[發明專利]一種綜掘面截割粉塵發生器及測試方法

有效

• 申請號: 202010437723.3
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111638076B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 于海明;楊先航;程衛民;周剛;聶文;陳連軍;劉國明;謝瑤;彭慧天;侯傳根;王玉環
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 濟南知來知識產權代理事務所(普通合伙) 37276
• 代理人: 曹麗

本發明提供了一種綜掘面截割粉塵發生器及測試方法，在模擬截割頭外表面內布置有套筒，該套筒的一端通過第一軸承布置在封閉式圓柱殼體上，另一端穿過薄圓盤，所述的另一端與薄圓盤通過第二軸承相聯接，所述的另一端通過一加固鋼架固定在上述模擬搖臂上；該套筒在朝向豎直向下方向的一側設置有若干個排塵條隙，上述另一端上布置有送塵機構。使落入套筒內的粉塵持續向套筒另一端輸送，粉塵在輸送過程經過排塵條隙時，粉塵在重力作用下均勻排出，定量落至旋轉的篩網內表面，在離心力和內部旋流作用下，粉塵透過篩網擴散到空氣中，達到持續、定量的沿截割頭外表面均勻發塵目的，以接近作業現場產塵的效果，為綜掘面綜合除塵技術研發提供基礎手段。

技術領域

本發明涉及綜掘面模擬設備，尤其涉及一種綜掘面截割粉塵發生器及測試方法。

背景技術

近年來，隨著巷道掘進技術的快速發展，機械化、自動化掘進水平迅速提高，綜合機械化掘進已廣泛應用于全國各煤礦。隨之而來的礦井生產自然災害問題也愈發突出，尤其是綜掘作業區域高濃度粉塵污染嚴重威脅了礦工職業安全健康和礦井安全高效生產。煤礦高濃度粉塵污染問題不僅會降低作業人員的勞動生產率，長期工作在粉塵污染的環境中將面臨塵肺病威脅，而且還會引發大型粉塵爆炸事故，造成重大人員傷亡和經濟損失。綜掘工作面作為主要的產塵地，在沒有采取任何防塵措施的情況下，綜掘機截割煤巖體瞬間在迎頭區域產生的總塵濃度可高達2500～3000mg/m³，即使采取控除塵措施，多數工作面的粉塵濃度在一定程度上得到降低，但人員作業區域環境依然相當惡劣，綜掘機下風側總塵和呼塵濃度可分別高達400mg/m³、250mg/m³以上，粉塵濃度已遠遠超出國家要求。

為了研究綜掘工作面粉塵擴撒規律，以及研發通風控塵、噴霧降塵、設備除塵等相關技術，通常需要綜掘面截割頭產塵模擬裝置，對截割狀態下粉塵的發射方式予以模擬，其主要滿足的特點為：沿近似圓臺形截割頭外表面的法向方向發射，發塵量較大，粉塵的發射量持續穩定等。但是目前國內常用的發塵裝置存在很多問題，主要分為以下幾種形式：

①采用氣溶膠發生器直接模擬粉塵的發生，其粉塵發射面積、發射方向與現場實際相差較大，發塵量也遠遠不足；②采用風扇揚塵或人工揚塵方式，其難以滿足持續、定量的發射粉塵，且粉塵發射方向與實際不符，風扇產生的風流與人員所占體積均對工作面風流場產生不可忽視的擾動。

因此，現有技術有待于更進一步的改進發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種綜掘面截割粉塵發生器及測試方法，以達到持續、定量的沿截割頭外表面均勻發塵的目的，接近作業現場產塵的效果。

為解決上述技術問題，本發明技術方案包括：

一種綜掘面截割粉塵發生器，其包括模擬搖臂，該模擬搖臂上設置有交流伺服電動機，該交流伺服電動機上設置有動力輸出軸，其中，該動力輸出軸上設置有封閉式圓柱殼體，該封閉式圓柱殼體上設置有剛性骨架，剛性骨架的前端設置有薄圓盤，剛性骨架與薄圓盤之間布置有篩網，封閉式圓柱殼體、剛性骨架、薄圓盤與篩網形成模擬截割頭外表面；模擬截割頭外表面內布置有套筒，該套筒的一端通過第一軸承布置在封閉式圓柱殼體上，另一端穿過薄圓盤，所述的另一端與薄圓盤通過第二軸承相聯接，所述的另一端通過一加固鋼架固定在上述模擬搖臂上；該套筒在朝向豎直向下方向的一側設置有若干個排塵條隙，上述另一端上布置有送塵機構；隨模擬截割頭外表面轉動，粉塵通過上述若干個排塵條隙持續、定量的沿模擬截割頭外表面均勻發塵。

所述的綜掘面截割粉塵發生器，其中，上述送塵機構包括送塵軸，送塵軸上設置有螺旋葉片，送塵軸沿套筒的軸向布置在套筒內，送塵軸通過第三軸承與套筒相聯接；所述的另一端上設置有送塵管，送塵管上設置有儲塵罐，送塵管內設置有轉動葉輪，該轉動葉輪的轉軸從送塵管一側穿出，該轉軸穿出的端頭上設置有從動齒輪；

所述另一端的端頭上設置有驅動電動機，送塵軸上設置有驅動齒輪，驅動電動機的動力軸與送塵軸相連接，從動齒輪與驅動齒輪相嚙合；