CN114414279B - 煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，属于煤矿与隧道施工安全技术领域，首先对煤矿井下或隧道掘进作业面的产尘量进行考察，依据煤矿井下与隧道掘进作业面的断面尺寸，选择适宜直径的柔性风筒作为模拟的巷道或隧道，通过通风机与柔性风筒、粉尘释放管、泡沫降尘装置的配合实现该应用场景下的降尘作业的模拟，通过取样断面各测点上采集风流内的粉尘，计算其浓度，获得泡沫降尘装置在该种工况条件下服役性能指标。本发明解决了不同作业断面与供风量条件下，泡沫降尘装置服役性能适应性的测试难题，为矿井下巷道掘进工作面与隧道施工中的粉尘防治提供重要的技术支撑。
Description
技术领域
本发明属于煤矿与隧道施工安全技术领域，涉及一种煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法。
背景技术
粉尘是煤矿井下生产与隧道施工中的主要灾害之一，不仅会导致作业人员身患尘肺病，而且会发生爆炸，导致重大事故的发生，给人员、企业和国家带来了巨大的灾难和损失。在大断面岩巷掘进过程中这个问题更加突出，未采取任何措施时粉尘浓度可达1300mg/m3以上，大量高浓度粉尘悬浮于矿井或隧道施工空间的空气中，对作业人员的身体健康构成危害，且降低作业面的能见度，制约着巷道掘进与隧道延伸的速度。随着科学技术的发展，连续采煤机与综掘工艺已大量应用于煤矿井下巷道或隧道的施工。与之配套的降尘技术发展日新月异，为防治煤矿井下巷道掘进或隧道施工作业面的粉尘灾害，目前主要采用喷雾降尘、除尘器等常规技术。由于粉尘大都具有疏水性，而水的表面张力又较大，导致喷雾降尘效率低，特别是对人体危害最大的呼吸性粉尘的降尘效果差。除尘器结构复杂、附属装置多，体积庞大、噪音大；受煤矿井下或隧道现场施工地势条件限制，移动困难、劳动强度大；处理风量有限，难以满足大风量作业场所需要。在此背景下，先进的泡沫降尘技术随之应运而生，目前已在诸多矿井与隧道的施工过程中取得了较好的应用效果，但由于在应用过程中对掘进作业面的产尘特点掌握不清，且目前泡沫降尘的作用机理有待于进一步完善，导致作业人员采用的泡沫降尘装置的服役性能尚不能完全适应现场的工程实际条件。故，开展相关的技术研究，针对煤矿井下与隧道掘进作业面的产尘特点，开展泡沫降尘装置服役性能的试验，方可为破解煤矿井下巷道掘进工作面与隧道施工中的粉尘防治难题提供技术支撑，这对于保障矿井与隧道施工的安全生产、作业人员的身心健康具有极为重要的现实意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，根据煤矿井下与隧道掘进作业面的产尘特点，模拟了泡沫降尘装置的应用场景，解决了不同作业断面与供风量条件下，泡沫降尘装置服役性能适应性的测试难题，为矿井下巷道掘进工作面与隧道施工中的粉尘防治提供重要的技术支撑。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，包括以下步骤：
S1：若泡沫降尘装置是应用于煤矿井下，则对应用连续采煤机或综掘工艺的煤矿井下巷道掘进工作面在相应供风量Qg(m3/min)条件下的粉尘产生量M(mg/min)进行考察；若泡沫降尘装置是应用于隧道施工，则对应用综掘工艺的隧道掘进工作面在相应供风量Qg(m3/min)条件下的粉尘产生量M(mg/min)进行考察；并记煤矿井下巷道掘进工作面或隧道掘进工作面横截面的面积为S，求取对应掘进工作面的等效直径而后，选择相同直径的柔性风筒作为煤矿井下巷道或隧道的模拟空间；通过摇动手柄使得活动齿环产生旋转运动，并与齿轮配合，进而驱动活动扇叶在径向方向上运动，通过将挂钩置于吊钩孔内，直至使得直径为D的柔性风筒完全伸展开；
S2：而后，将通风机出风口与柔性风筒的一端进行连接，并在柔性风筒上距离通风机出风口10D的位置处开设7个粉尘释放管的插入口，在沿风流的方向上，距离粉尘释放管出口10D的位置处开设毕托静压管插孔，用于放置毕托静压管对该横截面上不同点的气体压力进行测试，进而采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc(m3/min)；将通风机与变频器连接，可通过变频器或者调节通风机叶片的方式对通风机的风量进行调节，待通风机的风量Qc(m3/min)与Qg(m3/min)相等时，则具备了泡沫降尘装置服役性能试验的条件；
S3：而后将泡沫降尘装置放置在距离毕托静压管5D位置处，并同时将7根粉尘释放管插入到对应的插孔中，将粉尘释放管分别与输送泵和气体压力测定装置连接，而后调节输送泵，使其出口的气体压力略高于气体压力测定装置测得的柔性风筒内的静压；依据考察获得的泡沫降尘装置应用条件下的粉尘产生量M(mg/min)，称取一定量的煤尘或者岩尘，并将其放入到定量发尘装置内，使进入柔性风筒内的煤尘或岩尘量与M(mg/min)相等；并同时开启泡沫降尘装置，使其迎着风流方向释放泡沫；待30min后，同时将毕托静压管置于对用的插孔内对该横截面不同点的压力进行测量，采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc2(m3/min)；将粉尘采样器置于取样截面上，并开启粉尘采样器对泡沫降尘装置后方的取样截面上的测点的粉尘量进行测定，采样时间控制为5min；而后，关闭粉尘采样器，并将其内置的滤膜送至试验室进行称重，用于对比采样前后的粉尘量；
S4：将采样前后的粉尘量记录C，获得泡沫降尘装置服役性能指标降尘效率的数值为：若/>的数值低于现场工程要求的阈值，则表明该泡沫降尘装置在相应的工程实际条件下符合要求；若/>的数值高于现场工程要求的阈值，则表明该泡沫降尘装置在相应的工程实际条件下不符合要求。
进一步，步骤S1具体包括以下步骤：
S11：首先对泡沫降尘装置的应用环境进行考察，若其是应用于连续采煤机或综掘工艺的煤矿井下巷道掘进工作面，则应考察供风量Qg(m3/min)条件下的粉尘产生量M(mg/min)；若泡沫降尘装置是应用于隧道施工，则对应用综掘工艺的隧道掘进工作面在相应供风量Qg(m3/min)条件下的粉尘产生量M(mg/min)进行考察；
S12：而后测量煤矿井下巷道掘进工作面或隧道掘进工作面横截面的面积S，并假定其为圆型，利用S＝π(D/2)2，反算对应掘进工作面横截面的等效直径D；
S13：依据反算获得的掘进工作面横截面的等效直径D，选择相同直径的柔性风筒作为煤矿井下巷道或隧道的模拟空间；进一步，摇动手柄使得活动齿环产生旋转运动，并与齿轮配合，进而驱动活动扇叶在径向方向上运动，通过将挂钩置于吊钩孔内，直至使得直径为D的柔性风筒完全伸展开；进一步，所述活动扇叶上设置齿条，其是通过齿条与齿轮的啮合，进而使得活动扇叶在径向方向上运动。
进一步，步骤S2具体包括以下步骤：
S21：依据考察供风量Qg(m3/min)选择适宜的通风机作为试验通风机，所述试验通风机为压入式通风机；而后将通风机出风口与柔性风筒的一端进行连接，以通风机出风口与柔性风筒的连接处为起始位置，沿风流的方向，在柔性风筒的表面上，距离起始位置10D的位置，开设7个粉尘释放管的插入口；所述7个粉尘释放管在插入柔性风筒后，粉尘释放管的出口分布为以柔性风筒中心为圆心，在半径二分之直径的圆周上均匀分布6个粉尘释放管出口，同时在柔性风筒中心位置设置另1粉尘释放管出口，且7个粉尘释放管出口须在同一个横截面内；
S22：在沿风流的方向上，距离粉尘释放管出口10D的位置处开设毕托静压管插孔，用于放置毕托静压管对该横截面上不同点的气体压力进行测试，进而采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc(m3/min)；而后通过变频器控制或者调节通风机叶片角度的方式对通风机的风量进行调节，待通风机的风量Qc(m3/min)与Qg(m3/min)相等时，则具备了泡沫降尘装置服役性能试验的条件。
进一步，步骤S3具体包括以下步骤：
S31：而后将试验用的泡沫降尘装置放置在距离毕托静压管5D位置处，并通过降尘装置安设平台对其进行固定，进一步，所述降尘装置安设平台上设置有不锈钢制的取样截面；所述取样截面上布置7个测点，所述7个测点的分布与粉尘释放管出口的分布相同；将7根粉尘释放管插入到对应的插孔中，将粉尘释放管分别与输送泵和气体压力测定装置连接，而后调节输送泵，使其出口的气体压力略高于气体压力测定装置测得的柔性风筒内的静压，以便于试验用的粉尘以趋近于0的速度进入柔性风筒内；
S32：依据考察获得的泡沫降尘装置应用条件下的粉尘产生量M(mg/min)，称取一定量的煤尘或者岩尘，所述煤尘或者岩尘须取自泡沫降尘装置应用的工程环境，经筛分后其空气动力学粒径应小于74μm，其中小于10μm的占12％～15％，小于30μm的占47％～50％；而后，将试验用的煤尘或者岩尘放入到定量发尘装置内，使进入柔性风筒内的煤尘或岩尘量与M(mg/min)相等；并同时开启泡沫降尘装置，使其迎着风流方向释放泡沫；
S33：待30min后，将毕托静压管置于对用的插孔内对该横截面不同点的压力进行测量，采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc2(m3/min)；将粉尘采样器置于取样截面上，并开启粉尘采样器对泡沫降尘装置后方的取样截面上的测点的粉尘量进行测定，采样时间控制为5min；而后，关闭粉尘采样器，并停止通风机与输送泵，并将粉尘采样器内置的滤膜送至试验室进行称重，用于对比采样前后的粉尘量。
本发明的有益效果在于：
本发明提出了煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，充分考虑了泡沫降尘装置应用环境的产尘特点，通过构建以柔性风筒为主的模拟试验环境，将泡沫降尘装置应用地点采集的煤尘或岩尘注入至与煤矿井下或隧道内相同风量的稳定风流中，最大程度的反映了现场工程实际的条件，实现了泡沫降尘装置服役性能的可靠测试，本发明的煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法与以往的实验方法相比具有以下优点：
1、本发明特有的煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，充分考虑了泡沫降尘装置应用环境的产尘特点与通风量，通过构建以柔性风筒为主的模拟试验环境，将泡沫降尘装置应用地点采集的煤尘或岩尘注入至与煤矿井下或隧道内相同风量的稳定风流中，最大程度的反映了现场工程实际的条件。
2、本发明提供的煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，在注入试验用的煤尘或岩尘后，随即开启泡沫降尘装置，在保证通风机连续运行的情况下，待柔性风筒内的流场稳定后，方才进行风流流量与泡沫降尘装置服役后的取样截面粉尘量的测定，有效保证了试验结果的可靠性。
3、本发明提供的煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，采用活动扇叶配合柔性风筒的方法，可准确模拟不同巷道的断面面积，其操作简单，且柔性风筒成本低廉，与传统的钢制风道相比，其在完成试验后，可收纳在较小的空间内，故具有极强的技术、经济性。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法的示意图；
图2为粉尘释放管连接示意图；
图3为粉尘释放管的出口分布图；
图4为取样截面的测点分布图。
附图标记：柔性风筒1、摇动手柄2、活动齿环3、齿轮4、活动扇叶5、挂钩6、吊钩孔7、泡沫降尘装置8、齿条9、通风机10、通风机出风口11、粉尘释放管12、毕托静压管插孔13、变频器14、输送泵15、气体压力测定装置16、定量发尘装置17、取样截面18、固定圆环19、中心圆环20、支架21。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，包括以下步骤：
S1：若泡沫降尘装置8是应用于煤矿井下，则对应用连续采煤机或综掘工艺的煤矿井下巷道掘进工作面在相应供风量Qg(m3/min)条件下的粉尘产生量M(mg/min)进行考察；若泡沫降尘装置8是应用于隧道施工，则对应用综掘工艺的隧道掘进工作面在相应供风量Qg(m3/min)条件下的粉尘产生量M(mg/min)进行考察；并记煤矿井下巷道掘进工作面或隧道掘进工作面横截面的面积为S，利用S＝π(D/2)2，求取对应掘进工作面的等效直径D；而后，选择相同直径的柔性风筒1作为煤矿井下巷道或隧道的模拟空间；通过摇动手柄2使得活动齿环3产生旋转运动，并与齿轮4配合，进而驱动活动扇叶5在径向方向上运动，通过将挂钩6置于吊钩孔7内，直至使得直径为D的柔性风筒1完全伸展开；步骤S1具体包括以下步骤：
S11：首先对泡沫降尘装置8的应用环境进行考察，若其是应用于连续采煤机或综掘工艺的煤矿井下巷道掘进工作面，则应考察供风量Qg(m3/min)条件下的粉尘产生量M(mg/min)；若泡沫降尘装置8是应用于隧道施工，则对应用综掘工艺的隧道掘进工作面在相应供风量Qg(m3/min)条件下的粉尘产生量M(mg/min)进行考察；
S12：而后测量煤矿井下巷道掘进工作面或隧道掘进工作面横截面的面积S，并假定其为圆型，利用S＝π(D/2)2，反算对应掘进工作面横截面的等效直径D；
S13：依据反算获得的掘进工作面横截面的等效直径D，选择相同直径的柔性风筒1作为煤矿井下巷道或隧道的模拟空间；进一步，摇动手柄2使得活动齿环3产生旋转运动，并与齿轮4配合，进而驱动活动扇叶5在径向方向上运动，通过将挂钩6置于吊钩孔7内，直至使得直径为D的柔性风筒1完全伸展开；进一步，所述活动扇叶5上设置齿条9，其是通过齿条9与齿轮4的啮合，进而使得活动扇叶5在径向方向上运动；还包括固定圆环19和中心圆环20以及支架21，所述固定圆环19、中心圆环20分别设在活动齿环3和活动扇叶5的两端，并与活动齿环3和活动扇叶5旋转连接，所述支架21设置在柔性风筒1下方，用于支撑。
S2：而后，将通风机出风口11与柔性风筒1的一端进行连接，并在柔性风筒1上距离通风机出风口11有10D的位置处开设7个粉尘释放管12的插入口，在沿风流的方向上，距离粉尘释放管12出口10D的位置处开设毕托静压管插孔13，用于放置毕托静压管对该横截面上不同点的气体压力进行测试，进而采用毕托静压管横动法获取试验时通风机10的风量Qc(m3/min)；将通风机10与变频器14连接，可通过连续变频器14或者调节通风机10叶片的方式对通风机10的风量进行调节，待通风机10的风量Qc(m3/min)与Qg(m3/min)相等时，则具备了泡沫降尘装置8服役性能试验的条件；步骤S2具体包括以下步骤：
S21：依据考察供风量Qg(m3/min)选择适宜的通风机10作为试验通风机10，所述试验通风机10为压入式通风机10；而后将通风机出风口11与柔性风筒1的一端进行连接，以通风机出风口11与柔性风筒1的连接处为起始位置，沿风流的方向，在柔性风筒1的表面上，距离起始位置10D的位置，开设7个粉尘释放管12的插入口；所述7个粉尘释放管12在插入柔性风筒1后，粉尘释放管12的出口分布为以柔性风筒1中心为圆心，在半径二分之直径的圆周上均匀分布6个粉尘释放管12出口，同时在柔性风筒中心位置设置另一粉尘释放管12出口，且7个粉尘释放管12出口须在同一个横截面内；
S22：在沿风流的方向上，距离粉尘释放管12出口10D的位置处开设毕托静压管插孔13，用于放置毕托静压管对该横截面上不同点的气体压力进行测试，进而采用毕托静压管横动法获取试验时通风机10的风量Qc(m3/min)；而后通过变频器14控制或者调节通风机10叶片角度的方式对通风机10的风量进行调节，待通风机10的风量Qc(m3/min)与Qg(m3/min)相等时，则具备了泡沫降尘装置8服役性能试验的条件。
S3：而后将泡沫降尘装置8放置在距离毕托静压管5D位置处，并同时将7根粉尘释放管12插入到对应的插孔中，如图2所示，将粉尘释放管12分别与输送泵15和气体压力测定装置16连接，而后调节输送泵15，使其出口的气体压力略高于气体压力测定装置测得的柔性风筒1内的静压；依据考察获得的泡沫降尘装置8应用条件下的粉尘产生量M(mg/min)，称取一定量的煤尘或者岩尘，并将其放入到定量发尘装置17内，使进入柔性风筒1内的煤尘或岩尘量与M(mg/min)相等；并同时开启泡沫降尘装置8，使其迎着风流方向释放泡沫；待30min后，同时将毕托静压管置于对用的插孔内对该横截面不同点的压力进行测量，采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc2(m3/min)；将粉尘采样器置于取样截面上，并开启粉尘采样器对泡沫降尘装置8后方的取样截面18上的测点的粉尘量进行测定，采样时间控制为5min；而后，关闭粉尘采样器，并将其内置的滤膜送至试验室进行称重，用于对比采样前后的粉尘量；步骤S3具体包括以下步骤：
S31：而后将试验用的泡沫降尘装置8放置在距离毕托静压管5D位置处，并通过降尘装置安设平台19对其进行固定，进一步，所述降尘装置安设平台19上设置有不锈钢制的取样截面18；所述取样截面18上布置7个测点，所述7个测点的分布与粉尘释放管出口的分布相同，如图3和图4所示；将7根粉尘释放管12插入到对应的插孔中，将粉尘释放管12分别与输送泵15和气体压力测定装置16连接，而后调节输送泵15，使其出口的气体压力略高于气体压力测定装置16测得的柔性风筒内的静压，以便于试验用的粉尘以趋近于0的速度进入柔性风筒内；
S32：依据考察获得的泡沫降尘装置8应用条件下的粉尘产生量M(mg/min)，称取一定量的煤尘或者岩尘，所述煤尘或者岩尘须取自泡沫降尘装置8应用的工程环境，经筛分后其空气动力学粒径应小于74μm，其中小于10μm的占12％～15％，小于30μm的占47％～50％；而后，将试验用的煤尘或者岩尘放入到定量发尘装置17内，使进入柔性风筒1内的煤尘或岩尘量与M(mg/min)相等；并同时开启泡沫降尘装置8，使其迎着风流方向释放泡沫；
S33：待30min后，将毕托静压管置于对用的插孔内对该横截面不同点的压力进行测量，采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc2(m3/min)；将粉尘采样器置于取样截面18上，并开启粉尘采样器对泡沫降尘装置8后方的取样截面18上的测点的粉尘量进行测定，采样时间控制为5min；而后，关闭粉尘采样器，并停止通风机10与输送泵15，并将粉尘采样器内置的滤膜送至试验室进行称重，用于对比采样前后的粉尘量；
S4：将采样前后的粉尘量记录C(mg)，则可获得泡沫降尘装置8服役性能指标降尘效率的数值为：C/(5×Qc2)；若C/(5×Qc2)的数值低于现场工程要求的阈值，则表明该泡沫降尘装置8在相应的工程实际条件下符合要求；若C/(5×Qc2)的数值高于现场工程要求的阈值，则表明该泡沫降尘装置8在相应的工程实际条件下不符合要求。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：对煤矿井下巷道或隧道掘进工作面在供风量Qg条件下的粉尘产生量M进行考察；并记煤矿井下巷道掘进工作面或隧道掘进工作面横截面的面积为S，求取对应掘进工作面的等效直径选择相同直径的柔性风筒作为煤矿井下巷道或隧道的模拟空间；通过摇动手柄使得活动齿环产生旋转运动，并与齿轮配合，进而驱动活动扇叶在径向方向上运动，通过将挂钩置于吊钩孔内，直至使得直径为D的柔性风筒完全伸展开；
S2：将通风机出风口与柔性风筒的一端进行连接，并在柔性风筒上距离通风机出风口一定距离的位置处开设多个粉尘释放管的插入口，在沿风流的方向上，距离粉尘释放管出口一定距离的位置处开设毕托静压管插孔，用于放置毕托静压管对横截面上不同点的气体压力进行测试，进而采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc；将通风机与变频器连接，通过变频器或者调节通风机叶片的方式对通风机的风量进行调节，直到通风机的风量Qc与Qg相等；
S3：将泡沫降尘装置放置在距离毕托静压管一定距离位置处，并同时将多根粉尘释放管插入到对应的插孔中，将粉尘释放管分别与输送泵和气体压力测定装置连接，调节输送泵，使其出口的气体压力略高于气体压力测定装置测得的柔性风筒内的静压；依据考察获得的泡沫降尘装置应用条件下的粉尘产生量M，称取一定量的煤尘或者岩尘，并将其放入到定量发尘装置内，使进入柔性风筒内的煤尘或岩尘量与M相等；并同时开启泡沫降尘装置，使其迎着风流方向释放泡沫；待一定时间后，同时将毕托静压管置于对应的插孔内对该横截面不同点的压力进行测量，采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc2；将粉尘采样器置于取样截面上，并开启粉尘采样器对泡沫降尘装置后方的取样截面上的测点的粉尘量进行测定；而后关闭粉尘采样器，并将其内置的滤膜送至试验室进行称重，用于对比采样前后的粉尘量；
S4：将采样前后的粉尘量记录C，获得泡沫降尘装置服役性能指标降尘效率的数值为：若/>的数值低于现场工程要求的阈值，则表明该泡沫降尘装置在相应的工程实际条件下符合要求；若/>的数值高于现场工程要求的阈值，则表明该泡沫降尘装置在相应的工程实际条件下不符合要求。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，其特征在于：步骤S1具体包括以下步骤：
S11：首先对泡沫降尘装置的应用环境进行考察，若其是应用于连续采煤机或综掘工艺的煤矿井下巷道掘进工作面，则应考察供风量Qg条件下的粉尘产生量M；若泡沫降尘装置是应用于隧道施工，则对应用综掘工艺的隧道掘进工作面在相应供风量Qg条件下的粉尘产生量M进行考察；
S12：而后测量煤矿井下巷道掘进工作面或隧道掘进工作面横截面的面积S，并假定其为圆型，反算对应掘进工作面横截面的等效直径
S13：依据反算获得的掘进工作面横截面的等效直径D，选择相同直径的柔性风筒作为煤矿井下巷道或隧道的模拟空间；摇动手柄使得活动齿环产生旋转运动，并与齿轮配合，进而驱动活动扇叶在径向方向上运动，通过将挂钩置于吊钩孔内，直至使得直径为D的柔性风筒完全伸展开；所述活动扇叶上设置齿条，其是通过齿条与齿轮的啮合，进而使得活动扇叶在径向方向上运动。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：
S21：依据考察供风量Qg选择适宜的通风机作为试验通风机，所述试验通风机为压入式通风机；而后将通风机出风口与柔性风筒的一端进行连接，以通风机出风口与柔性风筒的连接处为起始位置，沿风流的方向，在柔性风筒的表面上，距离起始位置10D的位置，开设7个粉尘释放管的插入口；所述7个粉尘释放管在插入柔性风筒后，粉尘释放管的出口分布为以柔性风筒中心为圆心，在半径二分之直径的圆周上均匀分布6个粉尘释放管出口，同时在柔性风筒中心位置设置另1粉尘释放管出口，且7个粉尘释放管出口须在同一个横截面内；
S22：在沿风流的方向上，距离粉尘释放管出口10D的位置处开设毕托静压管插孔，用于放置毕托静压管对该横截面上不同点的气体压力进行测试，进而采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc；而后通过变频器控制或者调节通风机叶片角度的方式对通风机的风量进行调节，直到通风机的风量Qc与Qg相等，表示具备泡沫降尘装置服役性能试验的条件。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下与隧道用泡沫降尘装置服役性能的试验方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：
S31：将试验用的泡沫降尘装置放置在距离毕托静压管5D位置处，并通过降尘装置安设平台对其进行固定，所述降尘装置安设平台上设置有不锈钢制的取样截面；所述取样截面上布置7个测点，所述7个测点的分布与粉尘释放管出口的分布相同；将7根粉尘释放管插入到对应的插孔中，将粉尘释放管分别与输送泵和气体压力测定装置连接，而后调节输送泵，使其出口的气体压力略高于气体压力测定装置测得的柔性风筒内的静压，使试验用的粉尘以趋近于0的速度进入柔性风筒内；
S32：依据考察获得的泡沫降尘装置应用条件下的粉尘产生量M，称取一定量的煤尘或者岩尘，所述煤尘或者岩尘须取自泡沫降尘装置应用的工程环境，经筛分后其空气动力学粒径应小于74μm，其中小于10μm的占12％～15％，小于30μm的占47％～50％；而后，将试验用的煤尘或者岩尘放入到定量发尘装置内，使进入柔性风筒内的煤尘或岩尘量与M相等；并同时开启泡沫降尘装置，使其迎着风流方向释放泡沫；
S33：待30min后，将毕托静压管置于对用的插孔内对该横截面不同点的压力进行测量，采用毕托静压管横动法获取试验时通风机的风量Qc2；将粉尘采样器置于取样截面上，并开启粉尘采样器对泡沫降尘装置后方的取样截面上的测点的粉尘量进行测定，采样时间控制为5min；而后，关闭粉尘采样器，并停止通风机与输送泵，并将粉尘采样器内置的滤膜送至试验室进行称重，用于对比采样前后的粉尘量。
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| CN203769838U (zh) * | 2014-04-01 | 2014-08-13 | 西安科技大学 | 一种煤矿井下综掘巷道高效降尘装置 |
| CN204203203U (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-11 | 山东科技大学 | 一种用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置 |
| KR20180083471A (ko) * | 2017-01-12 | 2018-07-23 | 현대건설주식회사 | 토사지반 tbm 성능 예측을 위한 굴진성능 평가 시험장치 및 시험방법 |
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2022
- 2022-01-18 CN CN202210083517.6A patent/CN114414279B/zh active Active
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