[發(fā)明專利]一種綜掘面渦控-旋阻式分域通風控塵方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110306838.3
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113250729B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設計）人: 于海明;侯傳根;王玉環(huán);程衛(wèi)民;周剛;陳連軍;聶文;劉國明;楊先航
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F1/04;E21F5/00;E21F7/00
• 代理公司: 濟南知來知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 37276
• 代理人: 曹麗

1.一種分域式通風控塵系統(tǒng)，包括沿掘進巷道布置的綜掘機，特征在于，其還包括靠近迎頭布置的抽風口，抽風口與一抽風風筒相連通，抽風風筒后方的綜掘機上布置有一機載分風器，機載分風器位于掘進巷道對應側(cè)，機載分風器與掘進巷道頂板的距離大于30厘米，抽風口與機載分風器均隨綜掘機一起移動；機載分風器包括渦流出風口與旋流出風口，渦流出風口位于旋流出風口前方，渦流出風口用于呈角度向迎頭掘進方向出風，旋流出風口用于呈角度向掘進巷道頂板之后方出風；抽風口處于抽風狀態(tài)形成負壓場，渦流出風口向迎頭掘進方向出風形成渦流場，抽風口位于渦流場中心附近位置，渦流場控制迎頭產(chǎn)生的高濃度粉塵顆粒向上述負壓場移動，并由抽風口抽出，形成渦流控塵區(qū)域；旋流出風口的新鮮風流首先噴射至掘進巷道頂板區(qū)域，并在附壁效應作用下，風流依次經(jīng)過掘進巷道的頂板、側(cè)壁及底板形成與迎頭掘進方向相反的反向旋流風，使反向旋流風充滿整個巷道斷面，形成旋流阻斷區(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；

上述抽風風筒與能移動的除塵風機相連通，除塵風機處設置有一導桿支架，導桿支架上設置有導桿；抽風風筒上設置有機載分風器支架，機載分風器布置在該機載分風器支架上，機載分風器支架上設置有固定桿，固定桿上設置有固定環(huán)箍，固定環(huán)箍包繞在機載分風器對應處，該固定環(huán)箍設置有一帶開口的柱體，開口內(nèi)鉸接有水平桿，水平桿對應端能在開口內(nèi)平面擺動，水平桿的另一端鉸接在導桿的對應處，水平桿的另一端能在導桿的對應處豎直擺動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分域式通風控塵系統(tǒng)，其特征在于，上述渦流出風口內(nèi)設置有渦流出風口折流板，渦流出風口折流板與巷道橫截面的夾角α在35°～45°之間，該夾角范圍使風流經(jīng)過掘進巷道側(cè)壁反彈后形成的渦流場沿著迎頭掘進方向運移至迎頭。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分域式通風控塵系統(tǒng)，其特征在于，上述機載分風器在渦流出風口與旋流出風口之間設置有開孔的十字環(huán)形開孔擋風板,十字環(huán)形開孔擋風板的開孔面積占其圓形面積的15％～30％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分域式通風控塵系統(tǒng)，其特征在于，上述旋流出風口內(nèi)設置有旋流出風口縱向折流板與旋流出風口橫向折流板，旋流出風口縱向折流板與旋流出風口橫向折流板呈交叉布置，旋流出風口縱向折流板與掘進巷道縱截面的夾角β在65°～75°之間，該角度范圍使旋流出風口射出的新鮮風流產(chǎn)生與掘進方向相反的分速度，形成與迎頭掘進反方向運移的旋流風；旋流出風口橫向折流板與巷道縱截面的夾角γ在60°～80°之間，該角度范圍使旋流出風口射出的新鮮風流產(chǎn)生風吹至掘進巷道頂板方向的分速度，發(fā)生附壁效應；旋流出風口橫向折流板的寬度由上至下長度依次減小，旋流出風口橫向折流板末端連線與旋流出風口出風方向的夾角η在45°～55°之間，使旋流出風口出風量更均勻。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分域式通風控塵系統(tǒng)，其特征在于，上述旋流出風口位于綜掘機履帶邊緣后方。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分域式通風控塵系統(tǒng)，其特征在于，上述機載分風器通過伸縮式風筒與礦用風筒相連通，伸縮式風筒沿上述導桿方向布置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分域式通風控塵系統(tǒng)，其特征在于，上述抽風口上設置正抽風端與側(cè)抽風端，正抽風端與側(cè)抽風端均為條形孔，正抽風端朝向迎頭方向，側(cè)抽風端與正抽風端呈垂直布置。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分域式通風控塵系統(tǒng)，其特征在于，抽風口的風量與機載分風器的總風量比值在0.75～1.25。

9.一種使用如權(quán)利要求1所述分域式通風控塵系統(tǒng)的綜掘面“渦控-旋阻”式分域通風控塵方法，特征在于，其包括以下步驟：

綜掘機上的渦流出風口向迎頭掘進方向出風形成渦流場，抽風口抽風形成的負壓場，渦流場控制迎頭產(chǎn)生的高濃度粉塵顆粒向上述負壓場移動，并由抽風口抽出，形成渦流控塵區(qū)域；綜掘機上的旋流出風口的新鮮風流首先噴射至掘進巷道頂板區(qū)域，并在附壁效應作用下，風流依次經(jīng)過掘進巷道的頂板、側(cè)壁及底板形成與迎頭掘進方向相反的反向旋流風，使反向旋流風充滿整個巷道斷面，形成旋流阻斷區(qū)域；上述渦流控塵區(qū)域與旋流阻斷區(qū)域隨綜掘機一起移動。