一種煤礦井下多級(jí)節(jié)能巷道清洗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦用井下巷道清洗裝置，尤其涉及一種煤礦井下多級(jí)節(jié)能巷道清洗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭開采過程中，礦井粉塵是煤礦五大災(zāi)害之一。
[0003]粉塵不但具有爆炸的潛在危險(xiǎn)，還具有減少設(shè)備使用壽命和精度、降低生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可見度，長期與塵源接觸的工作人員患職業(yè)病(如，塵肺病)的風(fēng)險(xiǎn)大幅升高等危害性。
[0004]在煤炭生產(chǎn)過程中，幾乎所有的作業(yè)均可能產(chǎn)生粉塵。特別是高產(chǎn)、高效的機(jī)械化程度較高的采掘生產(chǎn)工藝，其井下作業(yè)點(diǎn)的空氣中的粉塵始終維持在較高的濃度。
[0005]煤炭開采過程中，井下巷道是行人、車輛運(yùn)輸?shù)闹匾攸c(diǎn)，巷道環(huán)境的好壞直接影響工作人員的身體健康，在粉塵濃度高的局部地方給井下工作造成不便于施工作業(yè)困難。
[0006]為有效控制與解決煤炭開采過程中的粉塵污染問題，以有效改善井下施工作業(yè)環(huán)境，多年以來，國內(nèi)外科技工作者進(jìn)行了大量的探索與研究，提出了一系列煤礦粉塵防治理論，并進(jìn)行了大量的采掘工藝技術(shù)、通排風(fēng)設(shè)備以及除塵設(shè)備等方面改進(jìn)，在如何防塵、降塵，以及有效控塵與除塵等方面取得了較大程度上的進(jìn)步。但是，畢竟井下施工作業(yè)過程中具體工況條件惡劣、塵源點(diǎn)多面廣、粉塵產(chǎn)生的原因復(fù)雜多變，粉塵污染的問題很難實(shí)現(xiàn)完全根治，實(shí)際生產(chǎn)過程中，粉塵污染的問題依舊較為嚴(yán)重，井下施工作業(yè)環(huán)境仍然較為惡劣。
[0007]作為一種傳統(tǒng)然而十分簡便并且有效的技術(shù)手段，使用水對(duì)各塵源點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)的噴淋(噴霧或噴水)的降塵與除塵技術(shù)手段一直得到普遍的沿用?，F(xiàn)有技術(shù)中，煤礦巷道內(nèi)清洗、除塵的方法主要有如下三種:
[0008]一是，靠灑水車灑水。例如，中國專利申請(qǐng)CN204283475U公開了一種可升降沖刷滅塵裝置，其采用車載式結(jié)構(gòu)形式，具體為，將水栗、水箱安裝在礦用軌道車底盤上，水栗出口端的水管上連接若干數(shù)量的噴頭，其中水管由安裝支架支撐并具有升降功能等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了可以對(duì)巷道壁進(jìn)行沖刷除塵；以及(由于可升降、高度可調(diào)節(jié))適用于各種大小巷道(主要指巷道的高度)的沖刷除塵。
[0009]但是，這種可移動(dòng)式(車載式)巷道沖刷除塵方法適用范圍很窄，且效果也不理想。原因在于，巷道空間狹窄、底板坑洼不平，灑水車在巷道內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)困難重重，沖刷除塵存在諸多死角。更為重要的是，灑水車盛水有限，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)灑水，存在時(shí)間延遲。這種方法僅僅適用于臨時(shí)“救急”的巷道沖刷除塵。
[0010]二是，人工灑水。缺點(diǎn)是耗時(shí)費(fèi)力，效率低；灑水霧化效果差，破壞井下環(huán)境；部分回風(fēng)巷道，特別是專用回風(fēng)巷道無法進(jìn)入。從而導(dǎo)致積塵厚度最高可達(dá)十厘米，嚴(yán)重威脅礦井安全。
[0011]三是，采用定點(diǎn)噴霧方式進(jìn)行灑水，S卩，在一定距離的巷道截面設(shè)置點(diǎn)噴霧。缺點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)所有的斷面清洗；若采用自控設(shè)備進(jìn)行智能控制，每一個(gè)點(diǎn)都需要安裝電磁開關(guān)，電源線路、通訊線路繁多，在井下特定工況條件下容易出現(xiàn)故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是，提供一種安全性高、穩(wěn)定性好、可靠性有保障、除塵降塵效果好的一種煤礦井下多級(jí)節(jié)能巷道清洗裝置。
[0013]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種煤礦井下多級(jí)節(jié)能巷道清洗裝置，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)噴頭總成、針閥、供水水管、掛鉤及可調(diào)式高壓水栗；
[0014]所述供水水管沿巷道縱向布置，并貫穿整個(gè)巷道，并經(jīng)掛鉤懸掛在巷道頂板上的錨桿上，其進(jìn)口端與所述可調(diào)式高壓水栗連接；
[0015]所述針閥數(shù)量為若干，各針閥等間距相互并聯(lián)連接在所述供水水管的不同位置處；
[0016]所述旋轉(zhuǎn)噴頭總成與所述針閥的數(shù)量相等；每個(gè)旋轉(zhuǎn)噴頭總成的進(jìn)水端均分別與其對(duì)應(yīng)的針閥的出水端通過一旋轉(zhuǎn)密封套管形成可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；
[0017]每個(gè)旋轉(zhuǎn)噴頭總成的出水端均分別包括一中心噴頭和四個(gè)周邊噴頭；其中，四個(gè)周邊噴頭均布在以所述中心噴頭為圓心的一個(gè)圓周上；
[0018]所述中心噴頭的出口端配置有一圓形霧化噴嘴；
[0019]每個(gè)周邊噴頭的出口端均呈倒立的T形管結(jié)構(gòu)形式，其中，T形管的豎直段為進(jìn)水口、橫向段為出水口 ；
[0020]在上述T形管的兩個(gè)出水口分別連接有一廣角扇形霧化噴嘴和一窄角扇形霧化噴嘴；其中，窄角扇形霧化噴嘴安裝在靠近上述圓心的一側(cè)，廣角扇形霧化噴嘴安裝在窄角扇形霧化噴嘴的外側(cè)。
[0021]上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，一是，結(jié)構(gòu)簡單、噴頭的布局與搭配合理、水霧的輻射與覆蓋面廣，因而，巷道內(nèi)除塵降塵效果好；同時(shí)，由于水霧呈現(xiàn)上細(xì)下粗的傘形，直接各塵源點(diǎn)的粉塵無死角地牢牢“罩住”，因而，水(霧)利用率高、節(jié)水；
[0022]二是，幾乎全部采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)性的控制手段，省略了大量的電子元器件、電路與通訊線路的鋪設(shè)，一方面，大幅提升了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性，另一方面，大幅降低設(shè)備運(yùn)行維護(hù)維修工作量和運(yùn)行維護(hù)成本；而且，由于現(xiàn)場(chǎng)潮濕環(huán)境下的電源電器裝置極少，相應(yīng)地，也大幅降低了井下漏電、人員與車輛通行受制約受阻礙等直接或者間接的安全隱患；
[0023]三是，控制與調(diào)節(jié)有現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)手段調(diào)節(jié)，即可保證除塵降塵效果始終滿足實(shí)際所需，又能有效減少水資源的無謂耗損與浪費(fèi)。
[0024]上述技術(shù)方案中，采用在整個(gè)巷道內(nèi)，每隔一定距離設(shè)置一巷道清洗裝置，各巷道清洗裝置單獨(dú)控制與調(diào)節(jié)等技術(shù)手段。這一方面，利于根據(jù)巷道內(nèi)不同位置處、不同的粉塵濃度進(jìn)行各巷道清洗裝置噴霧/噴水量大小的合理調(diào)節(jié)，從而可有效減少噴水/噴霧的無謂浪費(fèi)，并有效保證不同粉塵濃度處粉塵的有效沉降；
[0025]另一方面，采用精度等級(jí)高的節(jié)流閥(針閥)，并相應(yīng)配置旋轉(zhuǎn)噴頭總成，既可以精確調(diào)節(jié)巷道內(nèi)各位置處的噴淋水量，又可以實(shí)現(xiàn)全方位、無死角的噴淋清洗效果。
[0026]上述技術(shù)方案中，通過“各旋轉(zhuǎn)噴頭總成上均分別設(shè)置有一中心噴頭和四個(gè)周邊嗔頭；其中，四個(gè)周邊嗔頭均布在以中;L1、嗔頭為圓;L1、的個(gè)圓周上；中;L1、嗔頭的出口?而配置有一圓形霧化噴嘴；每個(gè)周邊噴頭的出口端均呈倒立的T形管結(jié)構(gòu)形式，其中，T形管的豎直段為進(jìn)水口、橫向段為出水口 ；在上述T形管的兩個(gè)出水口分別連接有一廣角扇形霧化噴嘴和一窄角扇形霧化噴嘴；其中，窄角扇形霧化噴嘴安裝在靠近上述圓心的一側(cè)，廣角扇形霧化噴嘴安裝在窄角扇形霧化噴嘴的外側(cè)”等系列技術(shù)手段的采用，有效地保證了各旋轉(zhuǎn)噴頭總成所在位置處均能形成一傘形“水霧罩”，將粉塵“密不透風(fēng)”地罩住，進(jìn)一步提高粉塵噴淋降塵效率。
[0027]優(yōu)選為，上述各針閥均配置有一氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于自動(dòng)開啟/關(guān)閉/調(diào)節(jié)針閥的開度；
[0028]所述氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由巷道外的壓縮空氣氣源通過壓縮空氣管路供氣，每一個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均分別配置有一個(gè)氣源開關(guān)；
[0029]所述氣源開關(guān)設(shè)置在井下操作人員手動(dòng)可及的高度位置處，由操作人員進(jìn)行手動(dòng)開關(guān)。
[0030]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，采用簡單的技術(shù)手段，有效地解決了各噴淋裝置的在狹窄、空間高度較高(巷道底板與頂板之間的垂直距離約為4-6米)等特定工況條件下的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開啟與調(diào)節(jié)的技術(shù)難題；
[0031]而現(xiàn)有技術(shù)中，普遍需要單獨(dú)配套設(shè)置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，必須在外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制下進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣，一方面導(dǎo)致設(shè)備投資的上升；另一方面，在井下巷道陰暗、潮濕的惡劣環(huán)境下，精密的自控裝置部件易于出現(xiàn)故障頻發(fā)、損壞率高、失控現(xiàn)象；
[0032]而且，上述技術(shù)方案中，由于采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并由人手動(dòng)操作氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供氣開關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)噴淋的開關(guān)與噴淋量的任意調(diào)節(jié)。這樣，與現(xiàn)有技術(shù)的自控裝置需要配設(shè)諸多的電氣接點(diǎn)相比，其使用過程的安全性能大幅提高。
[0033]S卩，上述技術(shù)手段的采用，有效地降低了設(shè)備故障率，并有效地降低了維護(hù)維修工作量和運(yùn)行成本，且大幅度地提升了使用的安全性、穩(wěn)定性與可靠性。
[0034]進(jìn)一步優(yōu)選，上述各針閥的開度按以下原則預(yù)先調(diào)節(jié)、設(shè)定:
[0035]以工作面推進(jìn)方向?yàn)橄蚯暗姆较?，根?jù)巷道的長度，每隔一定距離劃分為一個(gè)巷道沖刷級(jí)，同一沖刷級(jí)內(nèi)的各針閥的開度相同；
[0036]在前的沖刷級(jí)內(nèi)的針閥開度大于在后的沖刷級(jí)內(nèi)的針閥開度，開度大小依次成線性關(guān)系單調(diào)遞減。
[0037]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，根據(jù)巷道的長度，確定巷道沖刷級(jí)數(shù)，同一級(jí)沖刷區(qū)內(nèi)的