CN111677545A - 一种综采工作面气液喷雾降尘系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种综采工作面气液喷雾降尘系统，属于降尘系统领域。一种综采工作面气液喷雾降尘系统，包括雾化加湿子系统、边界雾帘子系统与尘雾回收子系统，均布置在综采工作面的外侧；所述边界雾帘子系统包括安装在液压支架上的高压刀形喷嘴；所述雾化加湿子系统包括喷雾降尘器，所述喷雾降尘器安装在采煤机的摇臂上，其喷射水雾完全地覆盖所述高压刀形喷嘴；所述尘雾回收子系统包括安装在半环抱型支撑座上的风水联动除尘装置，布置于所述喷雾降尘器下方，用于收集所述喷雾降尘器喷射的水雾。与现有技术相比，本申请的降尘系统能够提升降尘效果，有效控制综采工作面甚至整个采矿区内的粉尘浓度。

Description

一种综采工作面气液喷雾降尘系统
技术领域
本发明涉及降尘系统领域，具体涉及一种综采工作面气液喷雾降尘系统。
背景技术
综采工作面是煤矿井下的主要尘源点之一。随着煤矿开采技术的发展，大型的采煤机械得到了广泛应用，使得产煤量大大增加。高强度的煤矿开采产生了高浓度的粉尘，对现场操作人员的身体健康造成极大的威胁。另外，高浓度的粉尘还会导致粉尘爆炸等事故，严重危害生产安全。所以，如何最大限度地降低综采工作面的粉尘浓度就成了一个迫切需要解决的问题。
在实际的采煤环境下，复杂的流场分布成为了粉尘防控的主要影响因素。目前存在的降尘方法，一般仅仅只对尘源进行单一的喷雾加湿沉降，并未设置封闭空间和粉尘回收系统，不仅降尘效果差，还可能导致二次污染。井下降尘装置一般采用铜喷嘴，但喷嘴喷出的水雾范围较大，会对施工人员的操作视线产生不利影响，提高了作业难度。
如，中国专利申请号为201810077570.9，申请日为2018年8月31日，发明创造名称为：一种综采面降尘系统装置及降尘方法，该申请案的综采面降尘系统装置及降尘方法，可用于采煤机割煤时粉尘量比较大的综采面，该发明中装置包括设置在采煤机上的采煤机降尘组件和设置在液压支架上的液压支架降尘组件，在现有采煤器械上进行改造，并通过粉尘浓度检测传感器感应粉尘浓度，降尘组件配合自动启停，通过水幕对采煤机割煤时产生的粉尘、煤壁、综采面的粉尘进行拦截、湿润，最终沉降，控制综采面的粉尘浓度，从而在一定程度上降低了综采面粉尘的浓度。但该申请案的未设有回收装置，且使用环形喷嘴喷雾范围较大，易使工作区能见度变差，降尘效果有待进一步提高。
又如，中国专利申请号为201811107811.6，申请日为2018年12月18日，发明创造名称为：一种综采工作面采煤机逆风割煤产尘综合治理方法，该申请案公开了一种综采工作面采煤机逆风割煤产尘综合治理方法。首先利用第一喷雾装置快速湿润采煤机前后滚筒及其附近垮落的破碎煤体；再利用挡尘帘、第二喷雾装置、第三喷雾装置引导已经飞扬起来的粉尘沿煤壁一侧向下运移；再利用第四喷雾装置以及第五喷雾装置集中高效净化被引导至煤壁一侧运移的高浓度含尘气流；最后再利用第六喷雾装置对逃逸出粉尘进行沉降，从而提高了粉尘降尘效率。但该申请案中缺乏对人员操作区域降尘的考虑，对粉尘的净化效果相对较差，仍需向高效全面降尘方向改进。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种综采工作面气液喷雾降尘系统，该系统通过能够有效控制综采工作面所产生的粉尘，极大程度降低了采煤区的粉尘浓度。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种综采工作面气液喷雾降尘系统，包括雾化加湿子系统、边界雾帘子系统与尘雾回收子系统，均布置在综采工作面的外侧；所述边界雾帘子系统包括安装在液压支架上的高压刀形喷嘴；所述雾化加湿子系统包括喷雾降尘器，所述喷雾降尘器安装在采煤机的摇臂上，其喷射水雾完全地覆盖所述高压刀形喷嘴；所述尘雾回收子系统包括安装在半环抱型支撑座上的风水联动除尘装置，布置于所述喷雾降尘器下方，用于收集所述喷雾降尘器喷射的水雾。
进一步地，所述喷雾降尘器通过喷雾降尘器支座固定在所述摇臂上，所述喷雾降尘器支座安装在半环抱型支撑座上，所述喷雾降尘器通过液压杆对喷雾的角度进行调节。
进一步地，所述半环抱型支撑座包括勺形上支撑座和阶梯型下支撑座，所述勺形上支撑座和阶梯型下支撑座通过螺栓连接和点焊接组合的方式进行固定。
进一步地，所述边界幕帘子系统由安装在液压支架上的高压刀形喷嘴组成，所述高压刀形喷嘴喷射产生水雾幕帘。
进一步地，每个所述液压支架上均安装三个所述高压刀形喷嘴，分别为第一高压刀形喷嘴、第二高压刀形喷嘴和第三高压刀形喷嘴，所述第一高压刀形喷嘴安装在顶梁护帮千斤顶支座远离综采工作面的一侧，所述第二高压刀形喷嘴安装在顶梁左测护板内侧，第三喷嘴安装在顶梁右测护板内侧。
进一步地，所述第二高压刀形喷嘴产生与所述综采工作面垂直的水雾幕帘，所述第三高压刀形喷嘴产生产生与所述综采工作面垂直的水雾幕帘。
进一步地，所述风水联动除尘装置包括风水联动除尘风机、挡块和导流槽，所述风水联动除尘风机通过固定支架安装在所述半环抱型支撑座上。
进一步地，所述综采工作面气液喷雾降尘系统是由雾化加湿子系统和尘雾回收子系统组成的闭环系统，通过边界幕帘子系统形成封闭的工作边界。本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：
本发明提供了一种综采工作面气液喷雾降尘系统，将加湿沉降、尘雾回收和边界幕帘相结合，通过建立水幕帘将综采工作面所产生的粉尘包围在一个封闭的区域内进行沉降回收处理，极大程度提升降尘效果，有效控制综采工作面甚至整个采矿区内的粉尘浓度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中综采工作面气液两相喷雾降尘装置示意图。
图2是本发明中半环抱型支撑座与两个降尘装置位置示意图。
图3是本发明中半环抱型支撑座装置示意图。
图4是本发明中喷雾降尘和无源吸入式降尘子系统效果示意图。
图5是本发明中液压支架高压刀型喷嘴位置示意图。
图6是本发明中幕帘液压支架的幕帘示意图。
图7是本发明中综采工作面气液喷雾降尘系统示意图。
图中各标号对应的部件如下：
1-雾化加湿子系统；2-喷雾液压支架；3-风水联动除尘装置；4-半环抱型支撑座；5-液压杆；6-喷雾降尘器支座；7-喷雾降尘器；8-勺形上支撑座；9-阶梯型下支撑座；10-摇臂；11-第一高压刀形喷嘴；12-二号高压刀形喷嘴；13-三号高压刀形喷嘴；14-顶梁左测护板；15-顶梁右测护板；16-千斤顶支座；17-垂直幕帘；18-平行幕帘；19-边界雾帘子系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-7所示，一种综采工作面气液喷雾降尘系统，包括雾化加湿子系统1、边界雾帘子系统19与尘雾回收子系统，均布置在综采工作面的外侧；边界雾帘子系统19包括安装在液压支架上的高压刀形喷嘴；雾化加湿子系统1包括喷雾降尘器7，喷雾降尘器7安装在采煤机的摇臂10上，其喷射水雾完全地覆盖高压刀形喷嘴；尘雾回收子系统包括安装在半环抱型支撑座4上的风水联动除尘装置3，布置于喷雾降尘器7下方，用于收集喷雾降尘器7喷射的水雾。
更具体地说，在综采工作面进行采矿工作时，粉尘沿着综采工作面向外扩散，通过高压刀形喷嘴与喷雾降尘器7形成水雾区域，拦截、捕获向外扩散的粉尘。并且在喷雾降尘器7的下方设置风水联动除尘装置3，收集喷雾降尘器7喷出的水雾，使其聚集沉降最终排出到系统外部。另一方面风水联动除尘装置3还可以吸入从上方水雾逃逸粉尘，随着采集的水雾排出系统外。
可以理解的是，本系统通过雾化加湿子系统1、边界雾帘子系统19与尘雾回收子系统的相互配合，实现了喷雾沉降、水雾收集与排出以及逃逸粉尘捕获的过程，防止粉尘从水雾中逃逸，吸入水雾及其捕获的粉尘，以及从水雾中逃逸的粉尘，从而充分沉降粉尘与水雾。
进一步地，喷雾降尘器7通过喷雾降尘器支座6固定在摇臂10上，喷雾降尘器支座6安装在半环抱型支撑座4上，喷雾降尘器7通过液压杆5对喷雾的角度进行调节。
进一步地，半环抱型支撑座4包括勺形上支撑座8和阶梯型下支撑座9，勺形上支撑座8和阶梯型下支撑座9通过螺栓连接和点焊接组合的方式进行固定。
如图5所示，边界幕帘子系统由安装在液压支架上的高压刀形喷嘴组成，每个液压支架上均安装三个高压刀形喷嘴，分别为第一高压刀形喷嘴11、第二高压刀形喷嘴12和第三高压刀形喷嘴13，第一高压刀形喷嘴11安装在顶梁护帮千斤顶支座16远离综采工作面的一侧，喷嘴产生与综采工作面平行的幕帘，第二高压刀形喷嘴安装在顶梁左测护板14内侧，喷嘴产生与综采工作面垂直的幕帘，第三喷嘴安装在顶梁右测护板15内侧，产生与综采工作面垂直的幕帘。
具体地说，如图6与图7所示，通过设置第一高压刀形喷嘴11、第二高压刀形喷嘴12和第三高压刀形喷嘴13，形成连续的平行帘幕18与垂直帘幕17阻止粉尘从综采工作面向外部或沿着综采工作面扩散，提高了降尘效果。
此外，风水联动除尘装置3包括风水联动除尘风机、挡块和导流槽，风水联动除尘风机通过固定支架安装在半环抱型支撑座4上。
综采工作面气液喷雾降尘系统是由雾化加湿子系统1和尘雾回收子系统组成的闭环系统，通过边界幕帘子系统形成封闭的工作边界。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种综采工作面气液喷雾降尘系统，其特征在于，包括雾化加湿子系统、边界雾帘子系统与尘雾回收子系统，均布置在综采工作面的外侧；所述边界雾帘子系统包括安装在液压支架上的高压刀形喷嘴；所述雾化加湿子系统包括喷雾降尘器，所述喷雾降尘器安装在采煤机的摇臂上，其喷射水雾完全地覆盖所述高压刀形喷嘴；所述尘雾回收子系统包括安装在半环抱型支撑座上的风水联动除尘装置，布置于所述喷雾降尘器下方，用于收集所述喷雾降尘器喷射的水雾。
2.根据权利要求1所述的一种综采工作面气液喷雾降尘系统，其特征在于：所述喷雾降尘器通过喷雾降尘器支座固定在所述摇臂上，所述喷雾降尘器支座安装在半环抱型支撑座上，所述喷雾降尘器通过液压杆对喷雾的角度进行调节。
3.根据权利要求1所述的一种综采工作面气液喷雾降尘系统，其特征在于：所述半环抱型支撑座包括勺形上支撑座和阶梯型下支撑座，所述勺形上支撑座和阶梯型下支撑座通过螺栓连接和点焊接组合的方式进行固定。
4.根据权利要求1所述的一种综采工作面气液喷雾降尘系统，其特征在于：所述边界幕帘子系统由安装在液压支架上的高压刀形喷嘴组成，所述高压刀形喷嘴喷射产生水雾幕帘。
5.根据权利要求4所述的一种综采工作面气液喷雾降尘系统，其特征在于：每个所述液压支架上均安装三个所述高压刀形喷嘴，分别为第一高压刀形喷嘴、第二高压刀形喷嘴和第三高压刀形喷嘴，所述第一高压刀形喷嘴安装在顶梁护帮千斤顶支座远离综采工作面的一侧，所述第二高压刀形喷嘴安装在顶梁左测护板内侧，第三喷嘴安装在顶梁右测护板内侧。
6.根据权利要求5所述的一种综采工作面气液喷雾降尘系统，其特征在于：所述第二高压刀形喷嘴产生与所述综采工作面垂直的水雾幕帘，所述第三高压刀形喷嘴产生产生与所述综采工作面垂直的水雾幕帘。
7.根据权利要求1所述的一种综采工作面气液喷雾降尘系统，其特征在于：所述风水联动除尘装置包括风水联动除尘风机、挡块和导流槽，所述风水联动除尘风机通过固定支架安装在所述半环抱型支撑座上。
8.根据权利要求1所述的一种综采工作面气液喷雾降尘系统，其特征在于：所述综采工作面气液喷雾降尘系统是由雾化加湿子系统和尘雾回收子系统组成的闭环系统，通过边界幕帘子系统形成封闭的工作边界。
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