方向成迎风45°角。通过捕尘网喷嘴18向捕尘网15面喷雾，喷雾使捕尘网15表面产生一层水膜，从而阻止粉尘随风流扩散，起到防尘的作用。
工作面煤流系统刮板运输机转载点防尘方法实施例，如图4所示，当上部刮板运输机中煤炭转载至下部刮板运输机的过程中，在转载点产生较多粉尘，为防止粉尘向外逸散，沿转载点周围设置两道轻质挡尘板19，当然轻质挡尘板19可以采用阻燃高分子轻质挡尘板，并在挡尘板上部设置两个喷雾杆，在两个喷雾杆分别布置六个转载点喷嘴20，高压水沿喷雾杆经转载点喷嘴20喷出，对刮板运输机转载点产尘进行有效捕集。转载点喷嘴20采用雾化型式为实心锥形的直径为2.0mm的陶瓷喷嘴，喷雾压力为3MPa。
工作面煤流系统皮带转载点封闭式防尘方法实施例，如图5所示，传输皮带23上的煤炭由溜煤眼24溜至采区煤仓，在皮带转载点处将产生较多粉尘，为此，采用风筒阻尘罩21在溜煤眼24周围将转载产尘封阻，并采用三个高效雾化的上沿喷嘴25对风筒阻尘罩21的粉尘进行集中捕集处理；上沿喷嘴25采用雾化型式为实心锥形的直径为2.0mm的陶瓷喷嘴，喷雾压力为3MPa。此外，为防止皮带与滚筒两者间由于长时间摩擦产热导致皮带自燃或煤尘爆炸事故，在转载点附近皮带支架26顶部安设一烟雾温度传感器27，当出现异常情况时，烟雾温度传感器27会自动报警，并切断电源停止皮带运行，同时启动喷嘴25进行喷雾，保证安全生产；而且，为防止由于溜煤眼24的堵塞导致堆煤过高影响皮带正常运转，在风筒阻尘罩21侧面开有可视窗28，并在风筒阻尘罩21顶部安设一堆煤传感器29，当溜煤眼24顶部达到一定堆煤高度时，堆煤传感器29报警，并切断电源停止皮带运转，保证了溜煤眼24正常运行。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (8)
1.一种用于煤矿大采高综采工作面的粉尘综合防治装置，其特征在于，其包括设置在采煤机上的射流卷吸降尘机构，该射流卷吸降尘机构包括基座盒，基座盒内设置有分流器与支撑板，分流器与一高压进水管相连通，分流器上均匀布置有多个供水管，支撑板上设置有多个基座喷嘴，供水管与对应的基座喷嘴相连通，每个基座喷嘴上均配置有一引射管；基座盒侧壁在与供水管对应处设置有吸卷口；随着高压水自引射管高速喷出，基座盒在吸卷口处形成负压吸尘区域；
上述支撑板上设置有四排基座喷嘴，以水平面为基准，自下往上排布，第一排基座喷嘴向下布置，与水平面呈15°-35°夹角；第二排基座喷嘴水平布置，第三排基座喷嘴向上布置，与水平面呈10°-20°夹角；第四排基座喷嘴向上布置，与水平面呈15°-35°夹角；四排基座喷嘴同时喷雾形成包裹采煤机截割头的球形降尘区域；
上述粉尘综合防治装置包括移架降尘机构，该移架降尘机构包括多个设置在液压支架上的喷嘴支撑托，每个喷嘴支撑托配置有一支架喷嘴，每个支架喷嘴上配置有一文丘里管，文丘里管与对应支架喷嘴的连接处设置有间隙；多个支架喷嘴同时喷雾，形成自采煤工作面煤壁至液压支架间的全断面雾场，使文丘里管与支架喷嘴之间形成负压，将粉尘通过间隙吸入文丘里管腔内。
2.根据权利要求1所述的粉尘综合防治装置，其特征在于，上述基座喷嘴均为喷口直径是1.6mm的十字开口含X形导流芯混合式喷嘴，基座喷嘴的喷雾压力为8MPa。
3.根据权利要求1所述的粉尘综合防治装置，其特征在于，上述支架喷嘴为喷口直径是2.4mm的广角旋口含X形导流芯混合式喷嘴，支架喷嘴的喷雾压力8MPa。
4.根据权利要求1所述的粉尘综合防治装置，其特征在于，上述粉尘综合防治装置包括工作面沿程降尘机构，该工作面沿程降尘机构包括设置在液压支架上的卷帘轴，卷帘轴上设置有320目的捕尘网，捕尘网上设置有配重杆，卷帘轴的下方设置有喷雾杆，喷雾杆上均匀布置有多个捕尘网喷嘴；捕尘网的展开与闭合由一电机控制，当捕尘网处于展开状态，配重杆与煤矿大采高综采工作面的底板之间的距离为1m。
5.根据权利要求4所述的粉尘综合防治装置，其特征在于，上述捕尘网喷嘴为锥形导流槽直射式喷嘴，其喷口直径是1.4mm，捕尘网喷嘴的喷雾压力为3MPa，捕尘网喷嘴设置为与风流方向呈迎风45°角。
6.根据权利要求1所述的粉尘综合防治装置，其特征在于，上述粉尘综合防治装置包括刮板运输机转载点降尘机构，刮板运输机转载点降尘机构包括用于封闭刮板运输机转载点的两个轻质挡尘板，每个轻质挡尘板上均匀布置有多个转载点喷嘴。
7.根据权利要求6所述的粉尘综合防治装置，其特征在于，上述粉尘综合防治装置包括皮带转载点降尘机构，皮带转载点降尘机构包括用于封闭溜煤眼的风筒阻尘罩，风筒阻尘罩设置有一开口，该开口与传输皮带的末端相对应，煤块经传输皮带的末端落入溜煤眼处；该开口处上沿布置有多个上沿喷嘴；在风筒阻尘罩顶部安设一堆煤传感器，在皮带转载点的皮带支架上设置有烟雾温度传感器，风筒阻尘罩上设置有一可视窗。
8.根据权利要求7所述的粉尘综合防治装置，其特征在于，上述转载点喷嘴与上沿喷嘴均为喷口直径是2.0mm的实心锥形陶瓷喷嘴，转载点喷嘴与上沿喷嘴的喷雾压力均为3MPa。
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