自吸空气发泡的采掘工作面回风巷泡沫除尘装置及方法

1.本公开属于除尘技术领域，具体涉及自吸空气发泡的采掘工作面回风巷泡沫除尘装置及方法。


背景技术：

2.煤矿井下采煤工作面和掘进工作面在作业过程中会产生高浓度粉尘，这些粉尘不仅影响煤矿的安全生产，同时也危害采掘工作面作业人员的职业健康。采用水雾除尘方式进行除尘，主要通过在迎头喷射一定量的水雾，通过水雾覆盖粉尘，形成全断面喷雾，这种方式不但耗水量大，也使得掘进工作面能见度低，极易造成水污染，且该方式除尘效率较低。
3.通过泡沫除尘方式进行除尘，泡沫相较于水雾，泡沫的表面积大，与粉尘的接触概率高，目前泡沫除尘方式也是掘进工作面的主要除尘方式之一，主要是通过在掘进工作面迎头喷射一定量的泡沫，通过泡沫覆盖作用，抑制粉尘的飞扬，而且大多数用于掘进工作面的泡沫降尘装置多采用的是压缩空气式产泡方式，而压缩空气中含有相当数量的杂质如固体微粒等，空气压缩机内部也会不断产生磨屑、锈渣等杂质，导致产泡率低。


技术实现要素：

4.本公开的目的在于提供自吸空气发泡的采掘工作面回风巷泡沫除尘装置及方法，解决了背景技术中提到的产泡率低的问题。
5.本公开的目的可以通过以下技术方案实现：
6.自吸空气发泡的采掘工作面回风巷泡沫除尘装置，包括泡沫混合室一和泡沫混合室二，所述泡沫混合室一开设有泡沫混合液进液口，所述泡沫混合液进液口与泡沫混合液输送装置连接，所述泡沫混合室一与泡沫混合液进液口之间的连接口设置为由大到小，所述泡沫混合室一外表面安装有空气自吸泵，所述泡沫混合室一与空气自吸泵之间设置有过滤网，所述泡沫混合室一上端面与泡沫混合室二内腔连通，所述泡沫混合室一下端面与鼓风室内腔连通，所述泡沫混合室二顶部设置有泡沫输液管。
7.优选的，所述泡沫混合室二内设置有辅助混合件，所述辅助混合件设置为网孔挡板组件，所述网孔挡板组件包括网孔圆形挡板和网孔弧形挡板，所述泡沫混合室一与泡沫混合室二之间安装有网孔圆形挡板，所述泡沫混合室二内腔中部安装有网孔弧形挡板。
8.优选的，所述鼓风室内安装有风扇。
9.优选的，所述泡沫混合室二呈圆台状，所述圆台的底部与泡沫混合室一顶部固定连接，所述圆台的顶部与泡沫输液管固定连接。
10.优选的，所述除尘装置还包括捕尘网，所述捕尘网设置在除尘装置下游处。
11.优选的，所述泡沫输液管设置为透明软管。
12.优选的，所述除尘装置包括除尘系统，所述除尘系统包括混合一单元、鼓风单元和总控单元，所述混合一单元与泡沫混合室一电性连接，所述鼓风单元与鼓风室电性连接，所
述总控单元与混合一单元和鼓风单元通信连接。
13.优选的，所述泡沫混合液进液口内安装有压力表，所述压力表与总控单元通信连接，所述总控单元接收压力表的压力信号控制空气自吸泵工作。
14.根据本发明的又一个方面，本发明提供了自吸空气发泡的采掘工作面回风巷泡沫除尘方法，所述除尘装置喷出的泡沫在巷道内扬起，吸附巷道中的粉尘，通过捕尘网对泡沫进行拦截，待泡沫接触捕尘网后，泡沫破裂，受重力自然沉降，所述泡沫输液管加长设置于巷道上部和巷帮两侧。
15.本公开的有益效果：
16.1、该自吸空气发泡的采掘工作面回风巷泡沫除尘装置及方法，将泡沫混合液输送装置与泡沫混合室一连接口设置为由大到小，泡沫混合液经泡沫混合液进液口进入泡沫混合室一时，使泡沫混合室一形成负压，通过空气自吸泵自动吸入空气，在混合室内完成泡沫混合液与空气的混合，生成泡沫经风扇吹出并经过网孔圆形挡板和网孔弧形挡板打碎后沿泡沫输液管喷出吸附空气中的粉尘，泡沫输液管加长设置于巷道上部和巷帮两侧，沿泡沫输液管喷出的泡沫在充分吸附空气中粉尘后，在回风巷飘动，接触捕尘网后自动破裂，从而除去空气中的粉尘。
17.2、该自吸空气发泡的采掘工作面回风巷泡沫除尘装置及方法，通过设置过滤网对空气中的杂质进行过滤，通过设置网孔圆形挡板和网孔弧形挡板将泡沫混合室一内的大泡沫粉碎，粉碎后的泡沫更加稳定，不容易通过自身张力作用而快速破碎，提高了泡沫质量。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本公开实施例的基于自吸空气发泡加捕尘网的采掘工作面回风巷泡沫除尘装置连接示意图；
20.图2是本公开实施例的鼓风室内部结构示意图；
21.图3是本公开实施例的巷道截面泡沫输液管连接示意图。
22.图中：1、泡沫混合液进液口；2、空气自吸泵；3、压力表；4、泡沫混合室一；5、泡沫混合室二；6、网孔圆形挡板；7、网孔弧形挡板；8、鼓风室；9、过滤网；10、泡沫输液管；11、总控单元；12、泡沫混合液输送装置；13、捕尘网；14、风扇。
具体实施方式
23.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
24.自吸空气发泡的采掘工作面回风巷泡沫除尘装置，包括泡沫混合室一4和泡沫混合室二5，泡沫混合室一4开设有泡沫混合液进液口1，泡沫混合液进液口1与泡沫混合液输送装置12连接，泡沫混合室一4与泡沫混合液进液口1之间的连接口设置为由大到小，泡沫
混合室一4外表面安装有空气自吸泵2，泡沫混合室一4与空气自吸泵2之间设置有过滤网9，泡沫混合室一4上端面与泡沫混合室二5内腔连通，泡沫混合室一4下端面与鼓风室8内腔连通，泡沫混合室二5顶部设置有泡沫输液管10。在采掘工作面回风巷道中，启动泡沫混合液输送装置12将泡沫混合液经泡沫混合液进液口1进入泡沫混合室一4时经过由大到小连接口，使泡沫混合室一4内部产生负压，由空气自吸泵2自动吸入空气，在泡沫混合室一4形成泡沫空气混合液，泡沫空气混合液经鼓风室8经过泡沫混合室二5沿泡沫输液管10吹出，在空中扬起的泡沫与采掘工作面回风巷粉尘相接触，泡沫充分吸附空气中的粉尘。通过设置过滤网9对空气中的杂质进行过滤。泡沫混合液输送装置12如已知现有的ksp矿用三相泡沫发生装置。
25.泡沫混合室二5内设置有辅助混合件，辅助混合件设置为网孔挡板组件，网孔挡板组件包括网孔圆形挡板6和网孔弧形挡板7，泡沫混合室一4与泡沫混合室二5之间安装有网孔圆形挡板6，泡沫混合室二5内腔中部安装有网孔弧形挡板7。通过安装网状圆形挡板6将泡沫混合室一4内的大泡沫粉碎，使其产生的泡沫更加稳定不易破；网孔弧形挡板7弧度尽量贴合机械内表面制造，这样的设备较稳定，且密封性强。其作用与网孔圆形挡板6相同，打碎泡沫，提高泡沫质量。
26.鼓风室8内安装有风扇14。鼓风室8内设有构造相同的中型风扇14四台，设四台风扇14便于将泡沫混合室二5内的泡沫吹出。
27.泡沫混合室二5呈圆台状，圆台的底部与泡沫混合室一4顶部固定连接，圆台的顶部与泡沫输液管10固定连接。泡沫混合室二5是一个圆台形状入口大出口小的装置，其圆台的锥度为60
°
，当圆台的锥度为60
°
,该圆台母线与底面半径相等时，圆台的上下底面积比为1:4，更适宜泡沫以较大的压力进入泡沫输液管10，入口大出口小的设计可以增大泡沫出口的压力。
28.除尘装置还包括捕尘网13，捕尘网13设置在除尘装置下游处。捕尘网13设置在距离除尘装置下游处，便于空中的泡沫与粉尘充分接触，待泡沫完全吸附粉尘后，接触捕尘网13破裂，自然沉降至地面。
29.泡沫输液管10设置为的透明软管。泡沫输液管设置于巷道上部和巷帮两侧，分设于巷道内部不同的区域使得沿泡沫输液管喷出的泡沫均匀分布于巷道截面，透明软管可以更好的观察所制造出泡沫的质量，选用统一大管径便于提高泡沫出口效率。
30.除尘装置包括除尘系统，除尘系统包括混合一单元、鼓风单元和总控单元11，混合一单元与泡沫混合室一4电性连接，鼓风单元与鼓风室8电性连接，总控单元11与混合一单元和鼓风单元通信连接。
31.泡沫混合液进液口1内安装有压力表3，压力表3与总控单元11通信连接，总控单元11接收压力表3的压力信号控制空气自吸泵2工作。
32.在采掘工作面回风巷道中，掘进机开始截割煤岩作业时，针对工作面产生的粉尘，泡沫混合输送装置12输送泡沫液，泡沫混合液由泡沫混合液进液口1进入泡沫混合室一4，通过将泡沫混合液进液口1与泡沫混合室一4之间的连接口设置为由大到小，根据不可压、理想流体沿流管做定常流动时的伯努利定理——流动速度增加，流体的静压将减小；反之，流动速度减小，流体的静压将增加可知，当泡沫混合液经入口断面突然减小的断面流进泡沫混合室一4时，会在泡沫混合室一4内部产生负压，压力表3检测压力并将压力信号传送给
总控单元11，然后总控单元11控制空气自吸泵2运行自动吸入空气进入泡沫混合室一4中，使泡沫混合液内压强达到动态平衡，泡沫混合液与空气在泡沫混合室一4内进行初步混合，初步混合后，总控单元11启动风扇，由鼓风室8将完成初步混合的泡沫混合液与空气一起吹至泡沫混合室二5，泡沫混合室二5加装网孔圆形挡板6，该网状圆形挡板具有打碎泡沫的作用，打碎后的泡沫更加稳定且不易破，以保证泡沫质量，在泡沫混合室二5加装网孔弧形挡板，其作用为进一步打碎泡沫，从而产生稳定不易破符合标准的泡沫。泡沫输液管10设置于巷道上部和两侧巷帮，泡沫混合室二5内产生的泡沫经鼓风室8中的风扇吹出，沿泡沫输液管10喷出的泡沫均匀分布在巷道截面上，使泡沫与工作面中的粉尘相结合，泡沫在充分吸附空气中粉尘后，在回风巷飘动，接触捕尘网13后自动破裂，从而达到泡沫降尘的效果。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
34.以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内容。