一种泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统及降尘方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于综掘工作面的泡沫‑水雾‑风幕三级联动降尘系统及降尘方法，在综掘机截割头对应处布置多个泡沫喷射嘴、多个大颗粒水雾喷射嘴、多个小颗粒水雾喷射嘴、多个风流喷射嘴，在综掘机截割头前方形成风幕密闭区域半径＞第二降尘区域半径＞第一降尘区域半径＞泡沫降尘区域半径的降尘区域。在综掘机截割头工作处多次剪切降尘泡沫、降尘水雾，能够无空隙的覆盖综掘机切割滚筒，使综掘机截割头的切割在泡沫体内完成，大幅度提高了降尘效率，从而在根本上阻止粉尘向外扩散，并且多次剪切降尘泡沫、降尘水雾使其充分雾化，提高了降尘泡沫、降尘水雾的捕尘能力，有效防止煤尘扩散。

A foam water mist air curtain three stage linkage dust suppression system and dust suppression method

The invention discloses a three level linkage dust suppression system and a dust falling method for a foam water mist and wind curtain in a fully mechanized face, and a plurality of foam spray nozzles, a plurality of large particle water mist jets, a plurality of small particle water mist jets and a plurality of airflow spray nozzles are arranged at the corresponding positions of the cutting head of the fully mechanized digging machine, and the radius of the air curtain closed area second > the dust falling area radius is formed in front of the cutting head of the comprehensive excavator. > the dust fall area of the first fallout area radius > the radius of foam dust fall area. In the working area of the digester cutting head, the dusting foam and dustfall water mist are repeatedly cut to cover the cutting drum of the fully mechanized digester without any gap, so that the cutting head of the digester can be completed in the foam body, thus greatly improving the dust removal efficiency, thereby fundamentally preventing the dust from spreading outwards, and repeatedly shearing the dust falling foam and the dustfall water mist to fully atomization, thereby improving the dust falling foam and dust falling. The ability of water mist to collect dust effectively prevents the diffusion of coal dust.

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统及降尘方法
本专利技术涉及综掘工作面降尘领域，尤其涉及一种用于综掘工作面的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统及降尘方法。
技术介绍
我国是一个“富煤、缺油、少气”的国家，煤炭一直是我国重要的基础能源，在国民经济发展过程中有着不可替代的重要作用。近年来，煤炭采深不断增加，机械化、自动化程度开采水平逐步提高，随之而来的矿井生产自然灾害问题也愈发突出，尤其是井下作业区粉尘危害严重威胁了矿井的安全生产和矿工身心健康。煤矿采掘作业现场高浓度粉尘的危害主要有以下三点：(1)导致煤尘爆炸事故；(2)导致长期接尘人员患尘肺病；(3)粉尘能增加机械设备的磨损，减少机械设备使用寿命，从而增加煤炭生产成本。目前，国内外针对高浓度粉尘问题，常用的综掘面降尘方法主要有喷雾降尘方法、通风降尘、煤层注水以及泡沫降尘等方法。这些方法虽然在目前比较常用，但是由于降尘方式单一，只能在一定程度上降低粉尘浓度，并不能够从根本上解决高浓度粉尘问题，降尘效率并没有达到理想水平，仍有改进空间。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于综掘工作面的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统及降尘方法，在综掘机截割头工作处多次剪切降尘水雾，提高降尘效率。为解决上述技术问题，本专利技术方案包括：一种用于综掘工作面的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其包括截割臂，截割臂前端设置有综掘机截割头，其中，该综掘机截割头后方的截割臂上均匀布置有多个泡沫喷射嘴，多个泡沫喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的泡沫降尘区域；多个泡沫喷射嘴后方的截割臂上均匀布置有多个大颗粒水雾喷射嘴，多个大颗粒水雾喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的第一降尘区域；多个大颗粒水雾喷射嘴后方的截割臂上均匀布置有多个小颗粒水雾喷射嘴，多个小颗粒水雾喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的第二降尘区域；截割臂后方的综掘机机身上均匀布置有多个风流喷射嘴，多个风流喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的风幕密闭区域；风幕密闭区域半径＞第二降尘区域半径＞第一降尘区域半径＞泡沫降尘区域半径。所述的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其中，上述多个泡沫喷射嘴通过第一输送管与泡沫发生装置相连通，泡沫发生装置通过第一进风支管与巷道供风管道相连通，泡沫发生装置通过第一进水支管与巷道供水管道相连通；多个大颗粒水雾喷射嘴、多个小颗粒水雾喷射嘴均与一综掘机外喷雾进水管相连通；多个风流喷射嘴均通过第二进风支管与巷道供风管道相连通。所述的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其特征在于，上述综掘机外喷雾进水管一端与巷道供风管道相连通，综掘机外喷雾进水管中部通过降尘剂输送管与一电动添加泵相连通，电动添加泵与降尘剂储液罐相连通。所述的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其特征在于，上述大颗粒水雾喷射嘴是孔径为2mm的含X形导流芯混合式喷嘴，与水平方向呈30°角进行喷雾，形成的第一降尘区域半径为0.5米，形成的水雾粒径在50-100μm之间，用于捕捉较大颗粒的粉尘，上述小颗粒水雾喷射嘴是孔径为1mm的含X形导流芯混合式喷嘴，与水平方向呈45°角进行喷雾，形成的第二降尘区域半径为1米，形成的水雾粒径在20-50μm之间，用于捕捉较小颗粒的粉尘；大颗粒水雾喷射嘴、小颗粒水雾喷射嘴的喷雾压力均为8Mpa。所述的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其特征在于，上述风流喷射嘴的风流出口呈月牙形状，风流出口宽度在6mm-20mm之间，出口风速应在10m/s-20m/s之间，风幕密闭区域半径为2米。所述的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其特征在于，上述综掘机机身上上均匀布置有五个风流喷射嘴。一种使用上述泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统的降尘方法，其包括以下步骤：随综掘机截割头工作，多个泡沫喷射嘴、多个大颗粒水雾喷射嘴、多个小颗粒水雾喷射嘴与多个风流喷射嘴同时喷射；泡沫喷射嘴喷出的降尘泡沫形成泡沫降尘区域，包裹着综掘机截割头进行降尘，多个大颗粒水雾喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的第一降尘区域，多个小颗粒水雾喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的第二降尘区域，多个风流喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的风幕密闭区域，风幕密闭区域将泡沫降尘区域、第一降尘区域与第二降尘区域封闭在综掘机截割头产尘区域。所述的降尘方法，其中，上述降尘方法还包括以下步骤：随综掘机截割头转动，被综掘机截割头甩出的降尘泡沫依次被第一降尘区域、第二降尘区域与风幕密闭区域剪切，再次形成降尘雾团包裹在综掘机截割头前方。所述的降尘方法，其中，上述降尘方法还包括以下步骤：多个风流喷射嘴形成的气流在碰撞到煤壁时处于向综掘机截割头收拢的状态，将大颗粒水雾喷射嘴与小颗粒水雾喷射嘴喷射出的降尘水幕碰到煤壁后反弹回的水雾再次剪切雾化，形成降尘降尘雾团包裹在综掘机截割头前方。所述的降尘方法，其中，上述降尘方法还包括以下步骤：多个风流喷射嘴形成的气流在碰撞到煤壁时处于向综掘机截割头收拢的状态，将大颗粒水雾喷射嘴与小颗粒水雾喷射嘴喷射时产生外溢的水雾再次剪切雾化，形成降尘降尘雾团包裹在综掘机截割头前方。本专利技术提供了一种用于综掘工作面的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统及降尘方法，在综掘机截割头工作处自内而外形成泡沫降尘区域、第一降尘区域、第二降尘区域与风幕密闭区域，并在综掘机截割头工作处多次剪切降尘泡沫、降尘水雾，能够无空隙的覆盖综掘机切割滚筒，使综掘机截割头(切割滚筒)的切割在泡沫体内完成，大幅度提高了降尘效率，从而在根本上阻止粉尘向外扩散，二级水雾降尘可以将扩散的煤尘进一步沉降，三级风幕控尘将未沉降的煤尘有效的控制在一定范围内，并且多次剪切降尘泡沫、降尘水雾使其充分雾化，提高了降尘泡沫、降尘水雾的捕尘能力，有效防止煤尘扩散。同时，采用降尘剂添加装置向喷雾降尘用水中定量加入降尘剂，从而降低水的表面张力，提高喷雾降尘效率，由五个风流喷嘴形成风流喷射机构，五个风流喷嘴环绕综掘机截割头分布，每个风流喷嘴的风流出口呈月牙形状，从而保证五个喷嘴喷出的风流能完全包裹整个截割区域，从而起到封闭控尘的作用。而且直接使用巷道供风管道、巷道供水管道进行简易改造即可布置本专利技术泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，大幅降低了井下改造成本。附图说明图1为本专利技术中泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统的示意图；图2为本专利技术中泡沫降尘区域、第一降尘区域、第二降尘区域与风幕密闭区域的正投影示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种用于综掘工作面的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统及降尘方法统，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种用于综掘工作面的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，如图1与图2所示的，其包括截割臂，截割臂前端设置有综掘机截割头，其中，该综掘机截割头后方的截割臂上均匀布置有多个泡沫喷射嘴1，多个泡沫喷射嘴1处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的泡沫降尘区域16；多个泡沫喷射嘴1后方的截割臂上均匀布置有多个大颗粒水雾喷射嘴2，多个大颗粒水雾喷射嘴2处于喷射状态，在综掘机截割本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于综掘工作面的泡沫‑水雾‑风幕三级联动降尘系统，其包括截割臂，截割臂前端设置有综掘机截割头，其特征在于，该综掘机截割头后方的截割臂上均匀布置有多个泡沫喷射嘴，多个泡沫喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的泡沫降尘区域；多个泡沫喷射嘴后方的截割臂上均匀布置有多个大颗粒水雾喷射嘴，多个大颗粒水雾喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的第一降尘区域；多个大颗粒水雾喷射嘴后方的截割臂上均匀布置有多个小颗粒水雾喷射嘴，多个小颗粒水雾喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的第二降尘区域；截割臂后方的综掘机机身上均匀布置有多个风流喷射嘴，多个风流喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的风幕密闭区域；风幕密闭区域半径＞第二降尘区域半径＞第一降尘区域半径＞泡沫降尘区域半径。

【技术特征摘要】
1.一种用于综掘工作面的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其包括截割臂，截割臂前端设置有综掘机截割头，其特征在于，该综掘机截割头后方的截割臂上均匀布置有多个泡沫喷射嘴，多个泡沫喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的泡沫降尘区域；多个泡沫喷射嘴后方的截割臂上均匀布置有多个大颗粒水雾喷射嘴，多个大颗粒水雾喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的第一降尘区域；多个大颗粒水雾喷射嘴后方的截割臂上均匀布置有多个小颗粒水雾喷射嘴，多个小颗粒水雾喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的第二降尘区域；截割臂后方的综掘机机身上均匀布置有多个风流喷射嘴，多个风流喷射嘴处于喷射状态，在综掘机截割头前方形成罩形的风幕密闭区域；风幕密闭区域半径＞第二降尘区域半径＞第一降尘区域半径＞泡沫降尘区域半径。2.根据权利要求1所述的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其特征在于，上述多个泡沫喷射嘴通过第一输送管与泡沫发生装置相连通，泡沫发生装置通过第一进风支管与巷道供风管道相连通，泡沫发生装置通过第一进水支管与巷道供水管道相连通；多个大颗粒水雾喷射嘴、多个小颗粒水雾喷射嘴均与一综掘机外喷雾进水管相连通；多个风流喷射嘴均通过第二进风支管与巷道供风管道相连通。3.根据权利要求2所述的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其特征在于，上述综掘机外喷雾进水管一端与巷道供风管道相连通，综掘机外喷雾进水管中部通过降尘剂输送管与一电动添加泵相连通，电动添加泵与降尘剂储液罐相连通。4.根据权利要求1所述的泡沫-水雾-风幕三级联动降尘系统，其特征在于，上述大颗粒水雾喷射嘴是孔径为2mm的含X形导流芯混合式喷嘴，与水平方向呈30°角进行喷雾，形成的第一降尘区域半径为0.5米，形成的水雾粒径在50-100μm之间，用于捕捉较大颗粒的粉尘；上述小颗粒水雾喷射嘴是孔径为1mm的含X形导流芯混合式喷嘴，与水平方向呈45°角进行喷雾，形成的第二降尘区域半径为1米，形成的水雾粒径在20-50μm之间，用于捕捉较小颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：马有营，王晓旭，吴景，邢梦瑶，王凯丽，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：发明
国别省市：山东,37