CN107387152A - 一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，包括射流雾化抑尘模块、空气雾化降尘模块和动压雾化隔尘模块；射流雾化抑尘模块包括依次连接的增压泵、高压水管、抑尘剂自动添加装置、抑尘剂溶液输送管和负压二次雾化抑尘装置，抑尘剂自动添加装置的吸液管与抑尘剂容器连通；空气雾化降尘模块包括与压风管和静压水管相连的空气雾化降尘装置；动压雾化隔尘模块包括紧固装置、与动压水管相连的“L”形隔尘雾屏发生器。本发明实现了截割破碎区源头抑尘、综掘面迎头回风侧尽早降尘和全断面及时隔尘，为综掘工作面粉尘高效率、低成本治理提供了新的技术装备，具有广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种掘进工作面除尘系统，尤其是一种用于综合机械化掘进工作面的阶梯雾化分区除尘系统。
背景技术
综掘工作面是煤矿井下最大的产尘地点之一、亦是交通、建筑等行业隧道施工最大的产尘点，掘进机作业时产生的粉尘浓度很高，不仅诱发工人尘肺病，还可能引发煤尘爆炸，对井下一线作业人员的健康和企业安全生产造成很大威胁。防治综掘工作面粉尘危害意义重大。
目前综掘工作面常用的粉尘防治技术有综掘机内外喷雾降尘、除尘风机除尘等。综掘机内喷雾系统喷嘴容易堵塞，且掘进机机体内部高压供水管路密封问题一直难以解决，致使内喷雾基本上被废弃不用；现有的外喷雾装置未能聚焦掘进机截割尘源进行包裹式喷射，导致降尘效果较差，且常常试图以高耗水量提升雾化效果，极易造成工作面积水，恶化掘进面作业环境，影响掘进效率。除尘风机采用抽出式通风机，在高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井应用受到严重制约，且体积、重量大，在中小断面掘进巷道狭小空间内安装使用受到限制。因此，研发新的综掘面高效除尘技术，是保障掘进工人健康与安全的紧迫需求。
发明内容
为解决上述问题，实现综掘工作面高浓度粉尘的有效治理，本发明提供一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，既可从源头处抑制粉尘产生，提升粉尘治理效果，又能在粉尘浓度较高的回风侧捕获粉尘，并在掘进机司机前方阻隔粉尘运移逃逸，避免污染中后部巷道。
为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
本发明提供一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，包括射流雾化抑尘模块、空气雾化降尘模块、动压雾化隔尘模块；
所述射流雾化抑尘模块包括依次连接的增压泵、高压水管、抑尘剂自动添加装置、抑尘剂溶液输送管和负压二次雾化抑尘装置，所述抑尘剂自动添加装置通过吸液管与抑尘剂容器连通；
所述空气雾化降尘模块包括空气雾化降尘装置，所述空气雾化降尘装置连接有压风管和静压水管；
所述动压雾化隔尘模块包括“L”形隔尘雾屏发生器，所述“L”形隔尘雾屏发生器通过紧固装置固定，所述“L”形隔尘雾屏发生器与动压水管连通。
进一步的，所述的负压二次雾化抑尘装置包括4-6个扩散角为25-45°的射流雾化喷头，相邻两个射流雾化喷头间的夹角为60-90°，射流雾化喷头固定在圆环形集尘罩内部，射流雾化喷头及其圆环形集尘罩均匀布设于截割臂根部的圆周上，所述射流雾化喷头通过球接头固定。
进一步的，所述的空气雾化装置包括3个扩散角为30-40°的锥形喷头，所述锥形喷头布置在综掘机机身最前方。
进一步的，所述3个锥形喷头喷射方向在综掘机机身侧剖面投影上与水平面夹角分别为60°、30°、10°向上，所述锥形喷头通过球接头固定。
进一步的，所述“L”形隔尘雾屏发生器上设置有若干个扩散角度为45-60°扇形雾化喷头和一个扩散角度为120°的第三扇形雾化喷头。
进一步的，所述“L”形隔尘雾屏发生器包括雾屏发生器竖直段、雾屏发生器水平段，所述扇形雾化喷头包括设置在雾屏发生器竖直段的第一扇形雾化喷头、设置在雾屏发生器水平段的第二扇形雾化喷头，所述第三扇形雾化喷头位于雾屏发生器水平段最右端。
进一步的，所述第一扇形雾化喷头向左侧喷射，所述第二扇形雾化喷头向竖直上方喷射且布置间距为15-20cm，所述第三扇形雾化喷头喷向与水平面成30°的右上方。
进一步的，所述第一扇形雾化喷头、第二扇形雾化喷头、所述第三扇形雾化喷头通过球接头固定。
进一步的，所述吸液管上设有第一调节阀，所述的高压水管、压风管、静压水管和动压水管上均设有第二调节阀。
本发明的有益效果：
本发明融高压射流雾化抑尘模块、空气雾化降尘模块、动压雾化隔尘模块三种针对不同区域的治尘模块为一体，各模块治尘目的明确且相互配合最终达到高效除尘效果；高压雾化抑尘模块主要针对截割头截割破碎产尘区域，其中的负压二次雾化抑尘装置将抑尘剂溶液以高速雾滴的形式喷射至破碎区域，润湿煤岩壁面从源头抑制粉尘产生，高速雾滴流在圆环形集尘罩内部形成的负压可吸入截割头周围的含尘空气，使粉尘与雾滴再次作用实现二次降尘；空气雾化降尘模块向工作面回风侧喷射，降低回风侧风流流速，减缓粉尘随风运移速度同时降低风流对隔尘雾屏的影响，且采用掘进工作面压风作为雾化动力，可提高静压水雾化效果及喷射速度，增加与粉尘的作用效果；动压雾化隔尘模块产生的隔尘雾屏可避免粉尘向巷道后方逸散，保证隔尘雾帘与粉尘的相对碰撞，提升隔尘与降尘效果；喷头均通过球接头固定，可根据掘进工作面现场情况及时调节喷射方向及角度，可实现雾流对尘源或粉尘浓度较大区域的精准喷射。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的高压雾化抑尘模块示意图；
图3是本发明的空气雾化降尘模块示意图；
图4是本发明的动压雾化隔尘模块示意图；
图中：1、增压泵；2、高压水管；3、抑尘剂自动添加装置；4、抑尘剂溶液输送管；5、负压二次雾化抑尘装置；6、吸液管；7、抑尘剂容器；8、第一调节阀；9、压风管；10、静压水管；11、空气雾化降尘装置；12、紧固装置；13、动压水管；14、“L”形隔尘雾屏发生器；15、射流雾化喷头；16、圆环形集尘罩；17、截割臂；18、锥形喷头；19、综掘机机身；20、扇形雾化喷头；20-1、第一扇形雾化喷头；20-2、第二扇形雾化喷头；21、第三扇形雾化喷头；22、第二调节阀；23、球接头。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：如图1-4所示，本实施例提供一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，包括高压射流雾化抑尘模块，空气雾化降尘模块，动压雾化隔尘模块；高压射流雾化抑尘模块包括依次连接的增压泵1、高压水管2、抑尘剂自动添加装置3、抑尘剂溶液输送管4和负压二次雾化抑尘装置5，抑尘剂自动添加装置3的吸液管6与抑尘剂容器7连通，吸液管6上设有第一调节阀8。
空气雾化降尘模块包括与压风管9和静压水管10相连的空气雾化降尘装置11。
动压雾化隔尘模块包括紧固装置12、与动压水管13相连的“L”形隔尘雾屏发生器14。
负压二次雾化抑尘装置5包括6个扩散角为25°的射流雾化喷头15，射流雾化喷头15两两之间的夹角为60°，射流雾化喷头15固定在圆环形集尘罩16内部，射流雾化喷头15及其圆环形集尘罩16均匀布设于截割臂17根部的圆周上，高压雾化抑尘模块主要针对截割头截割破碎产尘区域，其中的负压二次雾化抑尘装置将抑尘剂溶液以高速雾滴的形式喷射至破碎区域，早期润湿煤岩壁面抑制粉尘产生，高速雾滴流在圆环形集尘罩内部形成的负压可吸入残余粉尘，使其与雾滴再次作用实现二次降尘。
空气雾化装置11为3个扩散角为40°的锥形喷头18，布置在综掘机机身19最前方，喷射方向在侧剖面投影上与水平面夹角分别为60°、30°、10°向上，空气雾化降尘模块向工作面回风侧喷射，降低回风侧风流流速，减缓粉尘随风运移速度同时降低风流对隔尘雾屏的影响，且工作面压风可提高静压水雾化效果及喷射速度，增加与粉尘的作用效果。
“L”形隔尘雾屏发生器14上固定有若干个扇形雾化喷头20，扩散角度为45°，位于“L”形隔尘雾屏发生器竖直段14-1的第一扇形雾化喷头20-1向左侧喷射；位于“L”形隔尘雾屏发生器水平段14-2的第二扇形雾化喷头20-2向竖直上方喷射且布置间距为15cm；第三扇形雾化喷头21设置在“L”形隔尘雾屏发生器水平段14-2的最右端且喷射方向为与水平面成30°的右上方，扩散角度为120°；高压水管2、压风管9、静压水管10和动压水管13上均设有第二调节阀22，动压雾化隔尘模块产生的隔尘雾屏可避免粉尘向巷道后方逸散，保证隔尘雾帘与粉尘的相对碰撞，提升阻隔效果。
射流雾化喷头15、锥形喷头18、第一扇形雾化喷头20-1、第二扇形雾化喷头20-2、第三扇形雾化喷头21均通过球接头23固定，根据工作面现场安装位置调整喷射方向及角度，可实现具针对性地精准喷射。
Claims (9)
1.一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，包括射流雾化抑尘模块、空气雾化降尘模块、动压雾化隔尘模块；
所述射流雾化抑尘模块包括依次连接的增压泵(1)、高压水管(2)、抑尘剂自动添加装置(3)、抑尘剂溶液输送管(4)和负压二次雾化抑尘装置(5)，所述抑尘剂自动添加装置(3)通过吸液管(6)与抑尘剂容器(7)连通；
所述空气雾化降尘模块包括空气雾化降尘装置(11)，所述空气雾化降尘装置(11)连接有压风管(9)和静压水管(10)；
所述动压雾化隔尘模块包括“L”形隔尘雾屏发生器(14)，所述“L”形隔尘雾屏发生器(14)通过紧固装置(12)固定，所述“L”形隔尘雾屏发生器(14)与动压水管(13)连通。
2.根据权利要求1所述的一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，所述的负压二次雾化抑尘装置(5)包括4-6个扩散角为25-45°的射流雾化喷头(15)，相邻两个射流雾化喷头(15)间的夹角为60-90°，射流雾化喷头(15)固定在圆环形集尘罩(16)内部，射流雾化喷头(15)及其圆环形集尘罩(16)均匀布设于截割臂(17)根部的圆周上，所述射流雾化喷头(15)通过球接头(23)固定。
3.根据权利要求1所述的一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，所述的空气雾化装置(11)包括3个扩散角为30-40°的锥形喷头(18)，所述锥形喷头(18)布置在综掘机机身(19)最前方。
4.根据权利要求3所述的一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，所述3个锥形喷头(18)喷射方向在综掘机机身(19)侧剖面投影上与水平面夹角分别为60°、30°、10°向上，所述锥形喷头(18)通过球接头(23)固定。
5.根据权利要求1所述的一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，所述“L”形隔尘雾屏发生器(14)上设置有若干个扩散角度为45-60°扇形雾化喷头(20)和一个扩散角度为120°的第三雾化喷头(21)。
6.根据权利要求5所述的一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，所述“L”形隔尘雾屏发生器(14)包括雾屏发生器竖直段(14-1)、雾屏发生器水平段(14-2)，所述扇形雾化喷头(20)包括设置在雾屏发生器竖直段(14-1)的第一扇形雾化喷头(20-1)、设置在雾屏发生器水平段(14-2)的第二扇形雾化喷头(20-2)，所述第三扇形雾化喷头(21)位于雾屏发生器水平段(14-2)最右端。
7.根据权利要求6所述的一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，所述第一扇形雾化喷头(20-1)向左侧喷射，所述第二扇形雾化喷头(20-2)向竖直上方喷射且布置间距为15-20cm，所述第三扇形雾化喷头(21)喷向与水平面成30°的右上方。
8.根据权利要求7所述的一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，所述第一扇形雾化喷头(20-1)、第二扇形雾化喷头(20-2)、所述第三扇形雾化喷头(21)通过球接头(23)固定。
9.根据权利要求1所述的一种综掘工作面阶梯雾化分区除尘系统，其特征在于，所述吸液管(6)上设有第一调节阀(8)，所述的高压水管(2)、压风管(9)、静压水管(10)和动压水管(13)上均设有第二调节阀(22)。
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