综合降尘（通用7篇）
综合降尘 篇1
众所周知, 煤矿生产与作业的过程中, 煤尘与岩尘都会大量的产生, 煤尘与岩尘被称为粉尘。在煤矿掘进施工中, 各种采掘、放炮、装运等工序都会产生粉尘, 工程施工人员如果长时间在粉尘浓度较高的环境下工作, 就会对其身体造成严重的危害, 影响自身健康。另外, 煤矿作业中, 安全生产的要求很高, 如果煤矿巷道中粉尘浓度较高, 就会有可燃爆炸的危险, 严重影响安全生产。在煤矿生产机械化程度不断提高的今天, 大量的粉尘对于机械设备也有很大的影响。因此, 煤矿生产过程中, 必须要做好相应的降尘与防尘, 对施工环境中的粉尘进行控制。
1 煤矿巷道掘进的降尘
1.1 煤层注水。
煤层注水的措施应用主要是利用水的压力, 通过钻孔将水溶液与压力水对煤体进行注入, 增加煤体水分含量, 对煤体物力力学性质进行改变, 从而降低煤尘产生, 对原生煤尘进行湿润, 避免煤体在破裂时, 出现煤尘飞扬。另外, 对于煤层注水方式的选择上, 要根据煤层的实际特点, 选用合理的注水孔布置方式、水压、注水设备参数、工艺等, 从而有效的对煤层粉尘进行抑制。
1.2 喷雾降尘。
喷雾洒水的方式是进行煤矿巷道掘进借助除尘时, 采用喷雾装置将水以雾状进行喷出, 继而使得粉尘捕获下沉, 同时利用水流对煤堆和岩堆进行喷洒, 使得表面的粉尘不容易飞扬。这种喷雾除尘的方式, 对于喷雾质量要求较高。目前, 煤矿巷道掘进中对于掘进机采用高压喷雾的技术, 这种降尘技术的除尘效率高, 操作与维护相对简单, 整体系统稳定可靠, 并且耗水量低, 可以有效的达到降低煤矿巷道掘进中粉尘含量的目的。经过实践分析与数据采集, 这种降尘方式的降尘效率可以达到75%, 对于呼吸性粉尘的降尘效率可以保持在65%左右。
1.3 利用除尘器除尘。
除尘器除尘也是煤矿巷道掘进降尘中重要方法之一, 一般来说飘尘捕获主要利用除尘器进行除尘。喷雾降尘方式难以对飘尘进行良好的处理, 捕尘效率较低。除尘器除尘可以利用除尘风机, 对于空气中的飘尘进行处理, 净化煤矿巷道环境中空气。目前, 除尘系统大多都采用长压短抽的局部通风方式, 与掘进机进行配套使用。除尘器的主要结构是可以分为过滤除尘段、配套风机与旋流脱水段三大部分。而具体的内部结构由下图可见 (1进水接口, 2喷嘴, 3过滤除尘段, 4过滤网, 5配套风机, 6旋流脱水段, 7, 污水箱) 。
本文介绍的除尘系统采用了矿用湿式过滤旋流除尘器, 比较适用于掘进机掘进巷道时的粉尘控制工作。采用了抽出式单机与斜流式风机, 并与脱水装置进行结合, 整体除尘具有良好的负压性、安全性、高效除尘的特性, 并且可以具有脱水及调节风量的能力。除尘系统的主要技术指标为:处理风量每分钟180-250立方米, 除尘系统阻力可以达到900-1450Pa之间, 总除尘效率大于99%, 耗水量小于每分钟20L, 工作噪声小于85d B。除尘器前后所接吸尘罩和风筒的总长度不得超过30米, 并保证运行过程中风筒断面积, 同时将进气口或者是吸尘罩, 固定在掘进机摇臂上, 随摇臂移动。除尘器安装后其倾角不得超过8°, 且须固定牢靠, 与压入式供风系统形成长压短抽通风除尘系统。除尘器的配套风机一般采用铜质的叶片, 从而避免在工作时产生摩擦火花, 在煤矿巷道中发生安全事故。电动机内在新鲜的风流中工作, 保证整体除尘系统安全运行。含尘气流首先经过引导进入除尘器, 在滤除尘段的水雾的湿润下, 粉尘颗粒在经过时, 较大颗粒被阻拦, 湿润的含尘气流继续进入脱水段, 在旋转作用下, 粉尘与空气分离, 粉尘与水形成泥浆通过污水箱排出, 净化后的空气排出到煤矿巷道中。
2 煤矿巷道掘进的防尘
2.1 掘进机作业时的防尘。
在进行矿井掘进作业时, 需要采用内外高压喷雾和除尘器系统, 有效的对掘进作业中粉尘产生进行控制。在对喷雾设备、洒水设备、捕尘设备的使用上, 需要指派专人进行管理与维护, 保证相应设备与装置的可靠工作。喷雾供水装置需要保持洁净, 以免使用时发生阻塞, 保证水质保证, 加强净化能力。除尘器的使用需要严格遵守相关规定, 并且进行定期巡检与维护。
2.2 煤层注水作业的防尘。
进行对煤层注水作业时, 要注意对煤层注水设备的使用。在操作过程中, 需要对注水溶液进行严格检查, 并且对注水设备的工作情况进行严格的控制。在对煤层注水后, 要对煤层物理力学特性进行检查与测试, 保证煤层注水的效果, 提高对粉尘的控制能力。
3 结束语
在煤矿巷道掘进的生产过程中, 必须要对生产环境中的粉尘情况进行严格的控制, 保证生产环境达到相关标准。在生产过程中, 还需要注意对采掘工艺流程的改善, 并且利用合理的通风方式, 降低空气中粉尘含量, 减少粉尘的生产量。掘进过程中, 采用综合的方式进行降尘与防尘, 对于空气中的悬浮粉尘进行抑制和消除。在掘进巷道的防尘管路铺设中, 要保证防尘设备可以正常工作。对于防尘设备的使用上, 要做好科学的管理, 提高降尘效果, 改善煤矿巷道的作业环境, 为工程身体健康与安全生产作出良好的保障。
参考文献
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[2]葛志强.对煤矿采掘作业防尘措施的探讨[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) .2011 (07)
论矿巷道掘进的综合降尘与防尘 篇2
在进行煤矿作业时, 各个作业环节例如机械采掘、综合采掘、打眼放炮和装运等都会产生大量的煤尘和岩尘, 这些都可以称为粉尘。如果工人长期处于高浓度的煤尘环境当中工作, 长期吸入的粉尘就会进入肺部, 威胁到工人的身体健康。而且矿井内如果大量堆积了煤尘, 由于煤尘的可燃爆炸性, 达到一定条件时就会产生爆炸, 产生严重的影响。因此, 有效地综合降尘和防尘措施才能够避免这些事故的发生。
1 粉尘浓度过高的原因
掘进机在进行掘进的过程中产生的高浓度粉尘, 除了和掘进机的切割密度有一定联系, 还和煤层的煤质、水分及风量有很大的关系。a) 与工作地的风量大有关系。为了能够满足工作时的呼吸和设备的散热及对瓦斯的稀释作用, 作业时需要大量的风量, 这样才能增加工作时的风速。高速的风流会造成掘进机切割煤层时产生细小的颗粒, 从而产生更多的粉尘。而且风流会吸卷周围已经沉淀的煤尘, 造成二次扬尘, 导致粉尘的浓度过高[1];b) 煤质变化产生的影响。如果矿井内的煤变质程度过高, 则其挥发的程度就很高, 造成煤质发脆, 节理发育, 掘进机在进行切割时会产生较多的细小颗粒, 导致粉尘浓度大;c) 煤内部水分的多少。如果巷道中要开采煤层中的水分较少, 受到瓦斯抽放的影响, 在抽取煤层中的瓦斯时就会带走一部分水分, 使得煤层内部的水分更少, 煤质就更加干燥, 在进行掘进时就会产生更多的粉尘。
2 矿巷道掘进的综合降尘
2.1 煤层注水
煤层注水是为了让煤尘沉淀而将水溶液注入煤层内部, 使得煤层内的水分增加。通过打湿煤体的原生煤尘, 让其包裹在媒体外部的细小缝隙中。当煤体在开采中发生破裂时, 就能避免细小煤尘的飞扬。由于煤体的可注入性, 选择合适的注入方式、合理的注水量及适当的注水工具才能够有效抑制煤尘。一般情况下, 在进行现场测试时, 采用水煤层层理钻孔技术, 才能较好地控制注水。注水的压力控制在10 MPa~15MPa以内, 其中12 MPa最为适合。为了保证一定的注水面积, 可以设置两到三个注水孔, 而且钻孔的位置要在巷道的中央, 这样才能获得最大面积的注水。
2.2 喷雾洒水
喷雾洒水是指使用喷雾装置让水在空气中形成雾状, 雾状的水气就能让粉尘下沉, 或者利用水流喷洒在煤堆上和演示堆上让表面的粉尘沉积下来, 而不容易产生飞扬。为了能够高效防尘, 提高喷洒技术十分关键[2]。
在掘进过程中一般采用高压喷雾降尘技术, 高压喷雾能够提高降尘的效率, 而且操作简单, 稳定性较高。另一项喷洒技术是净化水幕, 采用专用的高压喷嘴产生雾气从而封闭媒体面积。巷道长达3 m以上的可以用多个喷嘴组成净化水幕来实现全面防尘。一般的净化水幕耗水为25 L/min, 降尘率为95%。
2.3 除尘器除尘
喷雾降尘虽然能够高效地对大部分粉尘进行封闭, 但是对飘尘的捕获能力不够理想。要想最大限度地提高捕尘能力, 除尘器的使用就显示出其优势。
除尘器由过滤除尘段、配套风机、旋流脱水段等三部分组成。其中的配套风机要采用铜质叶片, 防止产生摩擦起火。除尘器采用内置电动机, 保证电动机处于风流中, 确保其安全运行。安装除尘器是确保除尘高效进行的保障之一。除尘器一般安装在掘进机上, 也可以安装在转载器的后方, 或者吊挂在巷道的顶部。除尘器的吸尘口一般距离工作地2 m~3 m, 除尘器的吸尘罩和风筒之间的总长度要小于30 m, 而且在整个除尘器运行的过程中风筒的截面面积要大于0.19 m2。为了保证最好的除尘效果, 除尘器一般安装在掘进器的摇臂上方, 随着摇臂的移动共同作业。除尘器安装后的倾角不得小于8°, 而且要确保固定性。除尘器安装好后, 要在规范的操作下连接电源, 供水管路中的水质为了保证使用, 需要安装水质过滤器。一般情况下, 风筒距离迎头的距离稍大于风筒的有效射程时, 除尘效果最好[3]。
3 矿巷道掘进的综合除尘
3.1 综合性的防尘措施
掘进工作面防尘的工作主要是为了能够有效防止煤尘过多造成的爆炸。而煤尘发生爆炸很大的原因是由于放炮时不使用水炮泥, 违章放炮。因此进行防尘工作是为了安全操作, 对煤尘爆炸指数较高的煤层, 更是要注意在放炮时使用水炮泥。
3.2 掘进机作业时的防尘
在进行挖掘机作业时要从里到外使用高压喷雾和除尘器。所有设备需要制定专业人士管理和维护, 不是特殊情况不随意拆卸, 保证设备的完好和正常作业。整个防尘过程要注意以下两点:a) 喷雾的供水要保证持续有效, 防止喷嘴堵塞的情况出现, 综合防尘管路的压力不能低于310 MPa, 在支路上还要安装水质过滤器, 使得水质得到保证, 解决净化水幕喷嘴发生堵塞的现象;b) 除尘器的使用要严格负荷操作守则和安全规程, 并且指定专门人员进行操作。除尘器由于维修比较繁琐, 在平时使用过程中还要注意保养和检查。作业时打开在除尘器的接水处的阀门, 使得除尘器处于喷雾状态再打开电源;使用完毕后要切断电源, 再关闭除尘器接水处阀门, 使得除尘器处于停机状态;过滤网和喷嘴要定期检查和清洗, 在除尘器使用结束后需要每天检查过滤网的磨损程度, 按照不同的磨损程度进行维护和更换, 而喷嘴则是要定期清理内部杂物, 防止堵塞;污水箱要每天进行清理, 在除尘器停机状态下排出污水箱的污水, 清理残渣。
3.3 煤层注水作业时的防尘
在煤层注水作业时, 要注意注水设备的使用, 采用湿式液压钻机打眼, 减少打眼过程产生的煤尘。干式打眼则要利用使用灵活方便的干式孔口捕尘器, 确保整个过程的安全可靠, 提高捕尘效率。同时要注意严格检查注水溶液和对注水情况的控制, 完成煤层注水后, 对煤层的物理性质进行测试, 检验注水效果, 使得煤层的注水更加可靠。
4 结语
在矿巷道掘进的过程中, 需要对周围环境中的粉尘进行严格控制, 达到安全生产的标准。利用合理的方式减少空气中的粉尘含量, 采用综合的方式解决掘进中的降尘和防尘。只有这样才能显著提高防尘效果, 改善矿巷道的作业环境, 为工人的健康和生产的安全提供保障。参考文献:
参考文献
[1]姚国芳, 李勇, 王广胜, 等.煤矿巷道掘进的综合降尘与防尘[J].煤炭技术, 2009, 28 (12) :95-97.
[2]张勇, 王成文.煤矿巷道掘进的综合降尘与防尘[J].河南科技, 2013 (21) :42.
综合降尘 篇3
综合防治是当前中国煤炭企业处理巷道掘进过程中粉尘的主要方式, 在采掘前、采掘中及采掘后, 通过相关机械设备和技术将矿井中的粉尘过滤掉, 以起到清洁矿井空气的作用。这保证了井下工作人员的人身健康安全, 在很大程度上降低了煤矿企业因粉尘加快井下设备老化而在生产设备方面的投入, 减少和杜绝了粉尘引起的爆炸安全事故, 对煤矿企业的安全生产起到至关重要的作用。
1 煤矿巷道掘进过程中防尘与降尘措施的重要意义
煤矿开采是保证工业生产和居民生活水平提高的重要工作, 多年以来, 中国一直将煤炭开采作为重要的社会事业之一。目前, 中国煤炭开采行业存在产能过剩问题, 使得煤炭企业面临较大竞争压力[1], 降低生产成本, 加强煤矿企业标准化建设, 减少杜绝安全事故, 是现在煤矿企业增效的重要途径。降低煤炭开采掘进过程中巷道的粉尘既是保障煤矿开采人员身体健康的重要工作, 也是保障井下生产设备安全生产的重要措施, 很多煤炭企业都将巷道掘进过程中的防尘和降尘技术研发作为重要工作内容。煤炭开采过程中巷道的粉尘会对施工人员健康造成巨大不利影响, 无论是炮式采掘还是普通机械采掘, 包括采掘环节结束后的收集工作, 都会形成非常多的粉尘。这些粉尘是造成施工人员出现尘肺问题的重要原因, 粉尘有可能引发的爆炸问题也是威胁施工人员生命健康的重要因素。目前, 中国煤炭开采企业机械化施工程度日益提高, 粉尘数量也随之迅速提高, 因此, 煤炭企业的防尘和降尘方案制定必须随着机械化程度的提高进行必要调整。
2 煤矿巷道掘进过程中降尘与防尘技术的具体举措
2.1 煤矿巷道掘进过程中的煤层注水技术
煤层注水技术是当前中国煤矿企业避免出现大量粉尘的重要技术, 是在掘进开采前采取的主要措施, 可有效降低矿井中60%左右的煤尘量, 其原理是将水分和水分中的配料以科学的外部压力注入煤层中, 使煤层由于水分的增加而产生大量重量, 煤层由于物理环境的变化形成了较为固定的整体, 这种凝固力的提升可有效降低煤层粉尘产生率。经过压力水处理的煤层不仅能降低本身粉尘产生量, 湿润的整体也具备一定的粉尘吸收能力, 且能使水分对粉尘实施包裹, 使粉尘可在重力作用下进行降低, 这种方法能在巷道掘进过程中对整体性受到破坏的煤层实施有效防尘处理[2]。
2.2 煤矿巷道掘进过程中个体防护措施和降低尘源率的方法
通常情况下, 煤矿采掘中存在的粉尘可分为两种:呼吸性粉尘和全尘粉尘。呼吸性粉尘对井下作业工作人员的健康有着极大影响。对矿井中呼吸性粉尘进行防治, 不仅能对呼吸性粉尘的产生量进行有效控制, 且还能控制呼吸性粉尘在粉尘量中的占有比例。a) 个体防护主要以佩戴防尘口罩等措施为主, 减少因呼吸进入身体的粉尘量, 是保证身体健康的主要措施;b) 降低尘源率的方法。主要有以下几种:湿式打眼、水泡泥、水封爆破、对开采过程中使用的采煤机及掘进机等进行改进。
2.3 煤矿巷道掘进过程中的通风除尘
通风除尘措施是通过将煤矿掘进中的粉尘含量降到威胁人体健康标准的安全范围以内, 进而保证井下作业人员身体健康。在对煤矿掘进过程前, 需详细考虑煤矿风速、粉尘密度、形状、湿润度及风流方向等。通过对通风方式的选择、风机的选择, 保证掘进通风的要求。风速过小, 粉尘容易下沉, 会停留在煤矿采掘工作面中[3], 粉尘密度随之增加, 就起不到通风目的。风速过大, 虽能及时将煤矿采掘面中粉尘吹出, 但煤矿中的新粉尘容易被吹起, 只是在煤矿中形成了新旧粉尘的交替, 没有起到通风目的。通常情况下, 煤矿采掘工作面中最理想的风速是0.4 m/s~0.7 m/s, 而机械化水平较高的采掘工作面中最理想的风速是1.5m/s~2.5 m/s, 最大风速不能超过4 m/s, 是综合考虑各因素之后的最佳风速范围。
2.4 煤矿巷道掘进过程中喷雾降尘技术运用
喷雾降尘技术是具备科技含量的防尘降尘技术之一, 这项技术将喷雾装置作为施工的主要装置, 且将水资源以喷雾形式对巷道当中粉尘进行处理, 要使用喷雾装置对正在飘扬的粉尘进吸收, 且使吸收后的粉尘在重力作用下逐步下降, 喷雾装置的喷雾形式要根据粉尘状况进行调整, 如果粉尘含量较大, 可扩大喷雾频率, 必要时可将煤层表面率先实行润湿处理, 且使煤层表面粉尘可在水的作用下进行沉降。喷雾质量的提高是保证巷道粉尘能得到有效处理的关键, 要对巷道内粉尘扬起的状态进行测量, 并根据不同喷雾装置的防尘情况对煤矿巷道实施综合性防尘处理, 选取适合巷道具体状况的喷雾装置, 促进降尘效率的提高。其中工作面放炮喷雾装置的使用、转载点喷雾降尘技术及机载式喷雾降尘装置的使用最为广泛[4]。
2.5 煤矿巷道掘进过程中化学除尘的应用
湿式作业是综合性粉尘防治的关键, 但在使用湿式作业进行除尘时, 液质以清水为主, 由于清水具备很高的表面张力, 因此当微细粉尘与清水表面接触时, 粉尘被清水湿润的难度较大, 因此对呼吸性粉尘的湿润效果不明显。为提高清水对粉尘的湿润度和除尘效果, 特意在清水中添加了化学物质, 用以提高清水活性能力, 从而达到降尘效果。中国对于化学除尘技术的研究开始于20世纪70年代, 直到80年代才有较为明显的研究效果, 随着科技进步, 中国在化学抑尘剂的研究上取得了重大突破, 先后研发出了聚丙烯酸钠溶胶吸尘剂、高分子泡沫降尘剂、煤层注水用表面活性剂等, 都获得了较为明显的降尘效果, 且都要比用清水的效果好, 降尘率提高了25%~40%。
2.6 煤矿巷道掘进过程中的除尘器除尘技术
如果喷雾装置难以对矿井巷道内的粉尘进行有效去除, 施工人员就需将除尘器引进矿井施工中, 要对除尘器除尘效率进行科学分析, 并选用抽尘性能良好的装置作为矿井巷道除尘装置。除尘装置的电源供给必须得到保证, 矿井巷道内粉尘含量和粉尘浓度较大, 除尘器的循环系统必须保证能完全应对巷道内复杂环境情况, 要尽可能提高除尘器压力装置性能, 并缩短除尘器抽尘时间, 要将除尘器控制系统设置为统一管理的配套系统, 且与巷道掘进装置进行妥善搭配。目前, 中国煤炭设计院生产的KSC-250型号除尘装置应用比较广泛。要对除尘器风机同除尘器整体机身实施协调处理, 风向要尽可能避免同巷道掘进方向平行, 要保证除尘装置能同巷道内部其它除尘装置实现配合, 尤其是要避免除尘器受喷雾装置水资源的不利影响, 提高除尘器抽尘效率。要对除尘器的供电装置进行妥善保护, 要做好防水装置配置, 避免供电装置发生漏电事故, 切实保障施工人员安全。
3 结语
由于煤炭企业自身生产条件的限制, 井下粉尘危害一直没有得到很好的治理。随着科学技术不断发展, 煤炭企业采掘工作面粉尘防治技术和降尘方法也获得前所未有的进步。上述除尘方法通过实践证明对综合防尘和降尘确实起到良好效果。煤矿开采工作是保证经济可持续增长的重要工作, 对巷道内粉尘的处理是提升煤矿企业竞争力的关键。深入分析煤矿企业实施巷道降尘和防尘的具体举措, 对促进煤炭企业的长远发展, 具有十分重要的意义。
摘要：叙述了煤矿巷道掘进过程中防尘与降尘措施的重要意义, 深入分析了煤矿巷道掘进过程中所产生粉尘的防治方法, 从而为煤矿巷道掘进防尘工作提供借鉴。
关键词：煤矿,采掘工作面,掘进,综合降尘与防尘
参考文献
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[3]牛朝旭.综采工作面的粉尘分布及治理对策[J].煤炭科学技术, 2006, 34 (4) :29-30.
基于旋转水雾的降尘除尘研究 篇4
随着煤炭生产的产量不断提高和自动化水平不断加深,煤炭的开采强度和粉尘产生量相应增加,特别是粒径小于5的呼吸性粉尘大幅度增加。煤矿工作环境中的这些大量粉尘不能得到很好的控制,不仅影响矿工的身体健康,而且我国绝大部分矿井的粉尘还具有爆炸性,严重威胁着煤矿的安全生产[1]。
在除尘方面,广泛采用的水雾捕尘技术[2],也有利用风幕集尘的方法进行除尘[3]。本文将针对进行降尘除尘的旋转微细水雾的产生机理及其效果进行研究。
呼吸性粉尘具有的高分散度使其具有很强的化学活性,其较大比表面积又极大地提高了吸附能力,更容易吸附氮氧化物、一氧化碳等有害气体,吸收的一些水分在其表面形成气体表膜,从而影响水雾对呼吸性粉尘的进一步湿润。为了使粉尘吸附更多的水蒸气,可以通过增加环境中的蒸汽分压来增强粉尘的亲水能力[4]。
1 旋转水雾的降尘原理
1.1 旋转水雾的捕获粉尘原理
旋转微细水雾的粒径小,比表面积大,蒸发率高,这些优点使含尘环境中的空气湿度迅速提高,从而极大地改善粉尘的湿润性,实现对呼吸性粉尘的多途径捕集。
旋转微细水雾除尘方法及其装置可产生的微细水雾,密度大和较高的旋转喷射力,是呼吸性粉尘固定在雾化区域。旋转水雾不断地吸附粉尘,并加速水雾与粉尘的碰撞和粘连,使粉尘自身重量不断增加,从而加速粉尘坠落。用旋转喷射的水雾可对尘源及细小粉尘通道直接密封、过滤、除尘(如图1-1)。
1.集中喷射喷嘴;2.一级微细水雾旋转喷嘴;3.二级微细水雾旋转喷嘴
1.2旋转水雾的捕尘机理
微细水雾不仅蒸发和凝结,还有水蒸气浓度差异所造成的扩散现象,这些都是动力学现象。这些现象使得旋转微细水雾具有多种捕尘途径。
(1)动力学机理。在旋转微细水雾中,大粒径液滴仍是利用空气动力学机理来捕尘的,即通过粉尘粒子与液滴的惯性碰撞、拦截以及凝聚、扩散等作用实现液滴对粉尘的捕集。
(2)云物理学机理。旋转微细水雾在含尘环境中会很快蒸发,使区域环境中水汽在短时间内饱和,水汽过度饱和会使其冷凝在含尘区域环境的大粒径粉尘上,此后就是粉尘水汽混合物的凝聚和合并过程。这个过程主要是水的气液相变和水分微粒子的温度和浓度变化,加上喷射水雾流引起的空气和粉尘的混合运动,使得含粉尘粒子的水尘雾滴间相互碰撞、凝结并使重量不断增加而下沉,形成“尘雨”而下降。此外呼吸性粉尘和水汽的相互凝结混合,不仅提高了粉尘对水雾的亲和力,也增加了粉尘自身的重量,这都能促进水雾对粉尘的捕集。
(3)斯蒂芬流的运输机理
在喷雾区域中,水雾中的微小水滴在快速蒸发时,会在微小水滴周围产生气体成分的浓度梯度,形成由微小水滴逐步向外围扩展的斯蒂芬流。同时,当蒸汽凝结于某一粉尘粒上时,也会使尘液混合物附近蒸汽浓度的连续下降,形成由外围向尘液混合物核心运动的斯蒂芬流。因此,喷雾区域中的呼吸性粉尘,在斯蒂芬的输运作用下相应位移,最终黏结集附在凝结液滴上被捕获。
(4)惯性碰撞机理。由惯性碰撞公式
2 旋转水雾降尘装置结构
旋转喷雾装置的结构:旋转喷雾装置其结构由微细水雾喷嘴、高压旋转密封装置和供水管等组成。旋转密封装置的外壳与供水管相连接,喷嘴与旋转轴对称布置,喷嘴的喷射方向不仅与沿旋转轴线的对称平面成一夹角α,β (其α,β的大小可以调整),而且还与其轴线成一夹角γ(如图1-2所示),喷嘴距旋转轴心的距离为R(如图1-3所示)。
2.1 微细水雾喷嘴的受力分析及计算喷嘴直径
如图2所示,当喷嘴喷射运动时,喷射的水流对喷嘴有反作用力F。
式中:φ—流速系数;ρ—微细水雾的密度;Q—每一级喷头的流量;υ—喷头出口处的速度;c—流量系数;A—每级喷头出口面积之和 (A=ΣAi);—喷嘴的压头(m);g—重力加速度。
α,β:一、二级喷嘴与旋转轴线的对称平面成的夹角;γ:一、二级喷嘴与轴线成的夹角
1.一级微细水雾旋转喷嘴2高压旋转密封装置3高压腔体4空心管R:喷嘴距旋转轴心的距离
其大小与水压及每级喷头出口面积之和有关。力F在圆周切线方向上的分力为Fsinγ,则一级微细水雾喷嘴形成的力矩为FRsinγcosα,二级微细水雾喷嘴形成的力矩为FRsinγcosβ。一级微细水雾喷嘴、二级微细水雾喷嘴与高压旋转密封装置分别有一摩擦力f1、f2;摩擦力矩分别为f1R、f2R。当喷嘴形成的力矩大于摩擦力矩时,喷嘴就会作高速旋转运动。
粉尘与微细水雾之间的相对运动速度会相应影响捕尘效率。由碰撞惯性机理得知:相对运动速度增加,数会相应增大,除尘效率也会随之增加。所以提高微细水雾的运动速度对增加除尘效果非常有利。因此,由
式中:D—喷嘴出口直径,mm;
P—最大水压力,MPa。
可见若要减小微细水雾直径需要减小喷嘴出口直径和提高水压力。根据经验,粒径d在20～50之间的微细水雾除尘捕尘效果最好。由此可计算得喷嘴出口直径。
2.2 高压旋转密封装置
高压旋转密封装置(如图4所示)主要由轴承、密封圈、填料等组成。
1.喷嘴;2.轴承;3密封圈;4.填料;5孔板
在该密封装置中,为保证喷嘴能够自由转动,使喷嘴和轴承相连(如图4中1和2所示)。为防止高压水的溢出,在轴承两侧安有一定厚度的密封圈(如图4中3所示);在轴承的左侧(如图4中4所示)安有填料,能够起到进一步密封的作用。为保证喷嘴的压力和流量,在喷嘴和高压腔之间设有孔板(如图4中5所示),孔板的面积总和必须大于喷嘴的面积总和。
3 旋转微细水雾控尘流程
旋转微细水雾控制粉尘的过程分成三个区域:集中喷射区、控制区、临界逃逸区(如图5所示)。
集中喷射区:从喷嘴出来的微细水雾直接喷向尘源,并与粉尘充分接触,将大部分粉尘沉降下来,这个区域称为集中喷射区。
控制区:由于粉尘的扩散作用,一部分细微的呼吸性粉尘从集中喷射区扩散出来,为避免扩散出来的粉尘继续向周围扩散,通过一级喷头旋转形成的封闭微细水雾幕将扩散出来的粉尘控制在一定的区域,这一区域称为控制区。在控制区,由一级喷头喷出的微细水雾和扩散出来的粉尘继续进行充分接触,使得粉尘浓度继续下降。
临界逃逸区:虽然在控制区,从集中喷射区扩散出来的粉尘被牢牢控制住,但是还会有少量的微细粉尘逃逸出来。由二级微细水雾幕反转,使得逃逸出来的速度进一步降低,并控制在一定的区域内,该区域称为临界逃逸区。在临界逃逸区内水汽迅速饱和,过饱和水汽凝结悬浮的大量微小粉尘粒子,并开始凝聚、并合等微物理过程。
α,β:一级喷头,二级喷头分别与沿旋转轴线的对称平面成的夹角
经过这三个区的控制,粉尘将牢牢被锁定在这三个区域;粉尘很难进入到临界逃逸区之后的其他区域,这样能够保证操作人员呼吸的空气质量,大大降低了尘肺病的发病率。
4 结论
本文提出了一种利用旋转微细水雾进行除尘的理论,并对相应的装置进行了设计研究。该旋转微细水雾喷头是一种较好的控尘和除尘装置,以阻止掘进过程中产生的粉尘向外扩散。该旋转微细水雾喷头,不但能够将微细粉尘牢牢控制在一定的区域,而且还能将它沉降下来,在最大程度上减小了粉尘对人的危害。为掘进工作面粉尘治理开辟了新的技术和途径。
摘要：在煤矿生产中,各个作业地点会产生大量的粉尘,特别是微细粉尘对人体产生极大的危害。本文针对微细粉尘的特点,提出旋转微细水雾降尘处理方法,分析了其中的工作原理和捕尘机理。并对微细水雾旋转喷头进行了设计,将控尘区域划分成三块:集中喷射区、控制区、临界逃逸区。从而能够达到比较好的除尘效果。
关键词：旋转水雾,微细粉尘,控尘区域,集尘除尘
参考文献
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煤矿井下喷雾降尘机理的研究 篇5
工作面的粉尘, 是严重影响采煤工作开展的主要因素之一, 不仅会给采煤工作的安全生产带来极大的隐患, 也会使得相关工作人员在进行采煤作业时, 由于粉尘浓度较高而影响身心健康。
为了供应足够的能源维持社会的发展, 为了保证采煤工作的顺利开展, 也为采煤工作人员的身心健康, 如何减低煤矿井下的粉尘浓度, 成为一个迫切需要解决的重要问题, 而加深对于喷雾降尘机理的研究工作, 无疑是最好的解决方式之一。
本文将从分析煤矿井下粉尘产生的机理入手, 先研究常规喷雾降尘的机理和影响喷雾降尘效果的因素, 简述喷雾降尘系统的主要设施设备和参数, 并对提升喷雾降尘效果提出建议。
1 煤矿井下粉尘产生的机理分析
由于煤表面比较干燥, 细颗粒的煤炭之间的粘结力比较小, 在风吹等外力的作用下, 容易漂浮在空中, 从而形成粉尘。煤炭粉尘的影响因素较多, 煤炭的种类、含水量、颗粒大小及跌落的高度, 都会有比较大的影响, 一般情况下, 我们把煤炭粉尘产生分为两个大致的阶段:
1.1 煤炭粉尘的冲击阶段
当煤炭从高处跌落, 煤炭之间相互碰撞, 就会击碎一部分的煤炭, 成为细颗粒, 这些颗粒在煤矿井下的气流和自身湍流的作用之下, 就会慢慢漂浮在空中, 形成粉尘。
1.2 煤炭粉尘的扩散阶段
煤炭粉尘在形成之后就会开始扩散开来, 由于卷吸走了大量的空气, 导致煤炭粉尘在漂浮一段时间之后就会开始下降, 根据空气的浮力与阻力以及煤炭颗粒自身的重力大小不同, 沉降的速度也相应改变。
2 常规喷雾降尘机理研究和影响喷雾降尘效果的因素分析
2.1 常规喷雾降尘机理的研究
喷雾降尘的机理在一般情况下, 可以视为高压喷嘴喷出的液态雾粒与煤炭粉尘的固态颗粒相碰撞、结合、凝聚而发生沉降的现象, 主要可以分为三个方面:
2.1.1 凝聚作用, 即由喷嘴喷出的液压雾粒, 会与漂浮在空中的固态煤炭粉尘出现惰性凝结的现象, 从而形成湿润的尘粒, 使得自身的重力增加而沉降。
2.1.2 拦截捕尘的作用, 指的是煤炭颗粒在风等外力的作用下向水雾颗粒方向运动, 但煤炭颗粒到达水雾颗粒的时候, 就会环绕水雾颗粒运动, 而一些质量比较大的煤炭颗粒, 就会由于惯性而先行向水雾靠拢, 而其他的煤炭粉尘当于水雾颗粒的距离缩小到尘粒半径以内时, 也会使得煤炭粉尘附着在水雾颗粒上。
2.1.3 扩散捕集, 指的是一些细微煤炭粉尘, 一般是指粉尘颗粒直径小于0.5um的煤炭粉尘, 在布朗扩散作用下, 被水雾颗粒捕集而沉降。
2.2 影响喷雾降尘效果的因素分析
喷雾降尘的雾化喷嘴口径一般情况下, 是固定的, 而供水压力与喷雾降尘的喷水量有直接的关系, 从而对于水雾力度也有重要的影响作用, 根据相关的研究表明, 对于一般的喷嘴来说, 供水压力必须达到8MPa, 才能形成100um粒径的水雾, 这时, 粒径大于3um的粉尘的沉降效率高达百分之九十, 详见图1;而如果供水压力只有5MPa的话, 获得的水雾粒径为200um, 这时就算是粒径在5um以上的粉尘, 降尘率也只有百分之六十, 详见图2。
3 喷雾降尘系统的主要设施设备和参数
3.1 喷雾器
3.1.1 常用喷雾器, 包括水喷雾器和风水喷雾器两种:
(1) 水喷雾器是通过喷雾器旋流结构中高速旋转所产生的离心力, 将压力水在喷雾器的出口处碎裂开来分散成为水雾颗粒。 (2) 而风水喷雾器则是在喷雾器的出口处高速的喷射出压缩后的空气, 把压力水击碎成水雾颗粒, 一般射程能够达到十二米左右, 角度大致为十五度到二十度之间。
3.1.2 喷雾器的主要参数, 主要包含三个方面:
(1) 喷雾器的射程, 即水从喷雾器的喷口处碎裂为水雾颗粒之后直线运动的最远水平距离。 (2) 作用长度。由于水雾颗粒在喷射过程中受到重力的作用而呈现出抛物线的运动轨迹, 水雾颗粒的动能会逐渐减弱, 捕尘效果也会逐渐减弱。我们把水雾颗粒在喷雾器喷口出算起, 到水雾颗粒完成抛物线运动轨迹的最大水平距离称之为作用长度。 (3) 喷雾器的扩张角, 指的是喷雾器喷出的水雾颗粒向不同方向喷洒所形成的最大角度, 一般喷雾器的扩张角越大, 喷雾器喷洒水雾颗粒的范围也越大, 从而捕尘能力也越强。
3.2 喷嘴间距
喷嘴间距, 指的是两个喷嘴之间的距离, 一般而言, 喷嘴的间距越小, 同样水平的单位长度或单位面积所需要的喷嘴也越多从而水雾颗粒的捕尘能力也越强, 但是相应的, 工程投资也会比较大。就一般而言, 如果是实心锥形的喷雾喷嘴, 由于喷雾器的作用长度越远, 捕尘能力越低, 所以喷嘴的喷雾覆盖范围最好能够重叠三分之一到二分之一, 是一个比较合理的分布方法。
3.3 电磁阀
电磁阀, 指的是为了能够提高对于喷雾降尘系统的管理, 在喷雾系统的各主干管道安装的能够人工控制启停的装置。通过电磁阀的开关, 可以更方便的操作喷雾系统。
4 提升喷雾降尘效果的建议
随着煤矿的开采量越来越多, 煤炭粉尘也越来越多, 对于生产安全和煤炭开采工作的相关人员的身心健康的影响也越来越大, 为了降低煤矿井下的粉尘浓度, 必须提升喷雾降尘的效果, 笔者建议可以通过添加合适的湿润剂以提高喷雾降尘的效果。
根据研究表明, 在喷雾降尘系统中, 煤炭粉尘颗粒与煤炭粉尘颗粒之间、水雾颗粒与水雾颗粒之间以及煤炭粉尘颗粒与水雾颗粒之间都会在各种不同的作用力之下发生碰撞, 但是, 只有煤炭粉尘颗粒与水雾颗粒发生碰撞, 才会有明显的抑尘效果。而当煤炭粉尘颗粒与水雾颗粒发生碰撞时, 也会出现两种情况, 一种是水雾颗粒的表面张力很小, 那么碰撞之后的吸引力就会大于排斥力, 那么固态的煤炭粉尘颗粒就会被水雾颗粒所吞没, 这时, 如果水雾颗粒足够大, 那么煤炭粉尘颗粒就能够脱离空气而慢慢沉降;如果水雾颗粒小于煤炭粉尘颗粒, 那么包含该煤炭粉尘颗粒的水雾颗粒必须与其他的含尘颗粒或水雾颗粒相融合凝聚直到大于煤炭粉尘颗粒, 才能使得煤炭粉尘颗粒脱离空气而下降。而湿润剂, 又称湿展剂, 是一种能够让不溶于水或者不容易为水湿润的固体物品被水浸湿的化学药品, 它的主要作用是可以降低水的表面张力, 使得一些固体物质能够被水浸湿, 比较常用的湿润剂, 包括有洗衣粉、拉开粉、茶枯等。按照不同的离子类型, 又能够分为阳离子、阴离子、两性离子和非离子等。所以, 在煤矿井下的防尘用水中添加合适的湿润剂, 能够有效的降低水雾颗粒的表面张力, 从而大幅度提高水雾颗粒的捕尘能力, 减少防尘用水量, 也增加了附着在水雾颗粒的煤炭粉尘颗粒与喷雾嘴喷出的水雾颗粒的比表面积, 另一方面也会使得煤炭粉尘颗粒与水雾颗粒的凝聚能力大大提升, 从而使得喷雾降尘的效率大大提升。
摘要：随着我国社会主义经济的快速发展, 对于能源的需要也越来越大, 而煤矿能源目前还是我国社会使用的最主要能源之一, 所以, 这些年来, 煤矿的开采量也越来越多, 各种大功率的机械设备纷纷投入使用, 导致煤矿井下工作面的粉尘浓度也越来越高。而研究喷雾降尘机理, 是有效减少煤矿井下粉尘的重要手段, 必须引起高度重视。
关键词：煤矿,粉尘,喷雾降尘机理
参考文献
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[2]杨静, 谭允祯, 王振华等.煤尘表面特性及润湿机理的研究[J].煤炭学报, 2007, 32 (7) :737-740.
矿用自动降尘控制器的研究 篇6
近年来,随着煤矿生产工程中机械化程度的提高,巷道内空气中的粉尘含量急剧上升,不仅危害井下工人的身体健康,更大的危害是当煤尘达到一定的浓度时可能发生爆炸,所以煤尘是煤矿安全生产的重大隐患之一。因此,采用有效的降尘措施,降低井下空气中的煤尘含量是煤矿开采过程中不可缺少的重要工作之一。为此,本文设计了一种自动降尘控制器。该装置可以根据预先设置的时间完成自动开、关降尘设备来达到降尘的目的。由于煤矿的情况以及降尘的场所不同,可根据矿井需要灵活的设置开关机时间,可以进行每天0-12个开、关机时段设置。控制器另设置有红外传感器,可实时监测现场有无行人经过,如果有人经过就会自动关闭降尘设备,从而实现智能控制。通过现场测试运行,该控制器达到了预期的功能。
2 控制器结构
系统采用单片机作为核心控制部件,另外有时钟电路、键盘接口电路、flash存储器、红外传感器、液晶驱动和显示电路以及光电隔离与继电器驱动电路等。其结构框图如图1所示。
在图1中,单片机是装置的控制核心;时钟电路给单片机提供实时时间数据;键盘接口电
路完成时间设置和控制运行等;闪速存储器用来存放设置的时间数据和工作状态等;红外传感器用来探测过往行人;液晶显示器完成显示;光电隔离与驱动电路完成单片机和外围电路隔离以及继电器驱动;继电器控制降尘装置,从而实现降尘的智能化控制。
3 控制器的硬件电路设计
根据要求所设计的硬件电路原理图如图2所示。
单片机采用AT89C52。片内带有8K字节Flash闪速程序存储器,256字节内部RAM,32个I/O口,3个16位定时/计数器,一个6向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作[1]。
时钟芯片采用美国DALLAS公司的DS1302实时时钟/日历芯片。它具有年、月、日、时、分、秒等计时功能,并且具有闰年补偿功能等;和外部设备的数据交换只需3根线,即RST(复位)、I/O(数据线和SCLK(串行时钟),与外部连接简单;可以在非常低的功耗下保存数据和时钟信息,并具有掉电保护端为保持时钟运行和数据保存[1]。本装置只选用24小时格式,即按时、分、秒模式运行。
LCD液晶显示器为128*64点阵,采用图形显示和直接驱动方式,完成设置时间、实时时间和运行状态的显示等。
为方便用户修改基准时间和定时时间,设置了三个中断方式工作的按键,即移动、设置和确认键。按键输入干扰和抖动的预防是由软件完成的。用户可以通过3个按键完成基准时间校对和每天12个时段开、关机时间设置。设定的时间被存入闪速存储器24C256非易失性RAM中,供开机时进行读取,其优点是当运行中停电再次来电时,可以不用重新设定,给用户使用带来方便[2,3]。
输出采用光耦隔离和继电器控制。光耦用TLP521-1,利用它驱动三极管控制继电器动作,从而控制电动机带动水泵工作。继电器动作与否的总控制信号由89C52CPU的P2.3口线发出。当向P2.3发出低电平信号时,继电器动作,开始喷雾洒水。
红外传感器输出人体感应信号,用到的红外传感器有三根引线,分别是电源正极、负极和信号端。我们使用+5V电源对其供电。红外传感器装在矿下降尘装置的两侧5米,其可以监测的范围是5-10米,当人进入其监测范围内时,红外传感器信号端输出高电平使继电器断开,停止喷雾,保证行人的正常通过。
4 控制器的软件设计与调试
软件采用C51编程,模块化结构。软件模块主要包括:初始化及主程序、显示子程序、时间设置子程序、定时控制子程序和键盘中断子程序等。模块化设计便于修改、调试和移植。程序模块结构如图3所示。
在图3中,初始化模块完成对系统各端口、定时器和有关控制寄存器以及中断允许等进行初始化设置;主程序模块完成设置、显示、定时开关机;显示模块完成设置时间、实时时间和提示信息等的显示;定时控制模块是通过读取DS1302的实时时间并与预设的开、关机时间进行比较,从而实现定时开、关机;键盘中断模块完成接收用户的开关机设置时间以及自动判断时间设置正误等,并将所设置的时间存到缓存区及时间显示缓存区。红外探测模块检测巷道喷雾降尘范围内有无行人经过,有人通过,开关断开,均不喷水,无人通过,检测开关时间进行开关机。
下面以时间设置模块为例,说明子程序的编程,其流程图如图4所示。
在该子程序中,首先是读键盘,判断有无按键,有键按下,进入键入处理环节,在该环节根据按键(移动、设置和确认键)定义的不同完成开、关机时间的设置。设置时间“时”的可选范围为00-23,“分”的选择范围为00-59;当进入时间设置后,选择一对开、关机时间后则进入下一对开、关机时间设置或者退出。若设置参数非法(比如开机时间早于关机时间),警告提示重新设置。设定的时间被存入闪速存储器24C256非易失性RAM中,供开机时进行读取。
5 结束语
经过硬、软件的设计、制作与调试,本装置实现了用户的要求,现场运行效果良好。实验运行结果表明,本设计是合理的。同时,本装置也可以用到其它需要定时控制的场所。
摘要：介绍了一种以单片机为核心的自动喷雾控制器,其中定时采用可编程定时芯片DS1302,根据用户需要可以进行每天最多12个开、关机时段设置,通过LCD显示屏实现交互,输出采用继电器模式,便于驱动不同的降尘设备。软件采用模块化结构,便于编程和调试。另设置有红外传感器,可实时监测现场有无行人经过,如果有人经过就会自动关闭降尘设备,从而实现智能控制。通过现场应用,达到了预期的功能,取得了良好的效果。
关键词：降尘控制器,LCD显示,AT89C52,红外传感器
参考文献
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[2]张晓军,罗翔等.基于时钟芯片的定时控制装置[J].数控技术,2006(1):100-101,104.
综合降尘 篇7
采煤机割煤时的尘源是煤矿井下产尘最大和最难控制的尘源之一。高压喷雾是控制采煤机粉尘污染的有效技术, 因此, 根据现有高压喷雾存在的问题, 结合三元煤矿实际而研制了一套采煤机高压喷雾高效降尘技术。
1 高压荷电喷雾降尘技术
高压喷雾不同于普通中低压喷雾主要在于喷雾压力和喷嘴结构。高压喷雾的喷雾压力一般要求大于7.2MPa。普通中低压喷嘴孔径较大 (孔径≧lmm) , 高压喷嘴孔径则比较小 (孔径≦1mm) , 高压喷头还有单孔和多孔组合喷头之分, 普通中低压喷嘴一般多为单孔。此外, 高压喷雾单位体积内的雾粒数量也远远大于中低压喷雾。
高压喷雾降尘过程, 可看作是一个液态雾粒与固态粉尘的凝结过程。高压喷雾降尘在很大程度上表现为惰性凝结、静电凝结和涡流凝结。惰性凝结的实质是水雾碰撞上粉尘并捕捉它们, 雾粒的粒径越接近粉尘的粒径, 其效果就越好。一定粒径的雾粒, 其捕捉最小粉尘的粒径是一定的。
煤矿粉尘在产生过程中, 由于摩擦破碎致使其带上不同极性和不同电量的电荷。煤矿粉尘本身带一定的油性, 加之水的表面张力的作用, 微细粉尘雾粒很难捕捉, 静电凝结就是利用特制高压喷头, 产生大量带电荷的高浓度雾粒, 利用电荷之间的库仑力来有效捕捉微细粉尘。
在使用静电凝结时, 两个带电区 (雾粒和粉尘) 的相互作用是由电荷的符号、大小及雾粒和粉尘以及它们之间的距离所决定。带不同电荷的粉尘粒比不带电荷的粉尘容易凝结。雾粒和粉尘的电荷越多, 这种凝结法的效果和高压喷雾降尘的效果就越显著, 由于煤岩在被破碎时、许多粉尘带有正电荷和负电荷, 因此也要求高压喷雾的雾粒带有不同的电荷, 才能使粉尘与雾粒较好的凝结, 取得好的降尘效果。
惰性凝结、静电凝结和涡流凝结的强度及喷雾降尘效果取决于一系列的因素。这些因素是:喷雾雾粒的运动速度及粒度, 粉尘颗粒的密度, 粉尘和雾粒的电荷的大小, 雾流 (雾粒) 的涡流强度等, 除此之外, 降尘效果在很大程度上还取决于喷雾雾流的形式和参数, 而以上因素又是由喷雾压力和喷嘴的结构等因素决定的。
2 采煤机机载高压荷电外喷雾隆尘系统
采煤机机载高压荷电喷雾降尘系统主要由采煤机机载增压泵、高效强力引射和高效雾化喷头、既具有风流控制作用又能高效降尘的采煤机外喷雾降尘系统等组成,
2.1 采煤机机载增压泵采煤机实施高压喷雾降尘技术的关键
是高压水源的供给和喷雾系统, 我们将增压泵安装在采煤机上, 低压水到采煤机后通过泵增至高压, 供给采煤机实施高压喷雾降尘, 是一种较为理想的供水方式。
机载增压泵的动力是采用采煤机左电机闲置的一端输出轴驱动泵体工作, 泵采用三柱塞曲轴柱塞泵, 被安装在采煤机中间的箱体内。其主要参数为:公称流量80L/min;公称压力12.5MPa;配备功率22kw。
2.2 高压喷头高压喷头根据其用途不同设计了两种。一种为射
程远、雾流覆盖面大的强力引射多孔喷头, 主要用于对采煤机含尘风流的控制;另一种是射程相对较近、高效雾化、高荷电率的单孔喷头, 主要用于对采煤机装煤、破碎产尘的控制。其主要技术参数为:
多孔高压喷头:
喷雾压力12.5MPa
喷雾流量13.95L/min
有效射程6.75m
条件雾化角550
荷电率86% (12.5MPa)
单孔喷头:
喷雾压力12.5 MPa
喷雾流量3.01L/min
有效射程4.25m
条件雾化角450
荷电率89.4% (12.5MPa)
2.3 采煤机高压外喷雾系统工作原理首先, 在采煤机前滚筒位
置安设了雾粒细、单位体积雾粒浓度大的单孔喷头, 将采煤机前滚筒割煤、装煤和破碎时产生的粉尘覆盖住, 使粉尘不至于太多的扩散于风流中;另外, 利用射程远、引射力强的高压多孔喷头, 将采煤机上风流来的新鲜风流在采煤机前滚筒处分成两部分, 一部分是将前滚筒扩散于风流的尘雾引射到煤壁侧;另一部分不含粉尘的新鲜风流, 则通过采煤机司机和人行道, 实现了新鲜风流与含尘风流的分离。在采煤机机身上也安设了多孔引射喷头, 使顺风流引至煤壁侧的尘雾继续沿煤壁侧流动, 而不扩散于人行道。在后滚筒同样安设了两种作用的喷头。这样由于单孔喷头能将85%左右的粉尘捕捉沉降, 加之多孔喷头引射过程中的捕捉, 能使95%一99%的粉尘得到沉降, 剩下的没有被捕捉的粉尘则被引射至煤壁, 而不对司机和人行道处造成污染。因此该系统的降尘效果是比较理想的。
3 采煤机机载高压荷电降尘技术在煤矿井下的应用效果
本项降尘技术在三元煤矿的32015综放工作面进行了应用。在采煤机用机载高压喷雾降尘系统之前, 采取的是常规的中低压内外喷雾, 一般喷雾压力在2.0一3.5MPa左右。由于机载高压喷雾系统只是针对采煤机割煤、装煤、破碎等产尘源的, 因此测尘主要针对在未采取任何措施下, 采煤机割煤时的原始产尘强度, 采取常规内外喷雾措施及机载高压喷雾降尘系统后的粉尘浓度, 然后比较其降尘率。
3.1 测点布置其测点布置和测尘方法按照原煤炭部颁布实施
的《煤矿井下各作业场所粉尘测试规范》和《粉尘浓度与分散度测定方法》执行。综放工作面采煤机降尘系统的粉尘浓度测点布置在采煤机司机及下风流10-15m人行道处。并对顺风、逆风割煤, 喷雾前后等各种情况进行总粉尘和呼吸性粉尘浓度的测定。测尘仪器用既能测全尘又能测呼吸性粉尘的AFQ一20A矿用大流量粉尘采样器进行测定。
3.2 测试结果32015综放工作面使用了高压荷电喷雾降尘系
统后, 采煤机司机处的总粉尘浓度降至19.97mg/m3 (逆风流割煤) 和19.575mg/m3顺风流割煤) , 降尘率为98.9%和95.9%;呼吸性粉尘浓度被降至5.86mg/m3 (逆风流割煤) 和5.13mg/m3 (顺风流割煤) , 降尘率为92.9%和93.2%。采煤机下风流10-15m人行道处的总粉尘被控制在27.6mg/m3 (逆风流割煤) 和25.8mg/m3 (顺风流割煤) , 降尘率分别为98.3%和97.9%;呼吸性粉尘也下降至7.65mg/m3 (逆风流割煤) 和5.86mg/m3 (顺风流割煤) , 降尘率分别为93.7%和97.4%, 取得了非常好的降尘效果。
摘要：本文对采煤机机载高压喷雾降尘系统、喷嘴在采煤机上的安装位置、喷雾参数及降尘效果等进行了系统的叙述, 并结合实例加以说明。
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