CN109772058A - 一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统 - Google Patents

Abstract

一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，该系统包括高效集尘罩(1)和干式过滤除尘器(4)，轴流式风机(3)使高效集尘罩内产生负压，从而使高效集尘罩将采煤机割煤时产生的含尘气流收集到干式过滤除尘器中进行过滤，当扁式方框滤筒(4.3)上的粉尘积聚至风难以通过时，通过清灰系统(7)对扁式方框滤筒进行喷吹清灰，清理的灰尘沉积在除尘器底部并通过卸灰系统(6)实现卸灰；轴流式风机、卸灰系统、清灰系统分别通过微型控制器(8)实现启闭。本系统采用干式除尘，不仅可提高对较大粒径的煤尘颗粒除尘效率，还可提高对呼吸性粉尘的除尘效率，从而消除粉尘爆炸造成的安全隐患、保护工人身体健康，同时也能使工人正常作业，提高工作效率。

Description

一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统

技术领域

本发明属于矿用除尘技术领域，具体涉及一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统。

背景技术

现阶段，煤矿井下粉尘治理已经成为国家煤矿治理的重点之一。近几年来，随着矿井机械化程度的不断提高，高效、大功率的采煤机被应用在综采面，使得综采面粉尘浓度急剧增加。这些粉尘弥漫于作业空间内，一方面带来了粉尘爆炸的危险，造成安全隐患，另一方面危害工人身体健康，遮挡工人视线，从而影响工人正常操作。目前，矿井下综采面除尘手段主要是煤层注水、喷雾除尘，经现场应用表明煤层注水除尘效率并不高，喷雾除尘对较大粒径的煤尘颗粒除尘效果较好，而对呼吸性粉尘除尘效率比较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，该系统采用干式除尘，不仅可提高对较大粒径的煤尘颗粒除尘效率，还可提高对呼吸性粉尘的除尘效率，从而消除粉尘爆炸造成的安全隐患、保护工人身体健康，同时也能使工人正常作业，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，包括高效集尘罩和干式过滤除尘器，干式过滤除尘器的底部设有卸灰系统，所述干式过滤除尘器的两个相对的侧壁上分别设有进风口，进风口分别通过弹性伸缩风筒与高效集尘罩连通，高效集尘罩安装在采煤机两端的滚筒与摇臂的连接处；干式过滤除尘器内由上而下依次分为净化室和过滤室且二者之间采用花板隔开，净化室通过连接管与固定在干式过滤除尘器顶部上的轴流式风机连通，过滤室内平行设置有多个扁式方框滤筒，多个扁式方框滤筒的出风口与净化室连通；干式过滤除尘器与采煤机操作台同侧的侧壁上设有检修门和微型控制器，检修门与扁式方框滤筒出风口之间设置有清灰系统；微型控制器安装在净气室的外部，微型控制器与轴流式风机、卸灰系统、清灰系统分别电连接。

进一步的，所述检修门的上侧通过可实现其启闭的门页安装在干式过滤除尘器的壳体上，所述清灰系统包括从上而下依次顺序连接的气包、电磁脉冲阀、弯缩管、喷吹管，电磁脉冲阀与微型控制器电连接，喷吹管上均匀设置有多个喷吹孔，喷吹孔与扁式方框滤筒的出风口相对，喷吹管与检修门固定连接。

进一步的，所述卸灰系统包括液压杆、刮灰板、自动闭合门，液压杆与微型控制器电连接，刮灰板底部与干式过滤除尘器的底板相接触，刮灰板一侧与液压杆连接，另一侧设置有支撑柱；所述自动闭合门包括闭合门，闭合门的上端通过铰链与干式过滤除尘器的壳体连接，下端内侧设置有与干式过滤除尘器底部相吸的磁铁；干式过滤除尘器安装检修门的侧壁底部开设有与自动闭合门相配合的卸灰口。

进一步的，刮灰板与液压杆连接的一侧还与回力弹簧连接，回力弹簧的另一端固定连接在干式过滤除尘器与检修门相对的侧壁上。

进一步的，干式过滤除尘器的进风口处分别设置有导流板，导流板与干式过滤除尘器底板呈45～70°的夹角。

进一步的，所述除尘系统还包括远程遥控器，远程遥控器与微型控制器电信号连接。

进一步的，所述扁式方框滤筒的出风口处固定安装在花板上，扁式方框滤筒采用金属网过滤材料制备而成，过滤精度为2～5μm，金属网过滤材料表面涂覆有一层聚四氟乙烯微孔膜。

优选的，所述高效集尘罩为圆锥台形状，高效集尘罩与弹性伸缩风筒的连接处设置有密封垫，高效集尘罩和弹性伸缩风筒通过在钢筋骨架外包覆橡胶材质制备而成。

进一步的，干式过滤除尘器的底板四角分别设置有移动轮，移动轮与滑道相配合，滑道安装在采煤机的检修盖上。

与现有技术相比，本发明首先通过轴流式风机使高效集尘罩内产生负压，从而使高效集尘罩将采煤机割煤时产生的含尘气流收集到干式过滤除尘器中进行过滤，通过干式过滤除尘器内部的扁式方框滤筒滤除颗粒粉尘，当扁式方框滤筒上的粉尘积聚至风难以通过时，通过清灰系统对扁式方框滤筒进行喷吹清灰，清理的灰尘沉积在除尘器底部并通过卸灰系统实现卸灰。轴流式风机、卸灰系统、清灰系统分别通过微型控制器实现启闭；另外，远程遥控器可实现远程控制微型控制器，进而远程控制干式过滤除尘系统的启闭。该系统采用干式除尘，不仅可提高对较大粒径的煤尘颗粒除尘效率，还可提高对呼吸性粉尘的除尘效率，从而消除粉尘爆炸造成的安全隐患、保护工人身体健康，同时也能使工人正常作业，提高工作效率。该系统具有结构简单、使用方便、适用性强、体积小、便于移动、除尘效率高、除尘效果好、易于卸灰、后期维护方便等优点，尤其适用于煤矿井下综采面作业施工除尘。

附图说明

图1是本发明的安装示意图；

图2是本发明中高效集尘罩的安装示意放大图；

图3是本发明中干式过滤除尘器的整体结构示意图；

图4是本发明中干式过滤除尘器的剖视图；

图5是本发明中清灰系统的放大结构示意图；

图6是图4中自动闭合门的放大结构示意图；

图7是本发明中卸灰系统的俯视图；

图8是图4中扁式方框滤筒的立体结构示意图；

图中：1、高效集尘罩，2、弹性伸缩风筒，3、轴流式风机，3.1、连接管，4、干式过滤除尘器，4.1、进风口，4.2、移动轮，4.3、扁式方框滤筒，4.3.1、出风口，4.4、检修门，4.4.1、门页，4.5、导流板，4.6、净气室，4.7、过滤室，4.8、花板，5、滑道，6、卸灰系统，6.1、液压杆，6.2、刮灰板，6.3、回力弹簧，6.4、自动闭合门，6.4.1、铰链，6.4.2、磁铁，6.4.3、闭合门，6.5、支撑柱，7、清灰系统，7.1、气包，7.2、电磁脉冲阀，7.3、喷吹管，7.4、弯缩管，7.5、喷吹孔，8、微型控制器，8.1、远程遥控器，9、滚筒，10、采煤机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图4所示，一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，包括高效集尘罩1和干式过滤除尘器4，干式过滤除尘器4的底部设有卸灰系统6，所述干式过滤除尘器4的两个相对的侧壁上分别设有进风口4.1，进风口4.1分别通过弹性伸缩风筒2与高效集尘罩1连通，高效集尘罩1安装在采煤机10两端的滚筒9与摇臂的连接处；干式过滤除尘器4内由上而下依次分为净化室4.6和过滤室4.7且二者之间采用花板4.8隔开，净化室4.6通过连接管3.1与固定在干式过滤除尘器4顶部上的轴流式风机3连通，为了降低轴流式风机3的能耗，延长其使用寿命，轴流式风机3的出风口方向与工作面风流方向一致；过滤室4.7内平行设置有多个扁式方框滤筒4.3，多个扁式方框滤筒4.3的出风口4.3.1与净化室4.6连通；干式过滤除尘器4与采煤机10操作台同侧的侧壁上设有检修门4.4和微型控制器8，检修门4.4与扁式方框滤筒4.3的出风口4.3.1之间设置有清灰系统7；微型控制器8安装在净气室4.6的外部，微型控制器8与轴流式风机3、卸灰系统6、清灰系统7分别电连接。

如图3至图5所示，为了方便维修干式过滤除尘器4或为了方便更换或检修扁式方框滤筒4.3，所述检修门4.4的上侧通过可实现其启闭的门页4.4.1安装在干式过滤除尘器4的壳体上，检修门4.4可向外实现0～90°的旋转，所述清灰系统7包括从上而下依次顺序连接的气包7.1、电磁脉冲阀7.2、弯缩管7.4、喷吹管7.3，电磁脉冲阀7.2与微型控制器8电连接，喷吹管7.3上均匀设置有多个喷吹孔7.5，喷吹孔7.5与扁式方框滤筒4.3的出风口4.3.1相对，喷吹管7.3与检修门4.4固定连接。检修扁式方框滤筒4.3安装更换时，喷吹管7.3跟随检修门4.4一起旋转90°，弯缩管7.4发生90°的弯转，方便扁式方框滤筒4.3直接拉出检修更换。

如图3、图4和图6所示，所述卸灰系统6包括液压杆6.1、刮灰板6.2、自动闭合门6.4，液压杆6.1与微型控制器8电连接，刮灰板6.2底部与干式过滤除尘器4的底板相接触，刮灰板6.2一侧与液压杆6.1连接，另一侧设置有支撑柱6.5；为了使自动闭合门6.4更快速地恢复至闭合状态，自动闭合门6.4包括闭合门6.4.3，闭合门6.4.3的上端通过铰链6.4.1与干式过滤除尘器4的壳体连接，下端内侧设置有与干式过滤除尘器4底部相吸的磁铁6.4.2；干式过滤除尘器4安装检修门4.4的侧壁底部开设有与自动闭合门6.4相配合的卸灰口。本发明也可以采用集成控制脉冲卸灰装置，但其与本实施例中采用的卸灰系统6相比，结构更复杂，增加了生产成本。

如图7所示，为了使刮灰工作完成的刮灰板6.2更快速地恢复至初始状态，刮灰板6.2与液压杆6.1连接的一侧还与回力弹簧6.3连接，回力弹簧6.3的另一端固定连接在干式过滤除尘器4与检修门4.4相对的侧壁上。

如图1和图3所示，为了防止风流直接冲击扁式方框滤筒4.3对其产生破坏，同时，为了更加利于位于中部的扁式方框滤筒4.3过滤，减小干式过滤除尘器4的整体过滤阻力，干式过滤除尘器4的进风口4.1处分别设置有导流板4.5，导流板4.5与干式过滤除尘器4底板呈45～70°的夹角。

如图1所示，为了方便远程控制微型控制器8，进而远程控制干式过滤除尘系统的启闭，所述干式过滤除尘系统还包括远程遥控器8.1，远程遥控器8.1与微型控制器8电信号连接。

如图3、图4和图8所示，为了方便安装扁式方框滤筒4.3，所述扁式方框滤筒4.3的出风口4.3.1处固定安装在花板4.8上，为了提高扁式方框滤筒4.3的过滤效果、阻燃性以及抗静电性，延长扁式方框滤筒4.3的使用寿命，扁式方框滤筒4.3采用金属网过滤材料制备而成，过滤精度为2～5μm，金属网过滤材料表面涂覆有一层聚四氟乙烯微孔膜。

如图1和图2所示，为了提高高效集尘罩1的吸风高效性，所述高效集尘罩1为圆锥台形状，为了提高高效集尘罩1的密封性，高效集尘罩1与弹性伸缩风筒2的连接处设置有密封垫，为了保证在采煤机10割煤时，高效集尘罩1与伸缩弹性风筒2受煤块碰撞后可快速恢复形变，高效集尘罩1和弹性伸缩风筒2通过在钢筋骨架外包覆橡胶材质制备而成，橡胶材质弹性好、恢复性强。

如图1和图3所示，为了方便本系统移动，干式过滤除尘器4的底板四角分别设置有移动轮4.2，移动轮4.2与滑道5相配合，干式过滤除尘器4可以在滑道5上左右移动，滑道5安装在采煤机10的检修盖上，需要打开采煤机10检修盖时，可以将干式过滤除尘器4移动到一侧。

具体使用过程如下：高效集尘罩1安装在滚筒9与采煤机10摇臂连接处，干式过滤除尘器4事先安装在采煤机10检修盖上的滑道5上，高效集尘罩1与干式过滤除尘器4利用弹性伸缩风筒2连接，在开启采煤机10前，在微型控制器8上设定清灰间隔时间、清灰时间。采煤机10工作时，利用远程遥控器8.1遥控开启轴流式风机3，轴流式风机3使干式过滤除尘器4内和高效集尘罩1处产生负压，将滚筒9割煤产生的含尘气流通过高效集尘罩1、弹性伸缩风筒2进入干式过滤除尘器4的过滤室4.7内，经过多个扁式方框滤筒4.3过滤后，洁净的气流通过扁式方框滤筒4.3的出风口4.3.1流入净气室4.6后通过轴流式风机3排出，过滤的粉尘附着在扁式方框滤筒4.3的外表面。

经过一个清灰间隔时间后，微型控制器8控制开启电磁脉冲阀7.2，气包7.2内的高压气体经过电磁脉冲阀7.2、弯缩管7.4、喷吹管7.3、喷吹孔7.5喷射进入扁式方框滤筒4.3内部，将附着在扁式方框滤筒4.3外表面的粉尘层吹离，吹离的粉尘在重力作用下落入干式过滤除尘器4的底板上；脉冲清灰完成后，微型控制器8控制开启液压杆6.1，刮灰板6.2随着液压杆6.1的伸展推动积落在干式过滤除尘器4底板的粉尘向自动闭合门6.4的方向运动，回力弹簧6.3被拉伸。当粉尘运动接近自动闭合门6.4时，刮灰板6.2一端设置的支撑柱6.5将自动闭合门6.4撑开，粉尘落入采煤机10下方的刮板机上，随刮板机移出采煤面。清灰完成后，液压杆6.1停止伸展开始往回收缩，回力弹簧6.3辅助收缩，将刮灰板6.2恢复至原始状态。自动闭合门6.4在无外力支撑的情况下受自身的重力与磁铁6.4.2作用下自动关闭。

干式过滤除尘器4在维修时，可直接打开检修门4.4，喷出管7.3跟随检修门4.4一起向外移动，弯缩管7.4发生相应的弯曲，方便扁式方框滤筒4.3拿出更换或检修；在采煤机10检修期间，需要打开左侧的采煤机10检修盖时，将干式过滤除尘器4移动至右侧，需要打开右侧的采煤机10检修盖时，将干式过滤除尘器4移动至左侧，方便快捷。

Claims (9)

1.一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，包括高效集尘罩(1)和干式过滤除尘器(4)，干式过滤除尘器(4)的底部设有卸灰系统(6)，所述干式过滤除尘器(4)的两个相对的侧壁上分别设有进风口(4.1)，进风口(4.1)分别通过弹性伸缩风筒(2)与高效集尘罩(1)连通，高效集尘罩(1)安装在采煤机(10)两端的滚筒(9)与摇臂的连接处；干式过滤除尘器(4)内由上而下依次分为净化室(4.6)和过滤室(4.7)且二者之间采用花板(4.8)隔开，净化室(4.6)通过连接管(3.1)与固定在干式过滤除尘器(4)顶部上的轴流式风机(3)连通，过滤室(4.7)内平行设置有多个扁式方框滤筒(4.3)，多个扁式方框滤筒(4.3)的出风口(4.3.1)与净化室(4.6)连通；干式过滤除尘器(4)与采煤机(10)操作台同侧的侧壁上设有检修门(4.4)和微型控制器(8)，检修门(4.4)与扁式方框滤筒(4.3)的出风口(4.3.1)之间设置有清灰系统(7)；微型控制器(8)安装在净气室(4.6)的外部，微型控制器(8)与轴流式风机(3)、卸灰系统(6)、清灰系统(7)分别电连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，所述检修门(4.4)的上侧通过可实现其启闭的门页(4.4.1)安装在干式过滤除尘器(4)的壳体上，所述清灰系统(7)包括从上而下依次顺序连接的气包(7.1)、电磁脉冲阀(7.2)、弯缩管(7.4)、喷吹管(7.3)，电磁脉冲阀(7.2)与微型控制器(8)电连接，喷吹管(7.3)上均匀设置有多个喷吹孔(7.5)，喷吹孔(7.5)与扁式方框滤筒(4.3)的出风口(4.3.1)相对，喷吹管(7.3)与检修门(4.4)固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，所述卸灰系统(6)包括液压杆(6.1)、刮灰板(6.2)、自动闭合门(6.4)，液压杆(6.1)与微型控制器(8)电连接，刮灰板(6.2)底部与干式过滤除尘器(4)的底板相接触，刮灰板(6.2)一侧与液压杆(6.1)连接，另一侧设置有支撑柱(6.5)；所述自动闭合门(6.4)包括闭合门(6.4.3)，闭合门(6.4.3)的上端通过铰链(6.4.1)与干式过滤除尘器(4)的壳体连接，下端内侧设置有与干式过滤除尘器(4)底部相吸的磁铁(6.4.2)；干式过滤除尘器(4)安装检修门(4.4)的侧壁底部开设有与自动闭合门(6.4)相配合的卸灰口。

4.根据权利要求3所述的一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，刮灰板(6.2)与液压杆(6.1)连接的一侧还与回力弹簧(6.3)连接，回力弹簧(6.3)的另一端固定连接在干式过滤除尘器(4)与检修门(4.4)相对的侧壁上。

5.根据权利要求1或2所述的一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，干式过滤除尘器(4)的进风口(4.1)处分别设置有导流板(4.5)，导流板(4.5)与干式过滤除尘器(4)底板呈45～70°的夹角。

6.根据权利要求1或2所述的一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，还包括远程遥控器(8.1)，远程遥控器(8.1)与微型控制器(8)电信号连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，所述扁式方框滤筒(4.3)的出风口(4.3.1)处固定安装在花板(4.8)上，扁式方框滤筒(4.3)采用金属网过滤材料制备而成，过滤精度为2～5μm，金属网过滤材料表面涂覆有一层聚四氟乙烯微孔膜。

8.根据权利要求1或2所述的一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，所述高效集尘罩(1)为圆锥台形状，高效集尘罩(1)与弹性伸缩风筒(2)的连接处设置有密封垫，高效集尘罩(1)和弹性伸缩风筒(2)通过在钢筋骨架外包覆橡胶材质制备而成。

9.根据权利要求1或2所述的一种矿井综采工作面干式过滤除尘系统，其特征在于，干式过滤除尘器(4)的底板四角分别设置有移动轮(4.2)，移动轮(4.2)与滑道(5)相配合，滑道(5)安装在采煤机(10)的检修盖上。