CN112879067B - 一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统 - Google Patents

一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统,通过径向风喷射口与导流机构,实现了在曲面导流板引导下形成反向旋流风,为除迎头区域外的作业区提供新鲜无污染的空气。在压风高速射流场和径向风流共同作用下,在距迎头5米‑8米范围内形成横向涡流,横向涡流场将迎头的高浓度粉尘封闭在该区域内,并最终由抽风筒全部抽出净化;此外,本发明提供了实现该方法的系统。本发明使绝大部分风流向巷道后方运移并形成反向旋流风,旋流风方向逐渐指向巷道后方,为除迎头区域外的作业区提供大量稳定的新鲜风流,同时迎头区域可形成较高风速,有效缓解传统附壁风筒技术中常见的瓦斯聚积问题,降低了瓦斯爆炸风险。

Description

一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统
技术领域
本发明综掘面控除尘方法,尤其涉及一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统。
背景技术
近年来,随着煤矿机械化程度的不断提高,开采强度的不断加大,煤矿井下采掘工作面的粉尘浓度剧增,作业环境恶化,严重威胁着矿井的安全生产和工人的身心健康。目前国内采掘工作面在未采取措施时粉尘浓度一般在1000~2500mg/m3,个别情况甚至高于3000mg/m3。采取措施后多数工作面的作业环境依然相当恶劣,综掘司机工作地点粉尘浓度最大可达400~900mg/m3。新版《煤矿安全规程》中规定作业场所空气中总粉尘和呼吸性粉尘时间加权平均容许浓度(游离SiO2含量<10%)分别为4.0mg/m3和2.5mg/m3,上述地点的粉尘浓度已远远超出国家规程的上限值。
为了解决综掘工作面高浓度粉尘污染问题,通常采用喷雾降尘、通风除尘、化学抑尘、注水降尘等多类措施,其中附壁风筒技术是通风除尘效果较好的方法之一,控除尘效果显著,其主要通过产生径向旋流风并在抽风负压作用下向迎头方向运移,形成一致指向迎头的控尘风幕,但由于国内外研发的附壁风筒重量较重,工人操作复杂,具有高空作业风险,且迎头区域时常出现瓦斯聚积问题,往往因工人不及时调整附壁风筒位置,造成控除尘效果不佳,除非在巷道中另增设单轨吊辅助移动,否则很难在综掘面进一步推广使用。
因此,现有技术有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统,形成向巷道后部移动的反向旋流风,大大降低了工人作业量,克服了瓦斯聚积的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明方案包括:
一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法,综掘面内布置的压风筒运输新鲜风流,并按照一定比例由径向风喷射口和轴向风喷射口分别射出;压风筒另一侧的综掘面内布置有抽风筒,抽风筒的抽风口位于轴向风喷射口与迎头之间;其包括以下步骤:
轴向风喷射口喷射出轴向风,轴向风推动迎头产生的高浓度粉尘颗粒向前运移形成横向涡流场,横向涡流场控制上述高浓度粉尘颗粒始终在距迎头5米-8米范围内运移,横向涡流场由抽风筒全部抽出净化;
径向风喷射口喷射的径向风流在附壁效应下沿综掘面形成全断面的密闭风幕;
综掘面内在与径向风喷射口对应处设置有导流机构,导流机构包括竖直布置的曲面导流板;密闭风幕一部分风流在曲面导流板引导下形成旋流风向巷道后方运移逐渐形成反向旋流风,通过抽风量控制器抽吸形成负压,引导并加速反向旋流风向后运移,使旋流风充满整个巷道断面,,为除迎头区域外的作业区提供新鲜无污染的空气;同时全断面的密闭风幕阻止横向涡流场的扩张,有效控制上述高浓度粉尘颗粒。
所述的综掘面反向旋流风分域通风控尘方法,其中,经轴向风喷射口喷射出的轴向风流风量约占压风筒输入总压风量的20%~35%,剩余风量由径向风喷射口喷射。
所述的综掘面反向旋流风分域通风控尘方法,其中,在距离径向风喷射口30米-40米处的抽风筒上设置有抽风量控制器,抽风量控制器开始抽吸形成负压,引导并加速反向旋流风向后运移,通过调节抽风量的有效面积控制抽风负压大小。
所述的综掘面反向旋流风分域通风控尘方法,其中,随着掘进机往前掘进,径向风喷射口、轴向风喷射口、抽风筒的抽风口以及导流机构一并往前移动,始终保持径向风喷射口距迎头7米-15米、导流机构距迎头5米~12米范围内。
所述的综掘面反向旋流风分域通风控尘方法,上述导流机构包括曲面导流板、小车、支撑臂和定向轮毂,定向轮毂布置在小车四周,曲面导流板通过支撑臂呈竖直状态设置在小车上表面上,曲面导流板的圆心角为90°。
一种使用上述综掘面反向旋流风分域通风控尘方法的系统,其包括布置在综掘面最前方的迎头,迎头后方设置有压风筒,压风筒的前端设置有轴向风喷射口与径向风喷射口,径向风喷射口位于轴向风喷射口后方,压风筒另一侧的综掘面内布置有抽风筒,抽风筒的抽风口位于轴向风喷射口与迎头之间,综掘面内在与径向风喷射口对应处设置有导流机构,导流机构之竖直布置的曲面导流板的一个侧边与柱形风幕靠近迎头端的环面位于同一圆内;曲面导流板的另一个侧边朝压风筒来风方向布置。
所述的系统,其中,上述导流机构包括曲面导流板、小车、支撑臂和定向轮毂,定向轮毂布置在小车四周,曲面导流板通过支撑臂呈竖直状态设置在小车上表面上,曲面导流板的圆心角为90°。
所述的系统,其中,在距离径向风喷射口30米-40米处的抽风筒上设置有抽风量控制器,抽风量控制器包括外圈有隙套筒与内圈有隙套筒;外圈有隙套筒上设置有调控把手,内圈有隙套筒嵌套在外圈有隙套筒内部,内圈有隙套筒的两端均连接在抽风筒对应处,调控把手转动外圈有隙套筒,控制内圈有隙套筒与外圈有隙套筒上的重叠面积,调节抽风口与抽风量控制器之间的抽风量的比例。
所述的系统,其中,上述径向风喷射口由风筒连接段、若干个折流板、转轴、转动轴与径向出风面组成,风筒连接段与压风筒相接,若干个折流板的一端均通过转轴相连接,若干个折流板与若干个风筒口相适配,转轴的末端设置在转动轴上,转动轴上设置有一流向控制器,通过流向控制器调节折流板的喷射角度;径向风喷射口的出风方向与竖直方向的角度α范围为60°~90°。
所述的系统,其中,上述流向控制器包括设置在转动轴上的链接孔、链接杆、控制转轴、固定钢板、定位销与手柄,链接孔设置在转动轴上,固定钢板设置在风筒连接段上,链接杆将链接孔和控制转轴相连接形成联动结构,手柄设置在控制转轴上,在拔出定位销状态下能手动控制手柄,完成对折流板的角度调整;手柄位置确定后插入定位销,实现控制转轴位置的固定,锁定折流板位置,避免高速风流扰动影响下折流板的位置。
本发明提供了一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统,通过横向涡流场以及柱形风幕有效抑制了粉尘的扩散,保证了后方有人作业区域无粉尘颗粒,控尘效果显著;而且旋流风向巷道后方运移逐渐形成反向旋流风,反向旋流风绝大部分风流向巷道后方运移,风流的旋流强度也逐渐减小,为除迎头区域外的作业区提供大量新鲜无污染的空气,大大缓解了传统附壁风筒技术中常出现的瓦斯聚积问题,有效降低了瓦斯爆炸风险。
本发明方法与传统的附壁风筒形成的旋流风幕方法具有很大差异,本发明方法附壁装置总重量降低至20kg左右,减少了高空作业风险;现场操作过程中,随着综掘机往前掘进,附壁装置的位置也需发生改变,传统附壁风筒向前移动的操作时间约为28分钟,而本发明方法可缩短为15分钟左右;本发明方法中迎头区域排瓦斯的风速较高,传统附壁风筒技术中当形成较好的控尘风幕时,轴向排瓦斯风速较低,容易使瓦斯聚集,而本发明方法中采用横向涡流控制粉尘,迎头区域排瓦斯的轴向风速较高,风速超过1.0m/s,有效降低了瓦斯爆炸风险;由于操作简便,工人能够及时调整径向风喷射口1的位置,后方作业空间总尘抑制效率由84.4%提升到94.3%,控尘效果大大提高。
附图说明
图1是本发明中综掘面反向旋流风分域通风控尘系统的示意图;
图2是本发明中径向风喷射口的示意图;
图3是本发明中的轴向风盖示意图;
图4是本发明中的流向控制器的示意图;
图5是本发明中的流向控制器的拆解图;
图6是本发明中的导流机构的结构示意图;
图7是本发明中的抽风量控制器的示意图;
图8是本发明中的抽风量控制器的拆解图;
图9是本发明中综掘面反向旋流风分域通风控尘方法之风场布局示意图;
图10是采用本发明方法之粉尘布局示意图;
其中,1-径向风喷射口;2-导流机构;3-抽风量控制器;4-轴向风盖;5-压风筒;6-抽风筒;7-迎头;8-抽风筒支架;9-流向控制器;10-综掘面巷道;101-风筒连接段;102-折流板;103-转轴;104-非径向出风面;105-转动轴;106-径向出风面;901-链接孔;902-链接杆;903-控制转轴;904-固定钢板;905-定位销;906-手柄;201-曲面导流板;202-小车;203-支撑臂;204-定向轮毂;301-外圈有隙套筒;303-调控把手;302-内圈有隙套筒。
具体实施方式
本发明提供了一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法,如图1、图9与图10所示的,由综掘面内布置的压风筒5运输新鲜风流按照一定比例由径向风喷射口1和轴向风喷射口分别射出,轴向风喷射口上设置有轴向风盖4,以控制出风比例;压风筒5另一侧的综掘面内布置有抽风筒6,抽风筒6的抽风口位于轴向风喷射口与迎头7之间;
轴向风喷射口喷射出轴向风,轴向风推动迎头7产生的高浓度粉尘颗粒向前运移形成横向涡流场,横向涡流场控制上述高浓度粉尘颗粒始终距离迎头7在5米-8米范围内运移,横向涡流场由抽风筒6全部抽出净化;
径向风喷射口1喷射的径向风流在附壁效应下沿综掘面形成密闭风幕;
综掘面内在与径向风喷射口对应处设置有导流机构,导流机构包括竖直布置的曲面导流板201;密闭风幕一部分风流在曲面导流板201引导下形成旋流风向巷道后方运移逐渐形成反向旋流风,通过抽风量控制器9抽吸形成负压,引导并加速反向旋流风向后运移,使旋流风充满整个巷道断面,为除迎头7区域外的作业区提供新鲜无污染的空气,同时全断面的密闭风幕阻止横向涡流场的扩张,有效控制上述高浓度粉尘颗粒。其粉尘分布如图10所示的。
当然,上述步骤还有另一种具体实施方式,也可以如下所示:
轴向风喷射口喷射的轴向风向前运移至迎头7并携带大量高浓度粉尘颗粒粒,并与迎头7以及掘进面碰撞反弹后向后翻卷移动;向后翻卷移动的风流与后续喷射来的轴向风再次碰撞,形成涡流;
同时,抽风筒6开始抽吸形成高速负压区,使涡流被抽风筒吸入并向前运移,进而形成横向涡流场,横向涡流场控制迎头的高浓度粉尘始终在距迎头5米-8米范围内运移,并最终由抽风筒6全部抽出净化;
径向风喷射口1喷射的径向风流在附壁效应下沿综掘面形成柱形风幕;其风场分布如图9所示的。
综掘面内在与径向风喷射口对应处设置有导流机构,导流机构之竖直布置的曲面导流板201的一个侧边与柱形风幕靠近迎头端的环面位于同一圆内;曲面导流板201的另一个侧边朝压风筒5来风方向布置,曲面导流板201的圆心角为90°;径向风喷射口1喷出的风流一部分形成环形封闭区域,另一部分风流在曲面导流板201引导下形成旋流风向巷道后方运移逐渐形成反向旋流风,为除迎头7区域外的作业区提供新鲜无污染的空气,其粉尘分布如图10所示的。
并且经轴向风喷射口1喷射出的轴向风流风量约占压风筒5输入总压风量的20%~35%,剩余风量由径向风喷射口1喷射。并且在距离径向风喷射口1大约30米-40米处的抽风筒6上设置有抽风量控制器3,抽风量控制器3开始抽吸形成负压,加速反向旋流风运行,使旋流风充满整个巷道断面。
更进一步的,随着掘进机往前掘进,径向风喷射口1、轴向风喷射口、抽风筒6的抽风口以及导流机构一并往前移动,始终保持径向风喷射口1距迎头7大约在7米-15米、导流机构距迎头5米~12米范围内。
上述导流机构包括曲面导流板201、小车202、支撑臂203和定向轮毂204,定向轮毂204布置在小车202四周,曲面导流板201通过支撑臂203呈竖直状态设置在小车202上表面上,曲面导流板201的圆心角为90°。
本发明还提供了一种实现上述方法的系统,其包括布置在综掘面最前方的迎头7,迎头7后方设置有压风筒5,压风筒5的前端设置有轴向风喷射口与径向风喷射口1,径向风喷射口1位于轴向风喷射口后方,压风筒5另一侧的综掘面内布置有抽风筒6,抽风筒6的抽风口位于轴向风喷射口与迎头7之间,综掘面内在与径向风喷射口对应处设置有导流机构,导流机构之竖直布置的曲面导流板201的一个侧边与柱形风幕靠近迎头端的环面位于同一圆内;曲面导流板201的另一个侧边朝压风筒5来风方向布置,曲面导流板201的圆心角为90°。
其更为具体的如下:
上述其主要包括径向风喷射口1、导流机构2、抽风量控制器3、轴向风盖4、压风筒5、抽风筒6、综掘机的迎头7、抽风筒支架8、综掘巷道10。压风筒5前端安设径向风喷射口1,压风口处安装轴向风盖4,径向风喷射口1位于轴向风盖4后方,另一侧巷道摆放导流机构2,抽风筒6通过抽风筒支架8固定综掘机上方,抽风量控制器3与抽风筒6相接,可跟随掘进机一并向前移动。
以下更为详尽地描述综掘面反向旋流风分域通风控尘系统及方法,具体如下:
如图2所示的,径向风喷射口1由风筒连接段101、折流板102、转轴103、风筒布104、转动轴105、径向出风面106组成,经风筒连接段101与压风筒5相接,风筒连接段101、折流板102、径向出风面106均有轻质的铝合金或钛合金组成,非径向出风面104为其余不出风的三个平面,由普通的风筒布材质制成,以减小径向发生器总质量。最后通过流向控制器9调控径向风流流动方向,根据现场实际条件形成向巷道后部移动的反向旋流风,与传统附壁风筒技术风流方向正好相反,径向风喷射口1与压风筒5采用相同的巷道顶板悬挂方法。
如图3所示的,径向风喷射口1的径向出风面106与竖直方向的角度α,范围一般为60°~90°,根据不同巷道形状及径向风喷射口1的安装高度进行调整,以保证高速风流由径向出风面106发射出后,可合理借助巷道壁面附壁效应形成反向旋流风,径向风喷射口1距迎头约7米~15米效果较好,相比传统的附壁风筒距离大大缩小。轴向风盖4为具有出风条隙的铝合金质圆形盖,出风条隙数量和出风面积可根据实际情况调整,一般情况下出风面积为压风筒5截面积的20%~35%,可保证迎头区域在高速射流影响下形成横向涡流场,高浓度粉尘始终控制在涡流场内。轴向风盖4位置距迎头约5米~12米。
如图4与图5所示的,流向控制器9由链接孔901、链接杆902、控制转轴903、固定钢板904、定位销905、手柄906组成,链接杆902将链接孔901和控制转轴903连接并组成联动结构,手柄906焊接在控制转轴903上,在拔出定位销905状态下可手动控制手柄906,实现对折流板102的角度调整,以便随时控制径向风流出风方向。手柄906位置确定后插入定位销905,实现控制转轴903位置的固定,该设计可有效锁定折流板102位置,以免高速风流扰动影响下折流板102的位置改变。固定钢板904上开设有8~12个圆形孔,控制转轴903通过图5设计可有效得到固定,仅可发生绕轴转动。
导流机构2由曲面导流板201、小车202、支撑臂203、定向轮毂204组成。如图6所示的,曲面导流板201是由一定曲面形轻质铝合金或钛合金材料组成,对径向风喷射口1发射出来的风流进行风流引导和缓冲,减少能量损失的同时,也避免部分风流流向巷道前方,确保迎头前方风流场的稳定性,实现分域通风控尘的目的。小车202和支撑臂203可确保曲面导流板201在高速风流扰动下始终稳定安置在巷道底板上,定向轮毂204可实现使导流机构2沿着巷道方向运移。导流机构2的位置一般位于径向风喷射口1的另一侧近壁面,随着掘进机往前移动,径向风喷射口1和导流机构2一并往前移动。
如图8所示的,抽风量控制器3包括外圈有隙套筒301、内圈有隙套筒302、调控把手303组成,内圈有隙套筒302嵌套在外圈有隙套筒301内,两端分别与抽风筒6连接,操作工人可通过调控把手303转动并控制内外有隙套筒重叠面积,如图8所示的,实现了对有效风流流动面积的调节,进而完成对后方抽风量和前方抽风量的比例调控。
结合图1、图9与图10,下面详细阐述本发明的主要工作原理:
由压风筒5运输的新鲜风流按照一定比例由径向风喷射口1和轴向风盖4分别射出,通过合理调整流向控制器9出风角度和导流机构2位置,高速径向风流在巷道附壁效应影响下形成旋流风,旋流风在导流机构2的隔离引导下几乎全部流向巷道后方,并充分利用旋流风特点充满整个巷道断面。此时在抽风量控制器3处负压抽风作用下,进一步促进旋流风向巷道后方运移,最终形成反向旋流风,反向旋流风绝大部分风流向巷道后方运移;随着旋流风扩散距离的增加,风流的旋流强度也逐渐减小,逐渐由旋流风变换为方向指向巷道后方的均匀风流,为除迎头区域外的作业区提供大量新鲜无污染的空气。
经轴向风盖4发射出的轴向风流风量约占总压风量的20%~35%,向前运移至迎头并携带截割煤岩产生的大量高浓度粉尘颗粒,经过迎头碰撞反弹后于巷道另一侧向后运移,直至遇到导流机构2并在附壁效应影响下,风流产生流向径向发生器1的横向风流,此时轴向风盖4处流速较高,压风口附近将形成高速负压区,可将上述的横向风流吸入一并向前运移,由此形成了横向涡流场,横向涡流场的形成将控制迎头的高浓度粉尘始终在距迎头8m左右范围内运移;抽风筒6的抽风口附近将形成负压区,横向涡流中的粉尘将被抽出净化。随着掘进机往前掘进,径向风喷射口1和导流机构2一并往前移动,始终保证两者距迎头距离分别在7米~15米和5米~12米范围内,以达到较好的控除尘效果。
如图10所示的,利用数值仿真软件Fluent计算得到该发明方法简化条件下的控尘效果,发现高浓度粉尘颗粒基本被控制综掘机上方区域,并未向后方扩散,表明该发明中的前方横向涡流场有效牵制了粉尘的扩散,后方有人作业区域无粉尘颗粒,控尘效果显著。
此外,综掘面反向旋流风分域通风控尘系统及方法与传统的附壁风筒形成的旋流风幕方法具有很大差异,通过在国内某煤矿综掘面现场应用,本发明方法附壁装置总重量降低至20kg左右,减少了高空作业风险;现场操作过程中,随着综掘机往前掘进,附壁装置位置也需发生改变,传统附壁风筒技术操作时间约28分钟,而本发明方法可缩短为15分钟左右;传统附壁风筒技术中当形成较好的控尘风幕时,迎头排瓦斯风速一般在0.6m/s以下,容易使瓦斯聚集,而本发明方法中采用横向涡流控制粉尘,迎头区域排瓦斯的轴向风速较高,风速超过1.0m/s,大大缓解了传统附壁风筒技术中常出现的瓦斯聚积问题,有效降低了瓦斯爆炸风险;由于操作简便,工人调整径向风喷射口1位置及时,后方作业空间总尘抑制效率由84.4%提升到94.3%,控尘效果大大提高,其具体效果如表1所示的。
表1:
Figure BDA0002988055740000081
当然,以上说明仅仅为本发明的较佳实施例,本发明并不限于列举上述实施例,应当说明的是,任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下,所做出的所有等同替代、明显变形形式,均落在本说明书的实质范围之内,理应受到本发明的保护。

Claims (3)

1.一种综掘面反向旋流风分域通风控尘的系统,特征在于,其包括布置在综掘面最前方的迎头,迎头后方设置有压风筒,压风筒的前端设置有轴向风喷射口与径向风喷射口,径向风喷射口位于轴向风喷射口后方,压风筒另一侧的综掘面内布置有抽风筒,抽风筒的抽风口位于轴向风喷射口与迎头之间,综掘面内在与径向风喷射口对应处设置有导流机构,导流机构之竖直布置的曲面导流板的一个侧边与柱形风幕靠近迎头端的环面位于同一圆内;曲面导流板的另一个侧边朝压风筒来风方向布置;
上述径向风喷射口由风筒连接段、若干个折流板、转轴、转动轴与径向出风面组成,风筒连接段与压风筒相接,若干个折流板的一端均通过转轴相连接,若干个折流板与若干个风筒口相适配,转轴的末端设置在转动轴上,转动轴上设置有一流向控制器,通过流向控制器调节折流板的喷射角度;径向风喷射口的出风方向与竖直方向的角度α范围为60°~90°;
上述流向控制器包括设置在转动轴上的链接孔、链接杆、控制转轴、固定钢板、定位销与手柄,链接孔设置在转动轴上,固定钢板设置在风筒连接段上,链接杆将链接孔和控制转轴相连接形成联动结构,手柄设置在控制转轴上,在拔出定位销状态下能手动控制手柄,完成对折流板的角度调整;手柄位置确定后插入定位销,实现控制转轴位置的固定,锁定折流板位置,避免高速风流扰动影响下折流板的位置;
综掘面内布置的压风筒运输新鲜风流,并按照一定比例由径向风喷射口和轴向风喷射口分别射出;压风筒另一侧的综掘面内布置有抽风筒,抽风筒的抽风口位于轴向风喷射口与迎头之间;其包括以下步骤:
轴向风喷射口喷射出轴向风,轴向风推动迎头产生的高浓度粉尘颗粒向前运移形成横向涡流场,横向涡流场控制上述高浓度粉尘颗粒始终在距迎头5米-8米范围内运移,横向涡流场由抽风筒全部抽出净化;
径向风喷射口喷射的径向风流在附壁效应下沿综掘面形成全断面的密闭风幕;
综掘面内在与径向风喷射口对应处设置有导流机构,导流机构包括竖直布置的曲面导流板;密闭风幕一部分风流在曲面导流板引导下形成旋流风向巷道后方运移逐渐形成反向旋流风,通过抽风量控制器抽吸形成负压,引导并加速反向旋流风向后运移,使旋流风充满整个巷道断面,为除迎头区域外的作业区提供新鲜无污染的空气;同时全断面的密闭风幕阻止横向涡流场的扩张,有效控制上述高浓度粉尘颗粒。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,上述导流机构包括曲面导流板、小车、支撑臂和定向轮毂,定向轮毂布置在小车四周,曲面导流板通过支撑臂呈竖直状态设置在小车上表面上,曲面导流板的圆心角为90°。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,在距离径向风喷射口30米-40米处的抽风筒上设置有抽风量控制器,抽风量控制器包括外圈有隙套筒与内圈有隙套筒;外圈有隙套筒上设置有调控把手,内圈有隙套筒嵌套在外圈有隙套筒内部,内圈有隙套筒的两端均连接在抽风筒对应处,调控把手转动外圈有隙套筒,控制内圈有隙套筒与外圈有隙套筒上的重叠面积,调节抽风口与抽风量控制器之间的抽风量的比例。
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CN113591182A (zh) * 2021-07-16 2021-11-02 中南大学 一种巷道风速单点测量传感器布置及风速矫正方法
CN114517705A (zh) * 2022-02-17 2022-05-20 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种独头巷道气-雾两相流控降尘系统及方法
CN114575908A (zh) * 2022-03-16 2022-06-03 广西龙马高速公路有限公司 一种用于营造隔尘空气幕的参数设计方法及三通分风装置
CN116877708B (zh) * 2023-09-06 2023-11-28 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 一种分风器及综掘工作面高效捕尘系统

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CN102283264A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 宁波塞尔翔鹰金属制品有限公司 立体式可调风门
CN104196534B (zh) * 2014-08-19 2016-05-18 山东科技大学 一种用于综掘工作面的三维多向旋流风幕降尘装置及方法
CN205532679U (zh) * 2016-01-26 2016-08-31 山东科技大学 掘进锚喷同时作业下的新型除尘系统
CN208650903U (zh) * 2018-05-29 2019-03-26 四川达竹煤电(集团)有限责任公司铁山南煤矿 一种新型风巷综掘面防尘装置
CN111485930B (zh) * 2020-04-27 2021-06-18 山东科技大学 一种掘进面模块化分风装置以及抑尘风幕形成方法

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