煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置

本发明涉及综掘工作面粉尘防治，具体涉及煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置。

背景技术：

1、伴随我国经济的快速发展，煤炭开采技术也在不断进步与发展，煤炭开采技术在迅速朝着机械化、自动化、智能化方向发展。随着煤炭开采机械化水平不断提升，煤炭开采过程中的产尘量也将不断增加。综掘工作面由于产尘位置多变、技术工序繁杂等原因成为煤矿井下粉尘的主要来源之一，在巷道掘进过程中产生的粉尘，将在压风作用下扩散到整个巷道作业区域，对煤矿工人的人身健康安全造成极大的威胁。

2、目前通风除尘和喷雾降尘技术在煤矿井下应用普遍，其中外喷雾降尘技术因其适用范围广、可操作性强、成本低等优点，受到更为广泛的应用，尤其是综掘工作面，大约有80％以上的综掘机装配有外喷雾。同时外喷雾降尘技术经常与通风负压控除尘技术相结合，进行联合增效除尘。但是目前所采用的喷雾降尘技术所形成的雾场较为分散，导致其受压风侧风流扰动影响较大，从而使得雾场对截割头的包裹性较差，粉尘容易逃逸。与此同时，现有负压控除尘技术中负压口离截割头尘源较远，吸尘作用范围较小，导致控除尘效率较低，很难达到理想的控除尘效果。

3、因此，研究一种雾场包裹性更好、负压吸尘效率更高的控尘装置尤其重要，可以减少截割产尘污染，有效保障井下人员身体健康。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，包括有设置于综掘机上的抽风筒，还包括有以环形风筒的方式外套在综掘机的截割臂上的负压抽尘套筒，抽风筒内引出负压导管与负压抽尘套筒相连；

3、还包括有以环形形状固定在负压抽尘套筒外圈的喷雾装置，喷雾装置上呈环状形式排布有数个扇形喷嘴，所有扇形喷嘴的喷嘴出口导流体均朝向喷雾装置的内侧，以使扇形喷嘴所形成的内侧雾场均朝向截割头中心对其形成包裹。

4、优选的，负压导管末端还设置有导流风机。

5、优选的，喷雾装置通过外接水管与供水系统相连，外接水管中安装有电磁阀装置和增压泵。

6、优选的，负压抽尘套筒前端安装有折流板用以去除风流的雾气。

7、优选的，负压抽尘套筒下端设置有堆积槽底板，堆积槽底板与负压抽尘套筒内壁配合形成堆积槽，堆积槽与负压抽尘套筒之间的夹角为α，α在45°～60°之间。

8、优选的，堆积槽底板背离折流板的一端设置有重力平衡板，重力平衡板和堆积槽底板之间通过转轴相连接。

9、优选的，抽风筒的头部安装有抽风量控制器，抽风量控制器通过调节抽风筒抽风面积控制抽风量大小。

10、优选的，抽风量控制器包括有固定在抽风筒头部的抽风筒外筒，抽风筒外筒内转动安装有内嵌筒，抽风筒外筒内侧还间隔式分布有数个定阀板，内嵌筒内侧则间隔式的固定有数个动阀板，内嵌筒的圆周面上还连接有控制旋柄，控制旋柄贯穿抽风筒延伸至其外部，通过转动控制旋柄驱动内嵌筒旋转，以改变动阀板和定阀板之间的角度。

11、优选的，还包括有粉尘浓度传感器和控制器，粉尘浓度传感器的输出端与控制器输入端信号连接，控制器的输出端分别与增压泵、电磁阀装置、导流风机以及抽风量控制器信号连接。

12、与现有技术相比，本发明提供了煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，具备以下有益效果：

13、本发明提出的装置可形成“强雾流”效果，雾流密度提升1-2倍，在负压作用下使喷雾场呈现出向内收缩的状态，喷雾雾滴更密集，抗风流的扰动性更好，不易被风流吹散，使得更多雾滴喷洒在截割头上，更好的包裹住截割头的尘源，增加了喷雾雾滴与粉尘颗粒的碰撞效率，减少粉尘的逸散。

14、同时自抽风筒内引出负压导管，结合内置导流风机，形成距离产尘源更近的“尘源负压场”，更有效的吸收截割头产生的粉尘，并配合抽风筒形成的“工作面负压场”产生“双负压”效果，其中“工作面负压场”负压风量为300-600m3/min，“尘源负压场”负压风量为60-100m3/min；同时，由于“强雾流”对截割头尘源包裹性更好，未完全被雾滴碰撞捕获的粉尘将在“尘源负压场”作用下被吸入到负压抽尘套筒中，提升了降尘效率。

技术特征：

1.煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，包括有设置于综掘机(1)上的抽风筒(12)，其特征在于：还包括有以环形风筒的方式外套在综掘机(1)的截割臂(202)上的负压抽尘套筒(2)，抽风筒(12)内引出负压导管(8)与负压抽尘套筒(2)相连；

2.根据权利要求1所述的煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，其特征在于：负压导管(8)末端还设置有导流风机(10)。

3.根据权利要求2所述的煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，其特征在于：外喷雾装置(3)通过外接水管(7)与供水系统相连，外接水管(7)中安装有电磁阀装置(4)和增压泵(6)。

4.根据权利要求2或3所述的煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，其特征在于：负压抽尘套筒(2)前端安装有折流板(201)用以去除风流中的雾气。

5.根据权利要求4所述的煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，其特征在于：负压抽尘套筒(2)下端设置有堆积槽底板(204)，堆积槽底板(204)与负压抽尘套筒(2)内壁配合形成堆积槽(16)，堆积槽(16)与负压抽尘套筒(2)之间的夹角为α，α在45°～60°之间。

6.根据权利要求5所述的煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，其特征在于：堆积槽底板(204)背离折流板(201)的一端设置有重力平衡板(203)，重力平衡板(203)和堆积槽底板(204)之间通过转轴(205)相连接。

7.根据权利要求2或3所述的煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，其特征在于：抽风筒(12)的头部安装有抽风量控制器(9)，抽风量控制器(9通过调节抽风筒(12)抽风面积控制抽风量大小。

8.根据权利要求7所述的煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，其特征在于：抽风量控制器(9)包括有固定在抽风筒(12)头部的抽风筒外筒(902)，抽风筒外筒(902)内安装有内嵌筒(903)，抽风筒外筒(902)内侧还间隔式分布有数个定阀板(904)，内嵌筒(903)内侧则间隔式的固定有数个动阀板(905)，内嵌筒(903)的圆周面上还连接有控制旋柄(901)，控制旋柄(901)贯穿抽风筒(12)延伸至其外部，通过转动控制旋柄(901)驱动内嵌筒(903)旋转，以改变动阀板(905)和定阀板(904)之间的角度。

9.根据权利要求8所述的煤矿截割尘强雾流-双负压控除尘装置，其特征在于：还包括有粉尘浓度传感器(15)和控制器(5)，粉尘浓度传感器(15)的输出端与控制器(5)输入端信号连接，控制器(5)的输出端分别与增压泵(6)、电磁阀装置(4)、导流风机(10)以及抽风量控制器(9)信号连接。

技术总结
本发明公开了煤矿截割尘强雾流‑双负压控除尘装置，包括有设置于综掘机上的抽风筒，还包括有以环形风筒的方式外套在综掘机的截割臂上的负压抽尘套筒，抽风筒内引出负压导管与负压抽尘套筒相连。本发明中的掘进机抽风筒接抽风风机形成“工作面负压场”，同时自抽风筒内引出负压导管与外套在截割臂上的负压抽尘套筒相连接，形成距离产尘源更近的“尘源负压场”，“尘源负压场”与“工作面负压场”之间协同形成“双负压”效果。外喷雾装置在“尘源负压场”作用下喷雾场呈现出向内收缩的状态，喷雾雾滴更密集，抗风流的扰动性更好，形成“强雾流”效果，提升了降尘效率。

技术研发人员：于海明,张新悦,谢瑶,张耀文,张相辰,陈鋆漪,綦晗,程卫民,周刚,江丙友,聂文,李旺,李旭
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：
技术公布日：2025/2/13