CN107956502B - 拖管式巷道自动冲洗除尘系统与方法 - Google Patents
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Abstract
拖管式巷道自动冲洗除尘系统，包括喷嘴组件、耐高压水管、喷水管和矿山架空乘人索道；喷嘴组件包括耐高压接头、一级喷嘴、二级喷嘴和三级喷嘴，一级喷嘴、二级喷嘴和三级喷嘴从前至后依次安装在耐高压接头上，一级喷嘴包括若干第一细雾喷嘴，二级喷嘴包括若干大流量喷嘴，三级喷嘴包括若干第二细雾喷嘴；耐高压水管的出水端固定在巷道口的第一个蹬座扶杆上，耐高压水管的进水口连接高压水源，耐高压水管的中段通过固定装置逐一固定在第一个蹬座扶杆后的每个蹬座扶杆上，耐高压水管与高压水源的连接处设有阀门。本发明同时公开了一种拖管式巷道自动冲洗除尘方法。本发明可节省人力，减轻工人劳动强度，提升冲洗除尘效率，不危害除尘工人的健康。
Description
技术领域
本发明属于矿用除尘系统领域，涉及一种巷道自动冲洗除尘系统。
背景技术
各类井工矿山在生产过程中，会产生大量粉尘，这些粉尘会通过呼吸作用进入井下作业工人的呼吸系统，引起硅肺病、煤肺病等疾病，还会进入精密仪器设备内部，加速设备磨损，也会影响工人视线，诱导安全事故发生，甚至会引起粉尘爆炸等恶性事故。因此，粉尘防治工作刻不容缓。
各类井工矿山常用的除尘方式之一，是向巷道和作业区域洒水，通过水体的吸附作用，减少空气中浮尘，冲洗巷道底板上的落尘。但常规的洒水作业需要安排工人拖着水管沿巷道进行洒水，并冲洗巷道底板及巷道壁，这种除尘方式工作效率低下，工人劳动强度大，作业环境恶劣，在冲洗过程中扬起的浮尘也会危害除尘工人的人身健康。因此，亟需一种能对巷道进行自动冲洗除尘的系统和方法。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种拖管式巷道自动冲洗除尘系统与方法，可节省人力，减轻工人劳动强度，提升巷道冲洗除尘效率，提高矿井内工作环境的舒适性和安全性，且不危害除尘工人的健康。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：拖管式巷道自动冲洗除尘系统，包括喷嘴组件、耐高压水管、喷水管和矿山架空乘人索道，矿山架空乘人索道固定设置有若干个蹬座扶杆，各个蹬座扶杆沿巷道方向从前至后依次排列；
喷嘴组件包括耐高压接头、一级喷嘴、二级喷嘴和三级喷嘴，以矿山架空乘人索道行进的方向为前向，一级喷嘴、二级喷嘴和三级喷嘴间隔设置且从前至后依次安装在耐高压接头上，一级喷嘴包括若干个均用于使水体通过一级喷嘴以射流喷雾形式喷向巷道前方空间的第一细雾喷嘴，二级喷嘴包括若干个用于使水体通过二级喷嘴以大流量水流喷向巷道底板上的大流量喷嘴，三级喷嘴包括若干个用于使水体通过三级喷嘴以射流喷雾形式沿耐高压接头径向方向向外喷射的第二细雾喷嘴；
耐高压水管的出水端固定在位于巷道口的第一个蹬座扶杆上，喷水管的进水口与耐高压水管的出水口固定连通，喷嘴组件的进水口与喷水管的出水口固定连通，耐高压水管的进水口连接高压水源，耐高压水管的中段通过固定装置逐一固定在第一个蹬座扶杆以后的每个蹬座扶杆上，耐高压水管的进水口与高压水源的连接处安装有阀门。
各第一细雾喷嘴绕耐高压接头的轴线沿周向呈圆形均布，各第一细雾喷嘴的轴线与耐高压接头的轴线平行且各第一细雾喷嘴的出口朝向前方；各大流量喷嘴绕耐高压接头的轴线沿周向呈半圆形均布，该半圆形是位于下半部的半圆，各大流量喷嘴的轴线倾斜向下并与耐高压接头的轴线夹角为锐角；各第二细雾喷嘴绕耐高压接头的轴线沿周向呈圆形均布，各第二细雾喷嘴的轴线与耐高压接头的轴线垂直且各第二细雾喷嘴的出口以耐高压接头的轴线为中心呈放射状朝向外侧。
所述固定装置为抱箍或固定托架。
喷水管的进水口与耐高压水管的出水口之间通过第一直角弯头连接，喷水管与耐高压水管垂直，喷嘴组件的进水口与喷水管的出水口之间通过第二直角弯头连接，喷嘴组件位于巷道宽度方向的中段。
位于巷道口的第一个蹬座扶杆上连接有支杆，喷水管的管体与位于巷道口的第一个蹬座扶杆之间通过支杆连接。
使用所述的拖管式巷道自动冲洗除尘系统的拖管式巷道自动冲洗除尘方法，包括以下步骤：
（1）将耐高压水管的进水口连接高压水源，并将喷水管的进水口与耐高压水管的出水口固定连通，将喷嘴组件的进水口与喷水管的出水口固定连通；
（2）关停矿山架空乘人索道，将耐高压水管的出水端安装固定在位于巷道口的第一个蹬座扶杆上；
（3）将耐高压水管的中段通过固定装置逐一固定在第一个蹬座扶杆以后的每个蹬座扶杆上；
（4）启动巷道口的矿山架空乘人索道开关，矿山架空乘人索道开始运行；
（5）同时，打开耐高压水管上的阀门，高压水源通过喷嘴组件喷射出，进行冲洗除尘；
（6）高压水源通过喷嘴组件喷射出不同状态的水体；
（7）当喷嘴组件随矿山架空乘人索道的第一个蹬座扶杆运行至接近巷道终点位置时，关闭耐高压水管上的阀门；
（8）当喷嘴组件运转过巷道终点位置后，拖管式巷道自动冲洗除尘系统随矿山架空乘人索道返程，此时重复步骤（5）和（6），对巷道进行第二次冲洗除尘，强化冲洗除尘的效果；
（9）当喷嘴组件返回到巷道口，即出发点处时，关闭耐高压水管上的阀门，取下喷嘴组件并挨个取下固定在每个蹬座扶杆上的耐高压水管，并将耐高压水管收集好。
步骤（6）中高压水源通过喷嘴组件喷射出不同状态的水体为：一级喷嘴使高压水源以锥形水射流喷雾形式喷向巷道前方空间，其主要作用为扑捉巷道空气中的浮尘；二级喷嘴使高压水源以扇形水流形式喷向巷道底板，其主要作用为冲洗巷道底板上的积尘；三级喷嘴使高压水源以圆形水射流喷雾形式喷向巷道整个轮廓空间，其主要作用为进一步冲洗巷道、清洁巷道底板及巷道壁。
采用上述技术方案，本发明具有以下优点：
本发明以矿山架空乘人索道（俗称“猴车”）为动力源，以喷嘴组件为冲洗除尘机构，采用高压水源，以耐高压水管为冲洗除尘水体流通通道，共同组成拖管式巷道自动冲洗除尘系统。本发明中一级喷嘴的结构使得高压水源能够以锥形水射流喷雾形式喷向巷道前方空间，可扑捉巷道空气中的浮尘，二级喷嘴的结构得高压水源能够以扇形水流形式喷向巷道底板，可冲洗巷道底板上的积尘，三级喷嘴的结构使得高压水源能够以圆形水射流喷雾形式喷向巷道整个轮廓空间，可进一步冲洗巷道、清洁巷道底板及巷道壁。经过三级冲洗除尘，有效减少巷道内空气中的浮尘，冲洗巷道底板上的落尘。
本发明中的耐高压水管通过固定装置逐一固定在第一个蹬座扶杆以后的每个蹬座扶杆上，固定装置能够防止耐高压水管在冲洗除尘过程中窜动，保障冲洗除尘工作的顺利进行。
本发明的拖管式巷道自动冲洗除尘系统结合矿井中现有的矿山架空乘人索道使用，可对巷道进行往返两次冲洗除尘，可强化冲洗除尘的效果。
本发明的喷嘴组件可在沿巷道宽度方向的中部前行的过程中对巷道的整个轮廓空间进行冲洗除尘，可使巷道的整个轮廓空间得到均匀冲洗，避免只冲洗巷道一侧的情况。
综上，本发明结合矿井中现有的矿山架空乘人索道使用，结构简单，使用方便，在冲洗除尘过程中实现自动化操作，无需安排工人拖着水管沿巷道进行洒水冲洗，能够节省人力，减轻工人劳动强度，提升巷道冲洗除尘效率，提高矿井内工作环境的舒适性和安全性，且不危害除尘工人的健康。
附图说明
图1是本发明的拖管式巷道自动冲洗除尘系统的安装示意图；
图2是本发明中喷嘴组件的结构示意图；
图3是本发明中一级喷嘴的剖面图；
图4是本发明中一级喷嘴的前视图；
图5是本发明中二级喷嘴的剖面图；
图6是本发明中二级喷嘴的前视图；
图7是本发明中三级喷嘴的剖面图；
图8是本发明中三级喷嘴的前视图；
图9是图1中A处的局部放大图。
具体实施方式
如图1至图9所示，以矿山架空乘人索道行进的方向为前向，本发明的拖管式巷道自动冲洗除尘系统，包括喷嘴组件1、耐高压水管2、喷水管17和矿山架空乘人索道3，矿山架空乘人索道3固定设置有若干个蹬座扶杆4，各个蹬座扶杆4沿巷道5方向从前至后依次排列；
喷嘴组件1包括耐高压接头6、一级喷嘴7、二级喷嘴8和三级喷嘴9，以矿山架空乘人索道3行进的方向为前向，一级喷嘴7、二级喷嘴8和三级喷嘴9间隔设置且从前至后依次安装在耐高压接头6上，一级喷嘴7包括若干个均用于使水体通过一级喷嘴7以射流喷雾形式喷向巷道5前方空间的第一细雾喷嘴10，二级喷嘴8包括若干个用于使水体通过二级喷嘴8以大流量水流喷向巷道5底板上的大流量喷嘴11，三级喷嘴9包括若干个用于使水体通过三级喷嘴9以射流喷雾形式沿耐高压接头6径向方向向外喷射的第二细雾喷嘴12；
耐高压水管2的出水端固定在位于巷道口的第一个蹬座扶杆4上，喷水管17的进水口与耐高压水管2的出水口固定连通，喷嘴组件1的进水口与喷水管17的出水口固定连通，耐高压水管2的进水口连接高压水源，耐高压水管2的中段，即耐高压水管2的进水口与耐高压水管2的出水口之间的部位通过固定装置13逐一固定在第一个蹬座扶杆4以后的每个蹬座扶杆4上，耐高压水管2的进水口与高压水源的连接处安装有阀门。阀门为现有常规装置，图中并未示出。
各第一细雾喷嘴10绕耐高压接头6的轴线沿周向呈圆形均布，各第一细雾喷嘴10的轴线与耐高压接头6的轴线平行且各第一细雾喷嘴10的出口朝向前方；各大流量喷嘴11绕耐高压接头6的轴线沿周向呈半圆形均布，该半圆形是位于下半部的半圆，各大流量喷嘴11的轴线倾斜向下并与耐高压接头6的轴线夹角为锐角，各大流量喷嘴11的出口朝向前方；各第二细雾喷嘴12绕耐高压接头6的轴线沿周向呈圆形均布，各第二细雾喷嘴12的轴线与耐高压接头6的轴线垂直且各第二细雾喷嘴12的出口以耐高压接头6的轴线为中心呈放射状朝向外侧。一级喷嘴7的结构使得高压水源能够以锥形水射流喷雾14形式喷向巷道5前方空间，二级喷嘴8的结构得高压水源能够以扇形水流15形式喷向巷道底板，三级喷嘴9的结构使得高压水源能够以圆形水射流喷雾16形式喷向巷道5整个轮廓空间。
所述固定装置13为抱箍或固定托架。固定装置13可将耐高压水管2固定在蹬座扶杆4上，能够防止耐高压水管2在冲洗除尘过程中窜动。
喷水管17为钢管，喷水管17的进水口与耐高压水管2的出水口之间通过第一直角弯头18连接，喷水管17与耐高压水管2垂直，喷嘴组件1的进水口与喷水管17的出水口之间通过第二直角弯头19连接，喷嘴组件1位于巷道宽度方向的中部。喷嘴组件1可在沿巷道宽度方向的中部前行的过程中对巷道的整个轮廓空间进行冲洗除尘，可使巷道的整个轮廓空间得到均匀冲洗，避免只冲洗巷道一侧的情况。
位于巷道口的第一个蹬座扶杆4上连接有支杆20，喷水管17的管体与位于巷道口的第一个蹬座扶杆4之间通过支杆20连接。支杆用于支撑喷水管17。
使用拖管式巷道自动冲洗除尘系统的拖管式巷道自动冲洗除尘方法，包括以下步骤：
（1）将耐高压水管2的进水口连接高压水源，并将喷水管17的进水口与耐高压水管2的出水口固定连通，将喷嘴组件1的进水口与喷水管17的出水口固定连通；
（2）关停矿山架空乘人索道2，将耐高压水管2的出水端安装固定在位于巷道口的第一个蹬座扶杆4上；
（3）将耐高压水管2的中段通过固定装置13逐一固定在第一个蹬座扶杆4以后的每个蹬座扶杆4上，通过矿山架空乘人索道3带动耐高压水管2逐渐进入巷道5深部；
（4）启动巷道口的矿山架空乘人索道3开关，矿山架空乘人索道3开始运行；
（5）同时，打开耐高压水管2上的阀门，高压水源通过喷嘴组件1喷射出，进行冲洗除尘；
（6）高压水源通过喷嘴组件1喷射出不同状态的水体；
（7）当喷嘴组件1随矿山架空乘人索道3的第一个蹬座扶杆4运行至接近巷道5终点位置时，关闭耐高压水管2上的阀门；可防止喷出的水体淋湿矿山架空乘人索道3的电机等机构，确保矿山架空乘人索道3的安全；
（8）当喷嘴组件1运转过巷道5终点位置后，拖管式巷道自动冲洗除尘系统随矿山架空乘人索道3返程，此时重复步骤（5）和（6），对巷道5进行第二次冲洗除尘，强化冲洗除尘的效果；
（9）当喷嘴组件1返回到巷道口，即出发点处时，关闭耐高压水管2上的阀门，取下喷嘴组件1并挨个取下固定在每个蹬座扶杆4上的耐高压水管2，并将耐高压水管2收集好。
步骤（6）中高压水源通过喷嘴组件1喷射出不同状态的水体为：一级喷嘴7使高压水源以锥形水射流喷雾14形式喷向巷道5前方空间，其主要作用为扑捉巷道5空气中的浮尘；二级喷嘴8使高压水源以扇形水流15形式喷向巷道底板，其主要作用为冲洗巷道底板上的积尘；三级喷嘴9使高压水源以圆形水射流喷雾16形式喷向巷道5整个轮廓空间，其主要作用为进一步冲洗巷道5、清洁巷道底板及巷道壁。
所述耐高压水管2、矿山架空乘人索道3、蹬座扶杆4、阀门、耐高压接头6、第一细雾喷嘴10、大流量喷嘴11和第二细雾喷嘴12均为现有常规装置，具体结构不再详述。
本发明可用于各类井工开采的矿井，含煤矿及非煤矿山。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.拖管式巷道自动冲洗除尘系统，其特征在于：包括喷嘴组件、耐高压水管、喷水管和矿山架空乘人索道，矿山架空乘人索道固定设置有若干个蹬座扶杆，各个蹬座扶杆沿巷道方向从前至后依次排列；
喷嘴组件包括耐高压接头、一级喷嘴、二级喷嘴和三级喷嘴，以矿山架空乘人索道行进的方向为前向，一级喷嘴、二级喷嘴和三级喷嘴间隔设置且从前至后依次安装在耐高压接头上，一级喷嘴包括若干个均用于使水体通过一级喷嘴以射流喷雾形式喷向巷道前方空间的第一细雾喷嘴，二级喷嘴包括若干个用于使水体通过二级喷嘴以大流量水流喷向巷道底板上的大流量喷嘴，三级喷嘴包括若干个用于使水体通过三级喷嘴以射流喷雾形式沿耐高压接头径向方向向外喷射的第二细雾喷嘴；
耐高压水管的出水端固定在位于巷道口的第一个蹬座扶杆上，喷水管的进水口与耐高压水管的出水口固定连通，喷嘴组件的进水口与喷水管的出水口固定连通，耐高压水管的进水口连接高压水源，耐高压水管的中段通过固定装置逐一固定在第一个蹬座扶杆以后的每个蹬座扶杆上，耐高压水管的进水口与高压水源的连接处安装有阀门。
2.根据权利要求1所述的拖管式巷道自动冲洗除尘系统，其特征在于：各第一细雾喷嘴绕耐高压接头的轴线沿周向呈圆形均布，各第一细雾喷嘴的轴线与耐高压接头的轴线平行且各第一细雾喷嘴的出口朝向前方；各大流量喷嘴绕耐高压接头的轴线沿周向呈半圆形均布，该半圆形是位于下半部的半圆，各大流量喷嘴的轴线倾斜向下并与耐高压接头的轴线夹角为锐角；各第二细雾喷嘴绕耐高压接头的轴线沿周向呈圆形均布，各第二细雾喷嘴的轴线与耐高压接头的轴线垂直且各第二细雾喷嘴的出口以耐高压接头的轴线为中心呈放射状朝向外侧。
3.根据权利要求2所述的拖管式巷道自动冲洗除尘系统，其特征在于：所述固定装置为抱箍或固定托架。
4.根据权利要求3所述的拖管式巷道自动冲洗除尘系统，其特征在于：喷水管的进水口与耐高压水管的出水口之间通过第一直角弯头连接，喷水管与耐高压水管垂直，喷嘴组件的进水口与喷水管的出水口之间通过第二直角弯头连接，喷嘴组件位于巷道宽度方向的中段。
5.根据权利要求4所述的拖管式巷道自动冲洗除尘系统，其特征在于：位于巷道口的第一个蹬座扶杆上连接有支杆，喷水管的管体与位于巷道口的第一个蹬座扶杆之间通过支杆连接。
6.使用权利要求5所述的拖管式巷道自动冲洗除尘系统的拖管式巷道自动冲洗除尘方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将耐高压水管的进水口连接高压水源，并将喷水管的进水口与耐高压水管的出水口固定连通，将喷嘴组件的进水口与喷水管的出水口固定连通；
（2）关停矿山架空乘人索道，将耐高压水管的出水端安装固定在位于巷道口的第一个蹬座扶杆上；
（3）将耐高压水管的中段通过固定装置逐一固定在第一个蹬座扶杆以后的每个蹬座扶杆上；
（4）启动巷道口的矿山架空乘人索道开关，矿山架空乘人索道开始运行；
（5）同时，打开耐高压水管上的阀门，高压水源通过喷嘴组件喷射出，进行冲洗除尘；
（6）高压水源通过喷嘴组件喷射出不同状态的水体；
（7）当喷嘴组件随矿山架空乘人索道的第一个蹬座扶杆运行至接近巷道终点位置时，关闭耐高压水管上的阀门；
（8）当喷嘴组件运转过巷道终点位置后，拖管式巷道自动冲洗除尘系统随矿山架空乘人索道返程，此时重复步骤（5）和（6），对巷道进行第二次冲洗除尘，强化冲洗除尘的效果；
（9）当喷嘴组件返回到巷道口，即出发点处时，关闭耐高压水管上的阀门，取下喷嘴组件并挨个取下固定在每个蹬座扶杆上的耐高压水管，并将耐高压水管收集好。
7.根据权利要求6所述的拖管式巷道自动冲洗除尘方法，其特征在于：步骤（6）中高压水源通过喷嘴组件喷射出不同状态的水体为：一级喷嘴使高压水源以锥形水射流喷雾形式喷向巷道前方空间，其主要作用为扑捉巷道空气中的浮尘；二级喷嘴使高压水源以扇形水流形式喷向巷道底板，其主要作用为冲洗巷道底板上的积尘；三级喷嘴使高压水源以圆形水射流喷雾形式喷向巷道整个轮廓空间，其主要作用为进一步冲洗巷道、清洁巷道底板及巷道壁。
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2017
- 2017-11-21 CN CN201711168438.0A patent/CN107956502B/zh active Active
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