[發明專利]一種煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統及方法

在審

• 申請號: 202210229365.6
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114635734A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 于海明;葉宇希;趙俊偉;秦娜;程衛民;周剛;聶文;謝瑤
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F5/00;E21F1/18;E21F5/04;E21C35/22
• 代理公司: 青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327
• 代理人: 孟慶強

1.一種煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統，包括順次串接相連的進風巷道、綜采面巷道和回風巷道，所述綜采面巷道包括呈平行設置的采煤道和人行道，所述采煤道與所述人行道之間成排設置液壓支架，成排的所述液壓支架的下部呈平行固設電纜槽，所述采煤道內放置采煤機，其特征在于，成排的所述液壓支架上設置鎖繩組件，所述鎖繩組件的兩端對應連接鎖繩驅動設備，所述鎖繩組件上懸掛豎立于所述采煤機進風后側的調風板，還懸掛位于所述采煤道與所述人行道之間并平行于所述采煤機的阻塵簾，所述阻塵簾放置在所述液壓支架與所述電纜槽之間，所述阻塵簾的表面均勻開設若干通風孔。

2.如權利要求1所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統，其特征在于，所述鎖繩組件包括相平行設置的固定鋼絲繩和驅動鋼絲繩，所述固定鋼絲繩的兩端固定在所述液壓支架上，成排的所述液壓支架上均勻間隔固設若干支撐架，所述驅動鋼絲繩懸掛在若干所述支撐架上形成滑移連接。

3.如權利要求2所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統，其特征在于，所述鎖繩驅動設備包括放置于進風巷道中的張緊裝置、第一絞車和放置于回風巷道中的第二絞車，所述驅動鋼絲繩的一端依次通過水平轉向輪、豎直轉向輪進入所述張緊裝置，再經過所述張緊裝置由所述第一絞車卷放連接，所述驅動鋼絲繩的另一端依次通過水平轉向輪、豎直轉向輪直接由所述第二絞車卷放連接。

4.如權利要求2所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統，其特征在于，所述支撐架包括固定在所述液壓支架上的支撐柱，所述支撐柱下方設有固定軸，所述固定軸上呈轉動套接支撐滑輪，所述支撐滑輪的周壁上環設凹槽，所述驅動鋼絲繩嵌入所述凹槽內形成滾滑連接。

5.如權利要求2所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統，其特征在于，所述阻塵簾通過若干抱索器固定在所述驅動鋼絲繩上，所述阻塵簾采用柔性輕質材料制成。

6.如權利要求2所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統，其特征在于，所述調風板采用剛性輕質材料制成，所述調風板前后各設有一個滑輪臂，所述滑輪臂包括相固連的連接臂和殼體，所述連接臂與所述調風板通過螺絲固定，所述殼體內穿設固定軸，所述固定軸上呈轉動套接具有凹槽的滾動滑輪，所述滾動滑輪卡嵌在所述固定鋼絲繩上形成滾滑連接，所述調風板還通過抱索器固連所述驅動鋼絲繩。

7.如權利要求2所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統，其特征在于，所述進風巷道和所述回風巷道內均架設超前支架，所述進風巷道內的所述張緊裝置和第一絞車固裝在底座上，所述回風巷道內的第二絞車固裝在底座上，所述底座通過至少兩個連接柱與所述超前支架固連。

8.如權利要求1所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統，其特征在于，所述阻塵簾的底沿距離工作地面的高度為300～700mm；所述調風板的懸掛位置與所述采煤機的距離范圍是2500～4500mm。

9.如權利要求1所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統的阻控方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)、新鮮風流從進風巷道中進入綜采面巷道，當新鮮風流運移至調風板處受到阻擋，使新鮮風流改變運移方向，向人行道處匯聚并向下風側運移，導致采煤截割空間壓能顯著低于人行道區域，采煤截割空間內的風速顯著降低；

2)、開啟第一絞車和第二絞車，在驅動鋼絲繩的帶動下使調風板、阻塵簾與采煤機同步前行，新鮮風流在到達阻塵簾處后，部分風流向壓能低的采煤截割空間處運移；但因為阻塵簾的通風孔面積小，限制了新鮮風流向采煤截割空間運移風量，導致人行道處壓能仍高于采煤截割空間壓能，新鮮風流始終由人行道流向采煤截割空間，由此含塵風流被控制在采煤截割空間與阻塵簾之間，無法向人行道處橫向偏移，從而降低采煤機司機、移架工處人員接觸粉塵；

3)、隨著新鮮風流向下風側運移過程中，始終受到通風孔的限制，當在新鮮風流運移至阻塵簾末端時，阻塵簾兩側的壓能在允許范圍內達到平衡，從而阻塵簾兩側風流保持層流狀態向前運移，此時阻塵簾兩側風流顯著降低紊亂情況，在下風側一段區域內保持人行道較低的粉塵濃度，實現綜采作業區半封閉化粉塵阻控。

10.如權利要求9所述的煤礦作業區半封閉化粉塵阻控系統的阻控方法，其特征在于，在步驟2)進行的同時，截割粉塵被控制在液壓支架至采煤截割空間內，使得采煤機外噴霧、液壓支架噴霧與截割粉塵的接觸、碰撞幾率提升，由于采煤截割產塵區風速較低，同步降低霧場受風流的擾動影響，從而霧場覆蓋能力增強，進一步提高噴霧降塵效率，使得大量截割粉塵在此區域沉降，有效降低下風側粉塵濃度。