[發明專利]一種綜掘工作面噴霧降塵模擬實驗系統

在審

• 申請號: 201610163379.7
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105784399A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 王鵬飛;劉榮華;楊興發;韓石華;茍尚旭;舒威
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明屬于礦井通風領域，特別涉及一種綜掘工作面噴霧降塵模擬實驗系統。

背景技術

可持續發展戰略對煤礦作業環境及生產安全提出了更高的要求。目前，隨著煤礦機械化程度的不斷提高，大功率掘進機的廣泛采用，綜掘工作面的產塵量劇增，作業環境惡化，尤其是掘進機司機處的粉塵濃度常常嚴重超標。

目前，我國綜掘工作面通常采用噴霧降塵技術來降低綜掘工作面粉塵濃度。在實踐中，由于缺乏相關理論的指導，采用噴霧方法往往達不到預期的降塵效果。生產現場甚至會出現消耗了大量的水，粉塵的濃度依舊很高，在某些固定場所還造成大量積水，反而對生產造成不利的影響。據實測，我國煤礦的綜掘工作面噴霧降塵效率普遍較低，全塵降塵效率一般低于50%，對呼吸性粉塵的降塵效率甚至低于30%。綜掘工作面噴霧降塵效果與噴霧及通風參數密切相關，影響工作面粉塵濃度分布與噴霧降塵效果的參數包括噴霧壓力、送風速度、噴霧布置方式等。為了在實踐中合理的確定噴霧參數，需要進一步對綜掘工作面噴霧降塵開展研究。煤礦井下綜掘工作面生產現場由于受生產和地質條件的制約，很難開展各種通風與噴霧條件下的綜掘工作面粉塵濃度分布及噴霧降塵效率實測。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種綜掘工作面噴霧降塵模擬實驗系統，本發明可模擬煤礦井下綜掘工作面通風與噴霧降塵，并可對不同送風與噴霧條件下的綜掘工作面粉塵濃度分布及噴霧降塵效果進行實測，為生產現場提供一定指導。

為了解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案：包括模型巷道、模擬機身、高壓水泵、儲水箱、控制裝置、軸流風機、發塵器、噴嘴、儀器支架、風管、水管、水流量計、水壓表、旁通閥及氣體流量計；所述的模型巷道的一端為掘進端頭，并設有發塵器，模擬機身設于模型巷道內并靠近掘進端頭，噴嘴安裝于模擬機身上靠近掘進端頭，用水管將噴嘴、水流量計、水表、高壓水泵、儲水箱依次相連；模型巷道內設有風管，風管的進氣端與軸流風機相連，風管內設有氣體流量計，風管的出風口靠近掘進端頭；控制裝置通過數據線分別與高壓水泵和軸流風機相連；

上述的綜掘工作面噴霧降塵模擬實驗系統中，所述的模型巷道底部一側設有污水槽，且底板與水平面的夾角為5-10度。

上述的綜掘工作面噴霧降塵模擬實驗系統中，所述的模型巷道內沿巷道設有多個儀器支架，儀器支架上設有粉塵測定儀。

由于采用上述技術方案，本發明的有益效果是：通過建立綜掘工作面噴霧降塵模擬實驗系統，在不影響生產的情況下，對各種通風與噴霧條件下綜掘工作面粉塵濃度分布及噴霧降塵效率進行測量，測量結果能夠為實踐中合理確定噴霧參數提高指導。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

如圖1所示，本發明包括模型巷道1、模擬機身2、高壓水泵3、儲水箱4、控制裝置5、軸流風機6、發塵器7、噴嘴8、儀器支架9、污水槽10、風管11、水管12、水流量計13、水壓表14、旁通閥15及氣體流量計16。所述的模型巷道1的底部一側設有污水槽10，且底板與水平面之間的傾角為5-10度，保證排水順暢。所述的發塵器7安裝于模型巷道1的掘進端頭17，用于模擬掘進機截割頭截割產塵，發塵器7的發塵量可根據工況調節。所述的噴嘴8安裝于模擬機身2的靠掘進端頭17一側，模擬機身2布置于距掘進端頭17一定距離。所述的高壓水泵3和軸流風機6與控制裝置5相連，并通過控制裝置5對高壓水泵3的供水壓力和軸流風機6的風量進行變頻調節。

本發明的工作原理為：實驗開始前，先將噴嘴（8A、8B和8C）分別安裝于模擬機身上，并將粉塵測定儀分別安裝于儀器支架9A、9B、9C、9D、9E、9F和9G上。實驗開始時，先通過控制裝置5，啟動和調節軸流風機6，使軸流風機6的風量達到預定值，軸流風機6的送風量可通過安裝于風管11的氣體流量計16進行測量。軸流風機6的送風流經風管11輸送至模型巷道1的掘進端頭17。待風流穩定后，再通過控制裝置5啟動高壓水泵3，并將其調節至預定的噴霧壓力。高壓水泵3的供水壓力由水壓表14讀取，供水流量可由水流量計13獲得。高壓水泵3運行穩定后，觀測噴嘴霧化效果，確定無誤后，將發塵器7中裝載待測煤塵，啟動發塵器7，并調節發塵速度。發塵器7發塵穩定后，開啟儀器支架9A、9B、9C、9D、9E、9F和9G上的粉塵測定儀，使其進入測定狀態。實驗結束后，可通過粉塵測定儀的測量數據分析該通風和噴霧條件下工作面粉塵濃度分布及噴霧降塵效率。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護范圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。