CN207920608U

CN207920608U - 一种综掘工作面多点控尘系统

Info

Publication number: CN207920608U
Application number: CN201820150362.2U
Authority: CN
Inventors: 牛江江; 李文龙; 李广明; 张鹤; 徐慧芳
Original assignee: Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group Co Ltd
Current assignee: Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group Co Ltd
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2018-09-28
Anticipated expiration: 2028-01-30

Abstract

一种综掘工作面多点控尘系统，属于煤矿通风与安全技术领域，可解决煤矿生产过程中，产生的高浓度煤尘造成较大的危害的问题，包括掘进工作面的涡流区的除尘系统、掘进工作面的回流区的除尘系统以及位于粉尘运移路线上的二次净化屏障；其中，掘进工作面的涡流区的除尘系统包括位于掘进机切割头后端两侧的负压降尘器；掘进工作面的回流区的除尘系统包括压风风机、风量分流装置和除尘风机。本实用新型采用三种除尘系统针对性的降尘，达到综合降尘的效果。

Description

一种综掘工作面多点控尘系统

技术领域

本实用新型属于煤矿通风与安全技术领域，具体涉及一种综掘工作面多点控尘系统。

背景技术

井下煤巷掘进一般采用EBZ150综掘机进行，巷道断面一般在25m²以上，局扇一般采用FBDNO-6.3型2×55kW压入式风机。由于机械化程度高，断面大，风速大，在其生产过程中，产生高浓度的煤尘，危害极大。

发明内容

本实用新型针对煤矿生产过程中，产生的高浓度煤尘造成较大的危害的问题，提供一种综掘工作面多点控尘系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种综掘工作面多点控尘系统，包括掘进工作面的涡流区的除尘系统、掘进工作面的回流区的除尘系统以及位于粉尘运移路线上的二次净化屏障；其中，掘进工作面的涡流区的除尘系统包括位于掘进机切割头后端两侧的负压降尘器；掘进工作面的回流区的除尘系统包括压风机、风量分流装置和除尘风机。

所述负压降尘器包括设有若干射流喷嘴的旋转喷雾器、轴孔供水轴套、喷头护罩和气动马达，气动马达位于端部，轴孔供水轴套与旋转喷雾器连接。

所述负压降尘器位于掘进机切割头后两侧，与掘进机切割头的横向距离均为1.5m。

所述掘进工作面回流区的除尘系统中，压风风机的压风筒的前端伸入掘进工作区，在巷道内的距离综掘工作面30-100m处安装除尘风机，除尘风机的抽风筒的进风口位于掘进工作区，压风筒和抽风筒平行，风量分流装置位于压风筒内与除尘风机相邻的位置。

所述二次净化屏障包括四个等间距布置的细水喷雾以及位于两端的第一捕尘网和第二捕尘网，其中，第一捕尘网位于除尘风机出风口10m，第二捕尘网沿回流方向安装在距离第一捕尘网5m处，两侧的细水喷雾分别位于捕尘网前200mm，并且顶端贴紧巷道顶板，喷嘴朝向回风流方向，两个捕尘网之间的细水喷雾分别位于巷道底部2m处，喷嘴朝向回风流方向。

所述第一捕尘网和第二捕尘网的孔径为2mm。

所述第一捕尘网和第二捕尘网设顶端有滑轮。

本实用新型的有益效果如下：

1. 根据综掘工作面压入式通风的风流分布特点，采用三种除尘系统针对性的降尘，达到综合降尘的效果。

2. 压风筒合理的位置安装了风量分流装置，可以有效地解决抽风筒和压风筒重叠段瓦斯超标的问题，使巷道内的瓦斯浓度保持在安全的水平，同时使用了除尘风机跟进工作面，可以及时将工作面风流携带的煤粉尘过滤，除尘效率高。

3. 由于除尘风机的吸风量有限，压入工作面的一部分风量携带粉尘从抽风筒外部溢散，为捕捉剩余粉尘，在粉尘的运移路线上制作一道二次净化屏障，进一步处理粉尘。

附图说明

图1为掘进工作面风流分布示意图；

图2为负压降尘器工作原理示意图图；

图3为负压降尘器安装示意图；

图4为掘进工作面回流区的除尘系统示意图；

图5为二次净化屏障示意图；

其中：1-风筒出口；2-射流区；3-涡流区；4-回流区；5-射流扩张区；6-射流收缩区；7-旋转喷雾器；8-轴孔供水轴套；9-气动马达；10-气动组件；11-供水控制系统；12-气源；13-锥面水罩；14-压风机；15-巷道；16-除尘风机；17-抽风筒；18-压风筒；19-风量分流装置；20-过滤箱；21-防尘管路；22-第一捕尘网；23-细水喷雾；24-第二捕尘网；25-反光标杆；26-巷道迎头；27-湿式振弦除尘风机。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型做进一步说明。

对综掘工作面的粉尘分布规律进行研究，将产尘地点和环节进行分类，分别是工作面迎头割煤时的涡流区3（第一产尘点）、司机处的回流区4至除尘风机16出口（第二产尘点）、除尘风机16出口10m范围内（剩余粉尘运移路线），然后分别采用了负压降尘器高效除尘、风量分流装置配合湿式除尘风机系统除尘和二次净化屏障过滤降尘三种方法针对性地进行降尘，最终达到综合降尘的效果。

掘进工作面采用压入式通风方式时，在风流出风口形成的射流属末端封闭的有限贴壁射流。如图1所示，气流射出风筒后贴着巷壁运动，由于卷吸作用，射流断面逐渐扩张，直至射流断面达到最大值，此段为射流扩张区，然后射流断面逐渐减小，直至为0，此段称为射流收缩区。从风筒出口至射流反向的最远距离即扩张段与收缩段之和为射流有效射程，为射流区。

风筒出风口距掘进工作面的最大距离为10m左右，处于射流有效射程范围之内。在此范围内，工作面风流形成射流区、回流区以及由于卷吸作用在射流区和回流区界面上形成的涡流区。

根据综掘工作面压入式通风的风流分布特点，在掘进工作面形成3个流场分区，即射流区、回流区和涡流区，由于各自区域的流场特性不同，因此其粉尘浓度及粉尘分布规律也各不相同。根据试验所得规律为：涡流区、回流区中的粉尘浓度最高，分布相对较稳定，其浓度取决于掘进作业时粉尘的产生量、送风量及送风流中的粉尘初始浓度，射流区粉尘浓度远低于另外2个区的平均粉尘浓度。

1. 安装负压降尘器，解决涡流去粉尘。

装置主要由旋转喷雾器7（喷嘴制作成扇形状，使其成45 º倾斜喷雾）、水质过滤系统﹑水路增压系统﹑水压调节系统﹑轴孔供水轴套8、喷头护罩、气马达9﹑压力表及安装在降尘水主管道上的降尘剂加注器组成。

由泵站提供的高压水通过轴孔供水轴套进8入旋转喷雾器7，从旋转喷雾器7安装的若干射流喷嘴喷出。当气动马达9旋转时，带动旋转喷雾器7旋转，使射流喷嘴喷出的高速水流形成一个锥形水罩13。在高速水流的作用下，锥形水罩13的内外形成负压和卷吸作用。这样就形成了由负压区-高速水流-负压区组成的旋转锥面射流负压控制除尘系统。在锥面的内外产生的粉尘，被负压吸入高速水流面内，与水流结合，在锥面内的煤尘被降尘剂吸附达到除尘的目的。

将两个旋转喷雾器7分别安装在掘进机切割头后面左右各1.5米处，喷雾覆盖范围正对涡流区，用高压水管与水质过滤器、水路增压系统、调节系统连接好。检查各部位可靠安全连接后，调整好水压力和流量（水压在4MPa，一个旋转喷雾器的流量在40 L/min时，降尘效果处于最佳状态），然后启动液压泵，开启掘进机切、割矸，工作面负压降尘器开始工作，进行掘进作业。

2. 压风筒风量分流装置配合湿式除尘风机除尘系统

（1）安装除尘风机，解决回流区粉尘

在距离巷工作面迎头100m处安装一台KCS-408ZZ型湿式振弦除尘风机27，除尘风筒直径均为600mm，除尘风机16吸风口位于压风筒18的另一侧，吸取回流区的粉尘。当除尘风机16超过100m时，及时移动除尘风机16；除尘风机16出风口处的喷雾开关与综掘机机组实现联动，只有当综掘机开动的时候，除尘风机16出风口处的喷雾才能进行降尘处理，这样防止了工作面不生产时候，因喷雾一直处于开启状态造成防尘水的浪费和巷道的积水。

（2）压风机及风量分流装置的安装和使用

压风机14安装在距离掘进巷道回风口距离大于10m处。

铁制的三通串接在压风筒中间，风量分流装置19入口及出口直径均为800mm，入口和出口与压风筒18相连接，分流出口安装百叶窗式铁盖，可调节风量大小，由人工开启和关闭；风量分流装置19和除尘风机16距离工作面距离在30m-100m之间；工作面生产时，将风量分流装置19分流出口的铁盖开启，除尘风机运行；工作面支护时，将风量分流装置19将风量分流装置分流出口的铁盖关闭，除尘风机16停运。风量分流装置19必须和除尘风机16一起安装，超前于除尘风机16，距离控制在500mm，保证分流出的气流进入重叠段。

具体除尘工艺为：在巷道15内设有压风筒18，压风筒18的前端达到掘进工作区b，巷道15内的距离综掘工作面30-100m处安装除尘风机16，并随着巷道15掘进始终和工作面保持30-100m距离，除尘风机16的抽风筒17进风口位于掘进工作区b，在压风筒18和除尘风机16相邻的位置安装有风量分流装置19，通过风量分流装置19将压风筒18内的气流进行分流，该分流出的风稀释抽风筒17和压风筒18重叠段a处的瓦斯。

压风筒18合理的位置安装了风量分流装置19，可以有效地解决抽风筒17和压风筒18重叠段瓦斯超标的问题，使巷道15内的瓦斯浓度保持在安全的水平，同时使用了除尘风机16跟进工作面，可以及时将工作面风流携带的煤粉尘过滤，除尘效率高。

3. 二次净化屏障过滤

由于除尘风机16的吸风量有限，压入工作面的一部分风量携带粉尘从抽风筒17外部溢散，为捕捉剩余粉尘，在粉尘的运移路线上制作一道二次净化屏障，具体为：

（1）细水喷雾的安装：

四道细水喷雾23等间距均匀布置，两侧捕尘网上的细水喷雾23安装在捕尘网前200mm，紧贴巷道顶板，喷嘴朝向回风流方向；捕尘网内的两道细水喷雾23均匀布置在距离巷道底板2m处。

（2）捕尘网的安装：

第一捕尘网22安装在距离除尘风机16的10m处。捕尘网根据巷道断面尺寸完全封闭巷道全断面，捕尘网的过滤孔径为2mm，可以过滤2mm以上经过细水喷雾雾化形成的固态粉尘颗粒。

第二捕尘网24沿回风流方向安装在与第一捕尘网22相距5m处。安装方式如上。

（3）捕尘网滑轮的安装：

工作面生产作业时，捕尘网封闭巷道形成净化屏障；当工作面不生产，需要行人、行车时，捕尘网需要打开。使用一组滑轮实现捕尘网的自动卷起。

Claims

1.一种综掘工作面多点控尘系统，其特征在于：包括掘进工作面的涡流区（3）的除尘系统、掘进工作面的回流区（4）的除尘系统以及位于粉尘运移路线上的二次净化屏障；其中，掘进工作面的涡流区（3）的除尘系统包括位于掘进机切割头后端两侧的负压降尘器；掘进工作面的回流区（4）的除尘系统包括压风机（14）、风量分流装置（19）和除尘风机（16）。

2.根据权利要求1所述的一种综掘工作面多点控尘系统，其特征在于：所述负压降尘器包括设有若干射流喷嘴的旋转喷雾器（7）、轴孔供水轴套（8）、喷头护罩和气动马达（9），气动马达（9）位于端部，轴孔供水轴套（8）与旋转喷雾器（7）连接。

3.根据权利要求1所述的一种综掘工作面多点控尘系统，其特征在于：所述负压降尘器位于掘进机切割头后两侧，与掘进机切割头的横向距离均为1.5m。

4.根据权利要求1所述的一种综掘工作面多点控尘系统，其特征在于：所述掘进工作面的回流区（4）的除尘系统中，压风机（14）的压风筒（18）的前端伸入掘进工作区，在巷道内的距离综掘工作面30-100m处安装除尘风机（16），除尘风机（16）的抽风筒（17）的进风口位于掘进工作区，压风筒（18）和抽风筒（17）平行，风量分流装置（19）位于压风筒（18）内与除尘风机（16）相邻的位置。

5.根据权利要求1所述的一种综掘工作面多点控尘系统，其特征在于：所述二次净化屏障包括四个等间距布置的细水喷雾（23）以及位于两端的第一捕尘网（22）和第二捕尘网（24），其中，第一捕尘网（22）位于除尘风机（16）出风口10m，第二捕尘网（24）沿回流方向安装在距离第一捕尘网（22）5m处，两侧的细水喷雾（23）分别位于捕尘网前200mm，并且顶端贴紧巷道顶板，喷嘴朝向回风流方向，两个捕尘网之间的细水喷雾（23）分别位于巷道底部2m处，喷嘴朝向回风流方向。

6.根据权利要求5所述的一种综掘工作面多点控尘系统，其特征在于：所述第一捕尘网（22）和第二捕尘网（24）的孔径均为2mm。

7.根据权利要求5所述的一种综掘工作面多点控尘系统，其特征在于：所述第一捕尘网（22）和第二捕尘网（24）设顶端有滑轮。