一種集控式大巷呼吸性粉塵的氣泡霧化降塵裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤礦巷道粉塵治理領(lǐng)域，具體涉及一種集控式大巷呼吸性粉塵的氣泡 霧化降塵裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著煤礦開采強(qiáng)度和機(jī)械化程度不斷提高，煤礦井下粉塵的產(chǎn)塵點(diǎn)和產(chǎn)塵量也在 不斷增加，細(xì)微粒徑的呼吸性粉塵（空氣動力學(xué)粒徑<7.07ym)已成為威脅礦井安全生產(chǎn) 和井下工人健康的嚴(yán)重災(zāi)害之一。人體吸入的呼吸性粉塵90%以上沉積在氣管、肺泡上，弓丨 起肺泡的沖血而導(dǎo)致塵肺病，呼吸性粉塵具有較高的爆炸危險性，并會增加瓦斯爆炸的危 險性。
[0003] 國內(nèi)外許多專家和學(xué)者針對煤礦巷道粉塵防治理論與技術(shù)進(jìn)行了大量研究。1957 年Hodkinson通過實(shí)驗(yàn)研究了呼吸性粉塵在巷道風(fēng)流中的混合。1986年Courtney等人 對呼吸性粉塵在巷道中的沉降規(guī)律進(jìn)行了研究，得出粉塵濃度沿程分布規(guī)律。Dawes.J. G、 Slack. A、Pereles. E. G、Cortney. W. G通過大量的試驗(yàn)研究了粉塵在風(fēng)流中沉降及其向地板 沉積的機(jī)理。美國試驗(yàn)研究并應(yīng)用了降低滾筒轉(zhuǎn)速、增大截深、風(fēng)簾隔離塵源、水力除塵器 和通風(fēng)除塵等多種長壁工作面粉塵控制技術(shù)。許多國家嘗試在注水過程中添加濕潤劑。20 世紀(jì)70年代，德國嘗試研究附壁風(fēng)筒配合濕式除塵器解決機(jī)掘巷道高濃度粉塵問題。潞安 礦業(yè)集團(tuán)公司還成功研制了綜掘工作面風(fēng)幕濕式離心降塵系統(tǒng)，確保了司機(jī)位到除塵風(fēng)機(jī) 出口段的巷道都是新鮮風(fēng)，有效降低了巷道的煤塵濃度，降塵效率達(dá)到90%以上。山東科技 大學(xué)與兗礦集團(tuán)、棗礦集團(tuán)等單位合作，研發(fā)了擋塵簾、空氣風(fēng)幕、新型高效SKZC型附壁風(fēng) 筒封閉式除塵系統(tǒng)以及薄煤層封閉式高分子泡沫降塵技術(shù)，巷道全塵取得了很好的降塵效 果。
[0004]目前關(guān)于煤礦綜采工作面、回風(fēng)巷空間粉塵治理的理論與技術(shù)研究較多，煤礦大 巷空間的粉塵治理研究不足。煤礦大巷粉塵濃度相對采煤工作面較低，但粉塵粒徑較細(xì)，呼 吸性粉塵占全塵質(zhì)量比例較多，延巷道方向影響空間較大，接觸影響工作人群時間較長。因 此大巷呼吸性粉塵的防治工作是煤礦生產(chǎn)亟待解決的技術(shù)難題。目前常規(guī)噴霧降塵技術(shù)對 呼吸性粉塵的凈化效率一般為20~40%，導(dǎo)致煤礦井下大巷呼吸性粉塵濃度始終處于較 高的水平，對井下工人的身體健康造成嚴(yán)重為危害。根據(jù)噴霧降塵理論，主要原因是常規(guī)噴 霧降塵工藝噴出的液滴粒徑相對較大，導(dǎo)致大顆粒液滴很難捕捉空氣中的呼吸性粉塵，降 塵效率低。
[0005] 因此，有必要設(shè)計一種大巷呼吸性粉塵的降塵裝置，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種降塵效率高，便于控制調(diào)節(jié)的集控式 大巷呼吸性粉塵的氣泡霧化降塵裝置及方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種集控式大巷呼吸性粉塵的氣泡霧化降塵裝置，包括空氣壓縮機(jī)，所述空氣壓 縮機(jī)的一側(cè)連接于進(jìn)氣管，另一側(cè)連接于儲氣罐，所述儲氣罐分別連接于儲液罐和氣側(cè)截 止閥，所述氣側(cè)截止閥與所述儲氣罐之間采用供氣管路連通，所述氣側(cè)截止閥后端依次連 接有轉(zhuǎn)子流量計、氣側(cè)針閥、氣側(cè)壓力計，所述儲液罐的一側(cè)連接于進(jìn)水管，另一側(cè)依次連 接有過濾器、柱塞栗、液側(cè)截止閥、電磁流量計、液側(cè)針閥、液側(cè)壓力計，所述液側(cè)壓力計與 所述氣側(cè)壓力計后端共同連接于氣泡霧化噴嘴，所述氣側(cè)截止閥、所述轉(zhuǎn)子流量計、所述氣 側(cè)針閥、所述氣側(cè)壓力計及所述液側(cè)截止閥、所述電磁流量計、所述液側(cè)針閥、所述液側(cè)壓 力計集中安裝于儀表控制箱。
[0009] 進(jìn)一步，所述氣泡霧化噴嘴設(shè)有多個，成并聯(lián)連接。
[0010] 進(jìn)一步，所述氣泡霧化噴嘴安裝于大巷斷面頂部的固定架上，所述氣泡霧化噴嘴 的方向可調(diào)整為垂直向下或與大巷水平面呈一定角度。
[0011] 進(jìn)一步，所述氣泡噴嘴內(nèi)部設(shè)有氣水混合腔，空氣和水進(jìn)入所述氣水混合腔內(nèi)混 合積聚，完成一次射流混合破碎，所述氣水混合腔頂部設(shè)有多個小直徑的噴孔，由所述噴孔 射出的液滴完成二次爆裂破碎，形成細(xì)水霧。
[0012] 進(jìn)一步，所述細(xì)水霧粒徑達(dá)到1-5ym，吸收大巷中粒徑小于或等于7. 07ym的呼 吸性粉塵。
[0013] 進(jìn)一步，所述儲氣罐通過三通同時連接于空氣壓縮機(jī)、所述儲液罐及所述氣側(cè)截 止閥。
[0014] 進(jìn)一步，所述過濾器具有兩層過濾網(wǎng)，分別為80目和50目的兩級不銹鋼金屬網(wǎng)。
[0015] 進(jìn)一步，所述儀表控制箱安裝于大巷斷面上，所述空氣壓縮機(jī)、所述儲液罐、所述 儲氣罐、所述過濾器及所述柱塞栗集中安裝在設(shè)備車上，所述設(shè)備車安裝于大巷斷面。
[0016] -種采用上述集控式大巷呼吸性粉塵的氣泡霧化降塵裝置的方法，包括：
[0017] 步驟一：在所述氣側(cè)截止閥與所述進(jìn)氣管均開啟的情況下，開啟所述空氣壓縮機(jī)， 所述空氣壓縮機(jī)向所述儲氣罐、所述儲液罐及所述供氣管路提供壓縮空氣，至所述氣側(cè)截 止閥，然后依次通過所述轉(zhuǎn)子流量計、所述氣側(cè)針閥及所述氣側(cè)壓力計，進(jìn)入所述氣泡霧化 噴嘴；
[0018] 步驟二：在所述液側(cè)截止閥與所述進(jìn)水管均開啟的情況下，開啟所述柱塞栗，儲水 箱內(nèi)的水在柱塞栗的負(fù)壓及空氣壓縮作用下進(jìn)入所述過濾器，再進(jìn)入所述柱塞栗，至所述 液側(cè)截止閥，然后依次通過所述電磁流量計、所述液側(cè)針閥及所述液側(cè)壓力計，進(jìn)入所述氣 泡霧化噴嘴；
[0019] 步驟三：壓縮空氣與水在所述氣泡霧化噴嘴內(nèi)混合完成一次射流破碎，再通過所 述氣泡霧化噴嘴射出，完成二次爆裂破碎，形成細(xì)微粒徑的降塵霧滴。
[0020] 進(jìn)一步，步驟一之前先將所述儀表控制箱安裝于大巷斷面，將所述氣泡霧化噴嘴 安裝于大巷斷面頂部的固定架上，同時將安裝有所述空氣壓縮機(jī)、所述儲液罐、所述儲氣 罐、所述過濾器及所述柱塞栗的設(shè)備車安裝于大巷斷面。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] 本發(fā)明在煤礦大巷上安裝集控式大巷呼吸性粉塵的氣泡霧化降塵裝置，利用空 氣、水二流體氣泡霧化原理，經(jīng)氣泡霧化噴嘴噴霧后形成大量粒徑在1-5ym的霧滴，對于 大巷中漂浮的粒徑小于或等于7. 07ym的呼吸性粉塵具有良好的碰撞效果，降塵效率高， 提高煤礦大巷空間的安全性與環(huán)境質(zhì)量；且通過在空氣、水兩路上分別安裝針閥、流量計、 壓力計實(shí)現(xiàn)鏈接自動控制噴嘴，且截止閥、針閥、流量計、壓力計均集中安裝于儀表控制箱 上，使氣泡霧化降塵裝置的中流量、壓力等參數(shù)的調(diào)整、控制更加簡捷方便。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明降塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明降塵裝置安裝于煤礦大巷的斷面示意圖；
[0025] 圖中，1 一進(jìn)氣管、2-空氣壓縮機(jī)、3-儲氣罐、4 一進(jìn)水管、5-儲液罐、6-過濾器、 7-柱塞栗、8-液側(cè)截止閥、9 一電磁流量計、10-液側(cè)針閥、11 一液側(cè)壓力計、12-氣側(cè)截 止閥、13-轉(zhuǎn)子流量計、14 一氣側(cè)針閥、15-氣側(cè)壓力計、16-氣泡霧化噴嘴、17-儀表控制 箱、18-橡膠管、19 一固定架。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明