[發(fā)明專利]綜掘面大渦集塵-旋流布風(fēng)分域系統(tǒng)及分域通風(fēng)控塵方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110306829.4
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112879068B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于海明;侯傳根;程衛(wèi)民
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F1/04;E21F5/00;E21F7/00
• 代理公司: 濟(jì)南知來知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37276
• 代理人: 曹麗

1.一種綜掘面大渦集塵-旋流布風(fēng)分域系統(tǒng)，包括沿巷道布置的綜掘機(jī)，其還包括靠近迎頭布置的抽風(fēng)口，抽風(fēng)口與一抽風(fēng)風(fēng)筒相連通，其特征在于，抽風(fēng)口后方的綜掘機(jī)上布置有一分風(fēng)器，分風(fēng)器位于巷道對應(yīng)側(cè)，抽風(fēng)口與分風(fēng)器均隨綜掘機(jī)一起移動(dòng)；分風(fēng)器包括正向出風(fēng)口與側(cè)向出風(fēng)口，正向出風(fēng)口位于側(cè)向出風(fēng)口前方，正向出風(fēng)口用于呈角度向迎頭掘進(jìn)方向出風(fēng)，側(cè)向出風(fēng)口用于呈角度向巷道頂板之后方出風(fēng)；上述分風(fēng)器包括箱體，正向出風(fēng)口位于箱體前方，正向出風(fēng)口與側(cè)向出風(fēng)口之間的箱體內(nèi)設(shè)置有風(fēng)量控制結(jié)構(gòu)，正向出風(fēng)口內(nèi)設(shè)置有正向?qū)Я靼?，該正向?qū)Я靼迮c巷道橫截面的夾角α范圍在35-45°之間，該夾角范圍使風(fēng)流經(jīng)過巷道側(cè)壁反彈后形成的渦流場沿著迎頭掘進(jìn)方向運(yùn)移至迎頭；

上述風(fēng)量控制結(jié)構(gòu)包括豎直布置的帶有夾層的風(fēng)量控制固定板，風(fēng)量控制固定板上開有均勻排列的橫向條狀孔，開孔面積占箱體橫截面積的20％-30％之間，風(fēng)量控制固定板的夾層內(nèi)設(shè)置有能滑動(dòng)的風(fēng)量控制調(diào)節(jié)板，風(fēng)量控制調(diào)節(jié)板上的開孔與風(fēng)量控制固定板的開孔相同，風(fēng)量控制調(diào)節(jié)板的開孔與風(fēng)量控制固定板的開孔重合，風(fēng)流通過；

抽風(fēng)口處于抽風(fēng)狀態(tài)形成負(fù)壓場，正向出風(fēng)口向迎頭掘進(jìn)方向出風(fēng)形成渦流場，渦流場控制迎頭產(chǎn)生的高濃度粉塵顆粒向上述負(fù)壓場移動(dòng)，并由抽風(fēng)口抽出，形成大渦集塵區(qū)域；側(cè)向出風(fēng)口的新鮮風(fēng)流首先噴射至巷道頂板區(qū)域，并在附壁效應(yīng)作用下，風(fēng)流依次經(jīng)過巷道的頂板、側(cè)壁及底板形成與迎頭掘進(jìn)方向相反的反向旋流風(fēng)，使反向旋流風(fēng)充滿整個(gè)巷道斷面，形成旋流布風(fēng)區(qū)域，為除迎頭區(qū)域外的作業(yè)區(qū)提供新鮮無污染的空氣；

上述側(cè)向出風(fēng)口設(shè)置有多個(gè)橫向?qū)Я靼迮c多個(gè)豎向?qū)Я靼澹瑱M向?qū)Я靼迮c豎向?qū)Я靼宄式徊娌贾?，豎向?qū)Я靼迮c巷道縱截面的夾角β范圍在75°-85°之間，該角度范圍使側(cè)向出風(fēng)口射出的新鮮風(fēng)流產(chǎn)生與掘進(jìn)方向相反的分速度，從而使旋流風(fēng)趨向于掘進(jìn)反方向運(yùn)移；橫向?qū)Я靼迮c水平面的夾角γ范圍在35°-45°之間，該角度范圍使側(cè)向出風(fēng)口出風(fēng)吹至巷道頂板，發(fā)生附壁效應(yīng)；每個(gè)豎向?qū)Я靼迳暇O(shè)置有分流板，分流板的高度和厚度與豎向?qū)Я靼逑嗤?，分流板一端與豎向?qū)Я靼逑噙B接；另一端設(shè)置有四分之一圓弧彎折，末端為銳角；距離風(fēng)量控制結(jié)構(gòu)最近的分流板的長度為箱體寬度的一半，剩余分流板的長度依次等距離減小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜掘面大渦集塵-旋流布風(fēng)分域系統(tǒng)，其特征在于，上述風(fēng)量控制調(diào)節(jié)板上端設(shè)置有提拉孔，風(fēng)量控制調(diào)節(jié)板的兩側(cè)分別設(shè)置有用于限位的齒條形限位口。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綜掘面大渦集塵-旋流布風(fēng)分域系統(tǒng)，其特征在于，箱體在與齒條形限位口對應(yīng)處設(shè)置有轉(zhuǎn)銷，轉(zhuǎn)銷上設(shè)置有能轉(zhuǎn)動(dòng)的限位片，限位片的一端與對應(yīng)的齒條形限位口相適配，限位片的另一端設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)把手，限位片卡入對應(yīng)的齒條形限位口時(shí)，風(fēng)量控制調(diào)節(jié)板處于固定狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綜掘面大渦集塵-旋流布風(fēng)分域系統(tǒng)，其特征在于，上述箱體在與齒條形限位口對應(yīng)處設(shè)置有伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的前端設(shè)置有驅(qū)動(dòng)齒輪，該驅(qū)動(dòng)齒輪與齒條形限位口相嚙合，隨驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)控制風(fēng)量控制調(diào)節(jié)板的位置；伺服電機(jī)配置有一控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜掘面大渦集塵-旋流布風(fēng)分域系統(tǒng)，其特征在于，上述分風(fēng)器通過伸縮式風(fēng)筒與礦用風(fēng)筒相連通；上述抽風(fēng)風(fēng)筒通過一除塵風(fēng)機(jī)相連通，巷道內(nèi)布置的破碎機(jī)上設(shè)置有導(dǎo)桿后部支架，該導(dǎo)桿后部支架上設(shè)置有一固定孔板，該固定孔板上布置有一導(dǎo)桿，該導(dǎo)桿的端部設(shè)置有防護(hù)球；側(cè)向出風(fēng)口后方的分風(fēng)器上設(shè)置有一固定架，導(dǎo)桿自導(dǎo)桿后部支架向分風(fēng)器方向延伸，導(dǎo)桿的末端通過鎖鏈連接在固定架上；伸縮式風(fēng)筒上均勻設(shè)置有多個(gè)承重環(huán)，所有承重環(huán)均串在導(dǎo)桿上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜掘面大渦集塵-旋流布風(fēng)分域系統(tǒng)，其特征在于，上述抽風(fēng)口的風(fēng)量與分風(fēng)器的總風(fēng)量比值在0.75-1.25之間。

7.一種使用如權(quán)利要求1所述綜掘面大渦集塵-旋流布風(fēng)分域系統(tǒng)的分域通風(fēng)控塵方法，其包括以下步驟：

綜掘機(jī)上的正向出風(fēng)口向迎頭掘進(jìn)方向出風(fēng)形成渦流場，抽風(fēng)口抽風(fēng)形成的負(fù)壓場，渦流場控制迎頭產(chǎn)生的高濃度粉塵顆粒向上述負(fù)壓場移動(dòng)，并由抽風(fēng)口抽出，形成大渦集塵區(qū)域；綜掘機(jī)上的側(cè)向出風(fēng)口的新鮮風(fēng)流首先噴射至巷道頂板區(qū)域，并在附壁效應(yīng)作用下，風(fēng)流依次經(jīng)過巷道的頂板、側(cè)壁及底板形成與迎頭掘進(jìn)方向相反的反向旋流風(fēng)，使反向旋流風(fēng)充滿整個(gè)巷道斷面，形成旋流布風(fēng)區(qū)域；

上述大渦集塵區(qū)域與旋流布風(fēng)區(qū)域隨綜掘機(jī)一起移動(dòng)。