一种具有侧吸功能的喷雾引射式含尘气流控制方法与装置

摘要

本发明涉及煤炭开采中的除尘领域,具体涉及了一种具有侧吸功能的喷雾引射式含尘气流控制方法与装置。本发明采用了挡尘帘对采煤机滚筒割煤产生的粉尘进行物理阻隔，还利用一组布置在与采煤机相对固定的悬臂杆上的顺风喷雾对粉尘气流进行引射，在悬臂杆下方还布置有一套侧吸装置，侧吸罩布置在粉尘集中区域。一部分含尘气流经过侧吸装置进行净化，另一部分含尘气流经过顺风喷雾和侧吸装置的共同引射，沿煤壁一侧运移，弥补了现有含尘气流控制装置受控尘长度限制造成的引射风量不足的问题，大幅降低了采煤机司机处及机身下风侧处的粉尘浓度。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿除尘领域，特别涉及一种具有侧吸功能的喷雾引射式含尘气流控制方法与装置。

背景技术

采煤机作业时上风侧滚筒割煤和垮落冲击产尘是目前综采工作面粉尘治理的重点和难点。特别是在采煤机逆风割煤过程中上风侧滚筒割顶煤导致其前方区域垮落冲击产尘非常严重，在风流的作用下会形成高浓度的含尘气流并迅速运移到摇臂位置，然后再被升起的摇臂阻挡后翻过电缆槽，最终弥漫扩散至人行道一侧，致使采煤机司机及其下风作业区域内的粉尘浓度远远超过国家相关规定，严重威胁着矿井安全生产和作业人员的身心健康。

目前针对采煤机割煤粉尘治理较为有效的措施便是含尘气流控制技术，国外如美国、澳大利亚等通过在采煤机上风端及机身上布置若干组朝向煤壁的顺风喷雾来实现对含尘气流的控制，可使采煤机司机处的粉尘浓度显著降低；国内中煤科工集团重庆研究院有限公司借鉴此项技术于2008年在阳煤集团一矿开展现场试验，并取得了80%左右的降尘效果，但并未有效地解决含尘气流控制装置的现场工艺配套问题；后中煤科工集团重庆研究院有限公司又在山西中煤华晋王家岭煤矿开展了进一步的研究，设计了一套基于挡尘帘和引射喷雾的含尘气流控制装置，可使采煤机司机处的粉尘浓度降低约80%以上，且可靠性和适用性均能满足煤矿井下恶劣的作业环境，有效地解决了含尘气流控制技术的现场工艺配套问题。但考虑到减少煤壁片帮及过端头的影响，装置的长度最远仅可延伸至上风滚筒边缘位置，造成引射风量不足，致使在工作面产尘量较大的情况下，仍有一部分粉尘能从装置的最前端弥漫出来扩散至人行道，污染了采煤机中部司机处的作业环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中喷雾引射风力不足，造成粉尘从装置的最前端弥漫出来扩散至人行道、污染了采煤机中部司机处的作业环境的问题，

提供一种具有侧吸功能的喷雾引射式含尘气流控制方法与装置，能够有效增强综采工作面的引射风力，达到有效控制含尘气流沿煤壁运移的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种具有侧吸功能的喷雾引射式含尘气流控制方法与装置，包括悬臂杆，悬臂杆固定于采煤机上风侧行走部上，还包括挡尘帘，挡尘帘悬挂在所述悬臂杆侧面，挡尘帘的作用是将割煤以及煤块垮落产生的粉尘阻挡在一个半密闭空间里。所述采用侧吸和喷雾引射的含尘气流控制方法，同时采用了以下两种方式对采煤机上风滚筒附近区域的尘气流进行引射：

方式一、采用顺风喷雾装置对采煤机上风滚筒附近区域上部的尘气流进行引射；所述顺风喷雾装置利用喷嘴喷出的高速运动水雾流，将含尘气流引射到沿煤壁一侧运移，同时喷出的水雾流能够对粉尘进行湿润沉降。

方式二、采用侧吸引射装置对采煤机上风滚筒附近区域下部的含尘气流进行抽吸式引射；所述侧吸装置将综采工作面采煤机上风侧滚筒割煤时形成的高浓度含尘气流抽吸进所述侧吸装置，然后由侧吸装置的出口喷射出来，并形成引射气流，引导含尘气流沿煤壁运移。

更进一步，在方式一中，所述顺风喷雾装置安装在所述悬臂杆上，所述顺风喷雾装置包括若干个喷嘴，所述若干个喷嘴沿所述悬臂杆轴向布置。产生的效果是：所述若干喷嘴喷出的引射水雾能够形成一道水雾墙，与所述挡尘帘一起将粉尘控制在一个半密闭空间里，另一方面，喷射出来的水雾能够将粉尘湿润并进行沉降，更重要的是，喷射出来的水雾形成引射气流，将含尘气流引射到沿煤壁一侧运移。

更进一步，在方式二中，所述侧吸喷雾装置包括侧吸罩、侧吸管和喷雾引射器，侧吸罩与侧吸管的一端相连接，喷雾引射器与侧吸管的另一端相连接。产生的效果是：侧吸罩能够更好地起到侧吸作用，侧吸管则可以延长整个侧吸喷雾装置的长度，使得喷雾引射器能够布置在采煤机机面合适位置，能很好与不同结构的采煤机进行配套。

更进一步，所述侧吸罩固定在所述悬臂杆的下方，所述侧吸罩在所述悬臂杆下方的位置能够进行调整。通过调整所述侧吸罩在所述悬臂杆下方的位置，能够使得所述侧吸罩的开口位置处于高浓度粉尘集积区域。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1本发明通过采用顺风喷雾装置对含尘气流进行引射、采用侧吸引射装置对含尘气流进行抽吸的方式，有效地弥补了现有含尘气流控制装置受控尘长度限制而造成的引射风量不足的问题，解决了采煤机上风滚筒处的粉尘扩散到人行道的问题，大幅地降低了位于人行道采煤机中部位置司机处的粉尘浓度，总粉尘降尘效率大于85%，呼吸性粉尘降尘效率大于80%。

附图说明：

图1为本发明的主视示意图

图2为本发明的俯视示意图

图3为喷雾引射器的结构示意图

图4为侧吸罩的结构示意图

图中标记：1-采煤机，2-悬臂杆，3-侧吸罩，4-侧吸管，5-喷雾引射器，

6-顺风喷雾装置，7-挡尘帘，8-滚筒，9-摇臂，10-引射喷嘴。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-2，悬臂杆2固定在采煤机1上风滚筒一侧的行走部端头，挡尘帘7悬挂在悬臂杆2上，顺风喷雾装置6安装在悬臂杆2上，顺风喷雾装置6的若干喷嘴沿悬臂杆2的轴向布置。侧吸喷雾装置包括侧吸罩3、侧吸管4和喷雾引射器5，侧吸管4为管状结构，侧吸管4的一端连接侧吸罩3，另一端连接喷雾引射器5。如图3-4所示，侧吸罩3为大开口的盘状结构，喷雾引射器5沿出口处的径向布置有引射喷嘴10，侧吸罩3布置在悬臂杆2的下方，侧吸罩3在悬臂杆2下方的具体位置可进行调整，能够使得侧吸罩3正好处于粉尘聚积区域，喷雾引射器5布置在摇臂9后方位置和采煤机司机前，以便于对含尘气流再次进行引射沿煤壁运移，减少采煤机司机处的粉尘含量。

工作时，A向为含尘气流的运移方向，采煤机上风侧的滚筒8割顶煤时，割煤产生的粉尘和煤块垮塌产生的粉尘夹杂在空气里形成含尘气流，为了防止含尘气流大量逃逸到人行道，挡尘帘7能够对部分粉尘进行物理阻隔，顺风喷雾装置6喷射出来的水雾流对含尘气流进行引射，引导含尘气流沿着滚筒8一侧的煤壁运移；另一方面，顺风喷雾装置6喷射出来的水雾流能够对含尘气流进行湿润沉降。喷雾引射器5射出的水雾流能在侧吸罩3处形成负压，在挡尘帘7和摇臂9组成的半密闭空间内聚集了大量的粉尘，这些含尘气流被抽吸进侧吸罩3，流经侧吸管4，最后由喷雾引射器5射出。当综采工作面的含尘气流沿A方向通过摇臂9，受到阻碍后部分含尘气流沿摇臂9爬升，喷雾引射器5射出的水雾流，对该部分爬升起来的粉尘进一步进行引射、沿煤壁一侧运移，同时对含尘气流进行湿润沉降、有效降低了采煤机中部司机处的粉尘浓度。