[發(fā)明專利]一種綜掘工作面梯級霧化分區(qū)除塵方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710830195.6
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107620607B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王和堂;周文東;王德明;秦波濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21F5/04
• 分類號: E21F5/04
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

一種綜掘工作面梯級霧化分區(qū)除塵方法，將綜掘面迎頭分為射流霧化抑塵區(qū)、空氣霧化降塵區(qū)和壓力霧屏隔塵區(qū)三個區(qū)域，通過布設(shè)負(fù)壓二次霧化抑塵裝置、空氣霧化降塵裝置和隔塵霧屏發(fā)生器實(shí)現(xiàn)三位一體分區(qū)除塵；掘進(jìn)機(jī)截割前啟動負(fù)壓霧化二次抑塵裝置，高速霧流既可對粉塵進(jìn)行源頭潤濕、抑制和沉降，又能將截割頭周圍含塵空氣吸入集塵罩內(nèi)，二次捕獲、沉降粉塵，空氣霧化裝置向掘進(jìn)迎頭回風(fēng)側(cè)噴射，以氣相壓力提高霧化效果并削弱回風(fēng)側(cè)風(fēng)速，以防影響后部隔塵霧屏形態(tài)，隔塵霧屏向掘進(jìn)面迎頭方向傾斜噴射，抵抗工作面壓入式供風(fēng)的影響，提升對粉塵的截留幾率和阻隔沉降效果。本發(fā)明為綜掘面粉塵高效率、低成本治理提供了新方法，具有廣泛的適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種掘進(jìn)工作面除塵方法，尤其是一種綜掘工作面梯級霧化分區(qū)除塵方法。

背景技術(shù)

綜掘工作面是煤礦井下最主要的產(chǎn)塵點(diǎn)之一。我國煤礦塵肺病患者大多數(shù)為掘進(jìn)工人，掘進(jìn)面也是煤礦井下發(fā)生煤塵爆炸次數(shù)最多的地點(diǎn)。伴隨著巷道綜掘技術(shù)的普及，掘進(jìn)機(jī)高強(qiáng)度掘進(jìn)使得產(chǎn)塵量持續(xù)上升，對工人身心健康和安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。

綜掘工作面常用的粉塵防治技術(shù)主要有掘進(jìn)機(jī)內(nèi)外噴霧降塵和除塵風(fēng)機(jī)除塵，在塵害治理中發(fā)揮了重要作用。但掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧噴嘴極易堵塞，所需水壓較大、內(nèi)部供水管路密封問題至今難以解決，使得其抑塵作用無法發(fā)揮；現(xiàn)有的外噴霧降塵方法多局限于對空氣中浮游粉塵的捕捉、沉降，且霧粒場密度低，易受壓入式風(fēng)流影響，無法準(zhǔn)確噴射至掘進(jìn)機(jī)破碎產(chǎn)塵區(qū)域，降塵效果較差。除塵風(fēng)機(jī)處理風(fēng)量有限，粉塵進(jìn)入空氣中后易隨風(fēng)流快速擴(kuò)散，使得除塵風(fēng)機(jī)吸入含塵風(fēng)流的難度加大，且其采用抽出式通風(fēng)機(jī)，在高瓦斯礦井和突出礦井的應(yīng)用受到嚴(yán)重制約；此外，它占用空間大，在中小斷面巷道安裝使用受到較大的限制。綜掘工作面為受限空間，若無法抑制粉塵產(chǎn)生或在產(chǎn)生初期使其潤濕、沉降，則較高濃度的粉塵將在壓入式通風(fēng)條件下隨風(fēng)流向巷道后方不斷運(yùn)移，污染整條巷道。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種綜掘工作面梯級霧化分區(qū)除塵方法，解決了綜掘工作面粉塵濃度嚴(yán)重超標(biāo)的問題，針對呼吸性粉塵粒徑小運(yùn)移距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)提供了多重降塵措施，增強(qiáng)了治塵效果，避免了掘進(jìn)迎頭粉塵向巷道后方逸散，降低了污染范圍。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)手段：

本發(fā)明提供一種綜掘工作面梯級霧化分區(qū)除塵方法，包括將綜掘面迎頭分為射流霧化抑塵區(qū)(8)、空氣霧化降塵區(qū)(9)和壓力霧屏隔塵區(qū)(10)三個區(qū)域，并分別采用射流霧化抑塵、空氣霧化降塵和壓力霧屏隔塵的梯級霧化方法協(xié)同治理具體包括以下步驟：

a.在掘進(jìn)機(jī)截割臂(4)與掘進(jìn)機(jī)機(jī)身(5)連接處沿圓周均勻布設(shè)負(fù)壓二次霧化抑塵裝置(1)，布置空氣霧化降塵裝置(2)于回風(fēng)側(cè)的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身(5)最前部，在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)位(6)前方80-100cm的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身(5)上沿巷道斷面方向布置隔塵霧屏發(fā)生器(3)，負(fù)壓二次霧化抑塵裝置(1)和隔塵霧屏發(fā)生器(3)均以動壓水為驅(qū)動力，空氣霧化降塵裝置(2)以綜掘面靜壓水和壓風(fēng)為驅(qū)動力；

b.掘進(jìn)機(jī)即將開始截割時，啟動負(fù)壓二次霧化抑塵裝置(1)，動壓水與抑塵劑混合形成抑塵劑溶液，高速噴射至截割頭(7)周圍形成射流霧化抑塵區(qū)(8)，霧滴對掘進(jìn)機(jī)截割煤巖產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行源頭潤濕、抑制和沉降，高速霧滴流噴出后在環(huán)形集塵罩內(nèi)部形成負(fù)壓，吸入截割頭周圍含塵空氣，在環(huán)形集塵罩內(nèi)部通過霧滴與粉塵作用將其二次捕獲、沉降；

c.開啟空氣霧化降塵裝置(2)，向掘進(jìn)迎頭回風(fēng)側(cè)噴射，形成空氣霧化降塵區(qū)(9)，以氣相壓力提高霧化效果，增大霧滴密度提升對呼吸性粉塵的捕獲能力，同時削弱回風(fēng)側(cè)風(fēng)流流速，降低回風(fēng)側(cè)風(fēng)流對后部隔塵霧屏形態(tài)的影響；

d.打開隔塵霧屏發(fā)生器(3)，形成壓力霧屏隔塵區(qū)(10)，捕獲經(jīng)射流霧化抑塵區(qū)(8)、空氣霧化降塵區(qū)(9)作用后的殘留粉塵，噴射方向向掘進(jìn)工作面迎頭方向傾斜5-10°，以抵抗掘進(jìn)工作面壓入式通風(fēng)風(fēng)流對隔塵霧屏成形的影響，同時提高霧滴與粉塵的相對碰撞幾率。