CN110107341A - 一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，包括负压发生器，雾化机构及吸尘管，负压发生器固定在溜矸槽上端，其炮口端正对煤壁，所述负压发生器的侧壁内设有气流扩展腔，该气流扩展腔对应的外侧壁上开设有进气口，对应的内壁上开设有环形喷嘴，所述负压发生器远离炮口的一端侧壁上开设有吸尘口连接吸尘管，吸尘管的自由端位于溜矸槽内，压缩空气从环形喷嘴喷出并在后端内形成负压腔，将溜矸槽内的粉尘吸入，所述雾化机构包括伸入负压发生器内的高压水管，安装在高压水管端部的雾化喷头以及位于雾化喷头前方的扩散板，通过雾化喷头喷出的雾化水触碰扩散板后反弹扩散，并与吸入的粉尘混合形成含尘水雾向炮口喷出达到高效降尘。

Description

一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置

技术领域

本发明涉及综采工作面移架落煤粉尘治理领域，尤其涉及一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置。

背景技术

在矿山井下综采工作面作业过程中，每隔一段时间需要向前移动综采液压支架，而在液压支架移动过程中，从液压支架顶梁靠后两侧以及掩护梁部位的两侧掉落许多煤矸及粉末，其中较重的煤矸块会因重力直接掉落，而粉尘因为较轻会在风流作用下扩散漂浮，极大影响作业人员的身心健康。

针对这种问题最常见的做法就是采用喷雾方式来进行降尘，在落尘位置安装高压水进行喷雾，使得漂浮的粉尘沉降，但这种方式在实际使用时受支架空间限制及支架移动时落煤量大，无法大面积喷雾，同时雾化颗粒不能及时与粉尘充分混合从而满足不了降尘要求，而且水雾喷洒对下方人行道环境造成污染，影响作业人员进行作业。

此外在综采工作面上液压支架侧边加装防漏矸装置，通过挡矸板将掉落的煤矸及粉尘向后下方引导，同时在挡矸板底部设置倾斜的溜矸槽，使得掉落的煤矸沿着溜矸槽向后掉落至支架底部后侧的空隙里，这种结构设计针对综采高度较小的矿井效果还比较好，但对于大采高的综采工作面，其整体高度达到五米以上，从而溜矸槽下端距底座的高度都可以达到三米以上，甚至一些采高8米以上的超大综采工作面，其溜矸槽底部的高度会达到五米以上，这就使得自重掉落的煤矸和粉尘会再次出现扬尘情况，且扬起的粉尘随工作面风流飘散至人行道内，对工作环境产生严重污染，危害作业人员身体健康。

因此需要一种有效的降尘装置来满足各种综采高度的使用。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术的问题，提供一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，有效消除移架过程中落煤所产生的扬尘，达到降尘的目的，改善作业环境，保护作业人员身体健康。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，安装在液压支架上，所述雾炮降尘装置包括负压发生器，雾化机构，安装座及吸尘管，其中：

负压发生器通过安装座固定在掩护液压支架侧边挡矸板底部的溜矸槽上端，所述负压发生器为外方内圆中空管，一端为封闭结构，另一端为炮口正对煤壁，所述负压发生器的侧壁内设有环形气流扩展腔，该气流扩展腔对应的负压发生器外侧壁上开设有一个进气口连接压缩空气输送管，所述气流扩展腔对应负压发生器的内壁上开设有环形喷嘴，压缩空气从环形喷嘴喷出并在负压发生器的封闭端形成负压腔，所述负压腔对应的负压发生器壁上开设有吸尘口，该吸尘口连接吸尘管；

所述雾化机构包括高压水管，雾化喷头及扩散板，所述高压水管从负压发生器炮口端的侧壁伸入并伸至气流扩展腔位置，所述雾化喷头安装在高压水管自由端，所述扩散板位于雾化喷头正前方；

所述吸尘管的自由端为斜切口结构，其位于溜矸槽内，同时斜切口朝向挡矸板方向。

优选的，所述环形喷嘴位于气流扩展腔远离炮口的一端，所述进气口位于气流扩展腔靠近炮口一端。

优选的，所述扩散板与雾化喷头之间距离为2~5mm。

优选的，还包括联动液压控制箱，所述控制箱内包括第一气动球阀，第二气动球阀及液压控制阀，所述第一气动球阀安装在高压水管上控制高压水管通断，所述第二气动球阀安装在压缩空气输送管上，控制压缩空气的输送通断，所述液压控制阀安装在第一气动球阀与第二气动球阀的气源管上，同步控制两个气动球阀。

优选的，所述液压控制阀与掩护液压支架的移架液压系统同步联动。

优选的，所述吸尘管为矿用高压胶管。

优选的，所述吸尘口数量为多个。

优选的， 所述吸尘口位于负压发生器的侧壁上或负压发生器封闭结构的端部。

与现有技术相比，本发明所揭示的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其具有如下有益效果：

本发明结构简单，通过将小巧的风力扩展雾炮降尘装置安装在挡矸板溜矸槽顶部，只需用少量的矿山井下必备的压缩空气及高压水即可实现以一种安全、高效的方式收集综采工作面特别是大采高综采工作面移架过程中落煤产生的粉尘，并使雾化气流与粉尘充分混合后再将含尘水雾气流直线吹送到煤壁一侧，从而消除移架过程中落煤所产生的扬尘，达到降尘的目的，改善作业环境，保护作业人员身体健康；

只采用压缩空气及高压水，属于纯机械结构，不用电，无井下电器的安全隐患，避免了由于设备长期使用，水电相互渗透，对操作人员带来的安全隐患；

整体体积小重量轻，占用空间小，安装在挡矸板溜矸槽顶部不影响支架正常升降移挪；

在雾化喷头前端设置扩散板，使得高速喷出的小尺寸水雾撞击扩散板后向四周扩散，从而充满整个发生器内部，此外将高压水喷射方向与气流方向相反设置，形成迎面撞击的效果，使得扩散的水雾与吸入的粉尘充分混合，然后再通过压缩空气产生的气流向炮口吹送，圆柱状的水雾气在较远距离内不会扩散开来，可直达煤壁，将潮湿的水雾气流喷洒在煤壁上，从而润湿煤壁，间接起到减少割煤产生的粉尘的作用；

采用液压控制阀同步控制压缩空气与高压水管路上的气动球阀，并将液压控制阀与液压支架的移架液压系统联动，实现移架的同时自动启动降尘装置，达到同步性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例中整体结构安装示意图；

图2为本发明实施例中雾炮降尘装置的侧剖图；

图3为本发明实施例中联动液压控制箱的结构连接图；

图4为本发明实施例中多组液压支架配合作用示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明揭示的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置, 安装在液压支架上，所述液压支架包括底座1，通过伸缩液压支柱2与底座连接的顶梁3，底座与顶梁之间设有掩护梁4及连杆5，所述掩护梁上端与顶梁铰接，下端与连杆上端铰接，而连杆下端与底座铰接，所述掩护梁一侧边连接有挡矸板6，且挡矸板下端弯折形成U形溜矸槽7，由于掩护梁呈倾斜状态，故而挡矸板下端的溜矸槽也呈倾斜状态，实际使用时，多个液压支架并排设置，此时挡矸板位于两个液压支架之间，在移架时，上端的煤矸和粉尘从侧边掉落至溜矸槽内，由于块状煤矸较重，会直接沿着溜矸槽滚落，而粉尘较轻，故而会弥漫在空气中，本发明就是在这个液压支架的基础上对移架时掉落的粉尘进行降尘处理，具体结构包括雾炮降尘装置8及联动液压控制箱9，所述雾炮降尘装置安装在溜矸槽上端，所述联动液压控制箱安装在底座上。

具体说来，所述雾炮降尘装置结构如图2所示，包括负压发生器10，雾化机构及吸尘管11，所述负压发生器为外方内圆中空管结构，其一端为封闭结构形成密闭空间，而另一端为贯通的炮口12，负压发生器安装后炮口正对煤壁，所述负压发生器的侧壁内设有环形气流扩展腔13，该气流扩展腔对应的负压发生器外侧壁上开设有一个进气口14连接压缩空气输送管25，所述气流扩展腔对应负压发生器的内壁上开设有环形喷嘴15，所述环形喷嘴位于气流扩展腔远离炮口的一端，所述进气口位于气流扩展腔靠近炮口一端，压缩空气从进气口进入后在环形气流扩展腔内高速旋转扩展，然后从环形喷嘴喷出，并在负压发生器的封闭端形成负压腔16，形成的负压可以吸入数十倍于压缩空气流量，这个原理和空气放大器的原理一致，所述负压腔对应的负压发生器壁上开设有吸尘口17，所述吸尘口连接吸尘管11，所述吸尘管的自由端置于溜矸槽内，所述吸尘管为矿用高压胶管，其端部为斜切口结构18，所述吸尘口的位置可以是负压发生器的侧壁上，也可以是负压发生器的封闭端头，由于吸尘管为软胶管，自由垂落在溜矸槽内，只要确保垂落的吸尘管位于溜矸槽中间位置，且斜切口朝上正对挡矸板即可，确保负压发生器内产生负压后可以顺利将挡矸板处的粉尘吸入即可，当然也可以多设置几个吸尘口，来增加吸入的粉尘量

所述雾化机构包括高压水管19，雾化喷头20及扩散板21，所述高压水管从负压发生器炮口端的侧壁伸入并伸至气流扩展腔位置，所述雾化喷头安装在高压水管的自由端，所述扩散板位于雾化喷头正前方，与雾化喷头之间具有2~5mm距离，将雾化机构伸入负压发生器内部，可以在负压发生器内部将水雾与粉尘进行混合，确保混合的效果，同时针对雾化喷头喷出的水雾面小的问题，在雾化喷头前方增设扩散板，使得高速喷出的水雾撞击扩散板，打散后向四周扩散，从而充满整个负压发生器的内腔，增大与粉尘的混合区域，同时使喷头喷出的水滴颗粒变小，确保雾化喷头喷出的水雾与吸入的粉尘充分混合，当然本发明中还有一个设计要点，将高压水的喷射方向设计成和压缩空气气流方向相反，这样就会形成一种撞击效果，进一步确保水雾和粉尘相互混合，本发明的雾化机构形成的水雾在与粉尘充分混合后利用压缩空气形成的超大气流向炮口喷出，射程可以达到10m以上，直接喷射到煤壁上，湿润煤壁来减小后期作业时产生的粉尘。

由于液压支架移动过程是通过其液压系统实现的，为了确保同步自动打开雾炮降尘装置，增设了联动液压控制箱，如图3所示，包括安装在高压水管上的第一气动球阀22，安装在压缩空气输送管上的第二气动球阀23以及液压控制阀24，液压控制阀安装在第一气动球阀与第二气动球阀的气源管上，控制两个气动球阀同步打开或关闭，同时将液压控制阀与液压支架自身的液压系统连接实现联动控制，也就是说液压支架的液压系统打开，液压控制阀也将两个气动球阀打开，实现移架的同时自动开关降尘装置。

对于本发明所述的矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，在实际使用时，多个液压支架是呈并行排列，每个液压支架上的雾炮降尘装置是安装在支架的一侧，当一个液压支架移动时，煤矸粉尘是从两侧同时落下的，所以此时不能只打开自身的雾炮降尘装置，还应该同步打开另一侧对应的液压支架上的雾炮降尘装置，实现两边同步降尘，具体操作是将液压控制阀除了和自身的支架液压系统进行连通，还要和临近的一个掩护液压支架上的液压系统连通，这样可以实现两侧同步打开，具体如图4所示，雾炮1是支架1对应的降尘装置，雾炮2是支架2自身的降尘装置，雾炮3是支架3自身的降尘装置，雾炮4是支架4自身的降尘装置，支架1的液压系统开关1同时对应雾炮1和雾炮2，支架2的液压系统开关2同时对应雾炮2和雾炮3，支架3的液压系统开关3同时对应雾炮3和雾炮4，支架4的液压系统开关4同时对应雾炮4和下一个雾炮。

本发明揭示的矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其结构简单，通过将小巧的风力扩展雾炮降尘装置安装在挡矸板溜矸槽顶部，只需用少量的矿山井下必备的压缩空气及高压水即可实现以一种安全、高效的方式收集综采工作面特别是大采高综采工作面移架过程中落煤产生的粉尘，并使雾化气流与粉尘充分混合后再将含尘水雾气流直线吹送到煤壁一侧，从而消除移架过程中落煤所产生的扬尘，达到降尘的目的，改善作业环境，保护作业人员身体健康。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置, 安装在液压支架上，其特征在于：所述雾炮降尘装置包括负压发生器，雾化机构，安装座及吸尘管，其中：

负压发生器通过安装座固定在液压支架侧边挡矸板底部的溜矸槽上端，所述负压发生器为外方内圆中空管，一端为封闭结构，另一端为炮口正对煤壁，所述负压发生器的侧壁内设有环形气流扩展腔，该气流扩展腔对应的负压发生器外侧壁上开设有一个进气口连接压缩空气输送管，所述气流扩展腔对应负压发生器的内壁上开设有环形喷嘴，压缩空气从环形喷嘴喷出并在负压发生器的封闭端形成负压腔，所述负压腔对应的负压发生器壁上开设有吸尘口，该吸尘口连接吸尘管；

所述雾化机构包括高压水管，雾化喷头及扩散板，所述高压水管从负压发生器炮口端的侧壁伸入并伸至气流扩展腔位置，所述雾化喷头安装在高压水管自由端，所述扩散板位于雾化喷头正前方；

所述吸尘管的自由端为斜切口结构，其位于溜矸槽内，同时斜切口朝向挡矸板上方。

2.根据权利要求1所述的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其特征在于：所述环形喷嘴位于气流扩展腔远离炮口的一端，所述进气口位于气流扩展腔靠近炮口一端。

3.根据权利要求1所述的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其特征在于：所述扩散板与雾化喷头之间距离为2~5mm。

4.根据权利要求1所述的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其特征在于：还包括联动液压控制箱，所述控制箱内包括第一气动球阀，第二气动球阀及液压控制阀，所述第一气动球阀安装在高压水管上控制高压水管通断，所述第二气动球阀安装在压缩空气输送管上，控制压缩空气的输送通断，所述液压控制阀安装在第一气动球阀与第二气动球阀的气源管上，同步控制两个气动球阀。

5.根据权利要求4所述的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其特征在于：所述液压控制阀与液压支架的移架液压系统同步联动。

6.根据权利要求1所述的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其特征在于：所述吸尘管为矿用高压胶管。

7.根据权利要求1所述的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其特征在于：所述吸尘口数量为多个。

8. 根据权利要求7所述的一种矿山井下综采工作面移架落煤雾炮降尘装置，其特征在于： 所述吸尘口位于负压发生器的侧壁上或负压发生器封闭结构的端部。