一种掘进面模块化分风装置以及抑尘风幕形成方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种掘进面模块化分风装置以及抑尘风幕形成方法，由若干个三通式风筒依次连接代替传统压风筒和附壁风筒向掘进工作面运送新鲜风流；以及布置在巷道内的抽风筒，抽风筒的抽风端设置有抽风机；巷道内布置有所述的模块化分风装置，径向出风口、轴向出风口始终在保持着距离巷道迎头15米‑30米处形成径向旋流风与轴向旋流风形成覆盖整个巷道断面的抑尘风幕，进而形成抑尘风幕。形成的抑尘风幕能随掘进面的前进而延伸，全程一人可独立完成，每次操作时间缩短为15分钟左右，大大提高了工作效率；由于安装、拆卸零件的重量轻，高空作业危险性大大降低，工人积极性高，径向出风位置调整及时，风幕抑尘效率也有所提高。

【技术实现步骤摘要】
一种掘进面模块化分风装置以及抑尘风幕形成方法
本专利技术涉及掘进面抑尘领域，尤其涉及一种用于掘进工作面形成抑尘风幕的掘进面模块化分风装置以及抑尘风幕形成方法。
技术介绍
煤炭工业在国民经济中具有重要战略地位，煤炭能源在一次能源构成中占有较大比例。根据相关预测，今后五十年内，煤炭在我国能源构成中的主导地位仍然不会改变，仍将是国民经济中最重要的基础工业之一，具有不可替代性。随着开采深度和强度不断增加，机械化水平不断提高，掘进工作面截割产尘造成的污染问题日益严重，不仅会减少仪器设备的使用寿命、降低企业生产效率，严重影响从业人员身心健康，还可能引发煤尘爆炸事故，造成重大经济损失和人员伤亡。据实测，掘进工作面的粉尘浓度可高达3000mg/m3，无论是呼吸性粉尘还是全尘浓度均远高于国家制定的安全标准。改善掘进工作面环境，减少粉尘污染已成为煤炭高强度开采亟需解决的前沿技术和难题。目前，国内外学者在研究掘进面抑尘风幕方面累积了大量工作，其原理是在工作面附近形成一道无形的抑尘风幕，将高浓度粉尘抑制在迎头附近，再利用风机将粉尘抽出净化处理，降尘效果较好。当前掘进面一般使用附壁风筒作为抑尘风幕发生装置，但其具有重量较大、体积大、操作不便等缺点，通常需要两人以上同时操控，井下工人排斥现象十分严重。因此，现有技术有待于更进一步的发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种掘进面模块化分风装置以及抑尘风幕形成方法，能随掘进面的前进而延长，使安装、拆卸的零件轻量化，降低高空作业危险性，提高抑尘效率。为解决上述技术问题，本专利技术方案包括：一种用于掘进工作面形成抑尘风幕的掘进面模块化分风装置，其包括若干个三通式风筒，其中，由若干个三通式风筒依次连接代替传统压风筒和附壁风筒向掘进工作面运送新鲜风流；该三通式风筒包括风筒主体，风筒主体一端的开口兼作轴向出风口，另一端的开口兼作连接通风口；风筒主体靠近兼作轴向出风口的一端上设置有径向出风口；相邻两个风筒主体之间通过钢圈相互嵌套对接构成，在距离巷道迎头15米-30米处之风筒主体的径向出风口处于开放状态，剩余风筒主体上的径向出风口上均配置有径向出风口密封盖；处于开放状态的轴向出风口上设置有轴向出风盖，处于开放状态径向出风口上设置有径向出风盖；运送到掘进工作面的新鲜气流自径向出风口吹出形成径向旋流风，运送到掘进工作面的新鲜气流自轴向出风口吹出形成轴向旋流风，径向旋流风与轴向旋流风形成覆盖整个巷道断面的抑尘风幕；随着掘进面的往前掘进，增加对应的三通式风筒，始终保持着距离巷道迎头15米-30米处的径向出风口处于开放状态、近迎头的轴向出风口配置有轴向出风盖以及剩余风筒主体上的径向出风口上均配置有径向出风口密封盖的状态。所述的掘进面模块化分风装置，其中，上述径向出风盖包括固定叶轮，固定叶轮通过钢圈嵌套在径向出风口上，固定叶轮上设有环形刻度盘；旋转叶轮与调节旋钮焊接为一体，固定叶轮、旋转叶轮、调节旋钮均通过螺丝串接，转动调节旋钮可带动旋转叶轮转动，螺丝与固定叶轮间设有弹簧垫圈。所述的掘进面模块化分风装置，其中，风筒主体悬挂于掘进工作面巷道中，径向出风口与竖直方向构成角度为α，α取值范围为55°-70°，径向出风口有效出风面积占总面积的50％-75％。所述的掘进面模块化分风装置，其中，上述轴向出风盖上均匀设置有多个出风孔，出风孔直径为3-5厘米，出风孔的有效出风面积占总面积的10％-30％。一种使用上述掘进面模块化分风装置形成抑尘风幕的方法，其包括以下步骤：正常状态下，综掘机位于掘进工作面巷道迎头处，沿着巷道方向不断向前掘进，抽风筒及抽风机随之前进；三通式风筒内流通新鲜风流，通过轴向出风盖向迎头持续供风，此时径向出风口处安设的径向出风盖与巷道迎头的距离保持在15米-30米，其余的径向出风口均套上径向出口密封盖，可使部分新鲜风流由轴向出风口吹向迎头，其余大部分通过径向出风盖径向吹出，以实现新鲜风流分风，在巷道内产生覆盖整个断面的径向旋流风，以阻止截割产生的粉尘向巷道后方扩散，形成有效的抑尘风幕。所述的方法，其中，上述步骤还包括：随着综掘机向前掘进，径向出风盖与迎头的距离大于30米时：将原来的轴向出风盖取下，在近迎头端增设三通式风筒，将取下的轴向出风盖固定在增设的三通式风筒的轴向出风口；将原来的径向出风盖取下并更换为径向出风口密封盖，将取下的径向出风盖固定在增设的三通式风筒的径向出风口；对换完成后，增强抑尘风幕效果，如此循环，使径向出风盖与巷道迎头的距离始终保持在15米-30米之间，直至掘进结束。本专利技术提供了一种掘进面模块化分风装置以及抑尘风幕形成方法，采用本专利技术的三通式风筒替代传统压风筒和附壁风筒向掘进工作面运送新鲜风流，通过更换轴向出风盖调节轴向风量大小，径向出口密封盖可密封三通式风筒的径向出风口，径向出风盖利用旋转叶轮改变径向总出风面积，控制径向出风口有效出风面积占总面积的50％～75％，使径向出风与巷道迎头距离始终保持在为15米～30米之间，本专利技术形成的抑尘风幕能随掘进面的前进而延伸，实现了压风筒内风流径向和轴向分风，产生径向旋流风的同时，可在迎头附近形成抑尘风幕，本专利技术所形成的模块化分风装置调控省时省力，可操作性较强，能有效减少掘进面粉尘污染，提高操作效率。本专利技术将提供一种模块化分风装置及抑尘风幕形成方法，不仅能形成有效的抑尘风幕，还具有实施简便、省时省力、调节灵活的特点，可大大提高掘进面风幕抑尘效率，全程一人可独立完成，每次操作时间缩短为15分钟左右，大大提高了工作效率；由于安装、拆卸零件的重量轻，高空作业危险性大大降低，工人积极性高，径向出风位置调整及时，粉尘抑制效率有所提高。附图说明图1为本专利技术中三通式风筒的结构示意图；图2为本专利技术中多个三通式风筒连接的侧视示意图；图3为本专利技术中径向出风口与径向出风口密封盖的示意图；图4为本专利技术中径向出风口与径向出风盖的示意图；图5为本专利技术中径向出风盖的示意图；图6为本专利技术中径向出风盖处于空置风量状态的示意图；图7为本专利技术中径向出风盖的拆分示意图；图8为本专利技术中轴向轴向出风盖的示意图；图9为本专利技术中抑尘风幕系统的示意图；图10为本专利技术中形成抑尘风幕方法之模块化分风装置延伸的示意图；其中，1-三通式风筒；2-轴向出风盖；3-径向出风口密封盖；4-径向出风盖；5-综掘机；6-抽风筒；7-抽风机；8-掘进工作面巷道；101-风筒主体；102-径向出风口；103-钢圈；104-钢圈；201-出风孔；401-固定叶轮；402-环形刻度盘；403-旋转叶轮；404-调节旋钮；405-螺丝；406-弹簧垫圈；具体实施方式本专利技术提供了一种掘进面模块化分风装置以及抑尘风幕形成方法，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。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于掘进工作面形成抑尘风幕的掘进面模块化分风装置，其包括若干个三通式风筒，其特征在于，由若干个三通式风筒依次连接代替传统压风筒和附壁风筒向掘进工作面运送新鲜风流；该三通式风筒包括风筒主体，风筒主体一端的开口兼作轴向出风口，另一端的开口兼作连接通风口；风筒主体靠近兼作轴向出风口的一端上设置有径向出风口；相邻两个风筒主体之间通过钢圈相互嵌套对接构成，在距离巷道迎头15米-30米处之风筒主体的径向出风口处于开放状态，剩余风筒主体上的径向出风口上均配置有径向出风口密封盖；处于开放状态的轴向出风口上设置有轴向出风盖，处于开放状态径向出风口上设置有径向出风盖；运送到掘进工作面的新鲜气流自径向出风口吹出形成径向旋流风，运送到掘进工作面的新鲜气流自轴向出风口吹出形成轴向旋流风，径向旋流风与轴向旋流风形成覆盖整个巷道断面的抑尘风幕；/n随着掘进面的往前掘进，增加对应的三通式风筒，始终保持着距离巷道迎头15米-30米处的径向出风口处于开放状态、近迎头的轴向出风口配置有轴向出风盖以及剩余风筒主体上的径向出风口上均配置有径向出风口密封盖的状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于掘进工作面形成抑尘风幕的掘进面模块化分风装置，其包括若干个三通式风筒，其特征在于，由若干个三通式风筒依次连接代替传统压风筒和附壁风筒向掘进工作面运送新鲜风流；该三通式风筒包括风筒主体，风筒主体一端的开口兼作轴向出风口，另一端的开口兼作连接通风口；风筒主体靠近兼作轴向出风口的一端上设置有径向出风口；相邻两个风筒主体之间通过钢圈相互嵌套对接构成，在距离巷道迎头15米-30米处之风筒主体的径向出风口处于开放状态，剩余风筒主体上的径向出风口上均配置有径向出风口密封盖；处于开放状态的轴向出风口上设置有轴向出风盖，处于开放状态径向出风口上设置有径向出风盖；运送到掘进工作面的新鲜气流自径向出风口吹出形成径向旋流风，运送到掘进工作面的新鲜气流自轴向出风口吹出形成轴向旋流风，径向旋流风与轴向旋流风形成覆盖整个巷道断面的抑尘风幕；
随着掘进面的往前掘进，增加对应的三通式风筒，始终保持着距离巷道迎头15米-30米处的径向出风口处于开放状态、近迎头的轴向出风口配置有轴向出风盖以及剩余风筒主体上的径向出风口上均配置有径向出风口密封盖的状态。


2.根据权利要求1所述的掘进面模块化分风装置，其特征在于，上述径向出风盖包括固定叶轮，固定叶轮通过钢圈嵌套在径向出风口上，固定叶轮上设有环形刻度盘；旋转叶轮与调节旋钮焊接为一体，固定叶轮、旋转叶轮、调节旋钮均通过螺丝串接，转动调节旋钮可带动旋转叶轮转动，螺丝与固定叶轮间设有弹簧垫圈。


3.根据权利要求2所述的掘进面模块化分风装置，其特征在于，风筒主体悬挂于掘进工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海明，程卫民，杨先航，周刚，聂文，陈连军，刘国明，孙彪，谢瑶，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37