井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法

专利名称：井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法
技术领域：
本发明属于风水混合喷雾技术，应用在井下综采、综掘及需 要降尘的地点，以提高煤矿的安全生产。
背景技术：
随着煤矿的日益发展、大功率设备不断应用，在采掘过程中 产生的粉尘、瓦斯也相应增加，尤其一些双突出矿井，降尘、消除局部瓦斯 聚集工作尤为重要，目前采掘机械化设备普遍采用高压水流喷雾降尘，即在 采煤机、掘进机布置一些喷雾水嘴，高压水经水嘴喷出形成一定的雾化效果， 以此降低粉尘的飘散。目前这种方法主要存在的问题是用水量较大，浪费水 资源，且造成井下工作环境受到影响，工人满身泥浆，矿道泥泞不堪，还出 现采煤机、综掘机溺车现象，而且这种方法影响煤质，或造成皮带打滑、滑 货、堵仓影响生产等问题。对于高瓦斯矿井，煤层里含有大量瓦斯，截割煤 时产生局部瓦斯超限，这种原始的喷雾方法不能及时驱散局部瓦斯，很容易 引起事故。所产生的煤尘有时不能有效降尘，对人体有害，对安全生产不利， 这些问题都不能有效解决，会带来不可预想的后果。 发明内容-
发明目的本发明提供一种井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法， 其目的主要是为了解决以往的降尘截割煤时产生局部瓦斯不能及时驱散，威 胁生产安全，还解决浪费水资源，易影响煤质，或造成皮带打滑、滑货、堵 仓等问题。
技术方案本发明是通过以F技术方案来实现的-
一种井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法，其特征在于从地面压 风机连接到采掘工作面的风源管路，选择风压0. 5 2Mpa，与带有一定压力
的水源管路并联，选择水压3 5Mpa，风与水混合的体积比为100 135: 1，连通风水的管路一起连接到采煤机、掘进机的内喷雾、外喷雾的喷嘴上，使
风水混合雾化的水汽以15 20MV分的流量进行喷吹，雾化的水汽进行捕获煤 尘、吹散截割煤体时产生的局部瓦斯。
从地面压风机连接到采掘工作面的风源管路，再与井下的移动式空压机 或储气罐连接进行补压后再与带有一定压力的水源管路并联，移动式空压机 或储气罐出口选择风压的范围在1 1. 5Mpa。
在风源管路与水源管路并联之前的管路上，设有一个单向截止阀，防止 水倒灌入风源管路中。
水源管路在与风源管路并联后风水混合流过行走电机和切割电机及电控 箱的水套，并且还能满足其冷却的要求。
在采煤机、综掘机机身上的风源管路与水源管路分别设有调节风水量的 调节阀，用于调节风水量，使其合理混合适合安全生产的需要。
优点及效果该方法采用风水混合的方式，使水形成水雾来达到降尘的
目的，该系统形成了强劲的风水混合气流，可吹散截割煤体时产生的局部瓦
斯、更有效地捕获煤尘，同时起到节约用水的目的。其采用内外两个层次的
喷吹、同时工作的方法，增加降尘的效果，而且有效地吹散局部瓦斯，保证
安全生产的目的。这种方法减少了用水量从而提高煤质减少洗煤成本，也解
决了皮带打滑、滑货、堵仓等问题。
该方法与单用水喷雾相比的优点具体如下
① 、降尘效果好、水的雾化充分，减少了空气中的粉尘量，有利于安全 与矿工的健康。
② 、能及时有效的吹散局部瓦斯，减少切割煤壁时引燃瓦斯事故，对高 瓦斯矿井，尤其对本层瓦斯涌出量较大的工作面更为有效。
③ 、减少水的用量近6.467倍，减少了运输环节的溜货、皮带打滑事故， 改善了作业环境，提高了煤质，做到了节能减排创效益。
④ 、在综采工作面使用风水混合喷雾可相对运顺到工作面前三角点增大工作面到回顺回流的风量，使瓦斯治理防火工作有了更趋合理的通风方式。
⑤、利用风水混合打孔、打锚杆可有效退削、提高效率、减少工作现场 底板泥水。
目前在我国水资源比较缺乏，节能减排工作国家高度重视，重大煤炭安 全事故均与瓦斯有关，鉴于该风水混合喷雾方式，既能节能减排，又能保证 安全生产，因此具有很好的推广、应用前景。
四

图1为本发明应用在采煤机时的连接关系示意图； 图2为本发明应用在掘进机时的连接关系示意图。
五具体实施例方式下面结合附图对本发明做近一步说明 本发明为了更好地降低煤尘、瓦斯事故的发生机率，提高煤质、促进安
全生产，保证职工身心健康，经过反复实践摸索，在铁煤集团公司大兴煤矿 N2705、 S5711及综掘工作面试验成功了风水混合喷雾系统。
该系统形成了强劲的风水混合气流，可吹散截割煤体时产生的局部瓦斯、 更有效地捕获煤尘的风水合成方法。
本发明的方法使用包括地面压风机通过管道和截止阀J9 、 J10到采掘工 作面的0.5 2Mpa的风源l、 3 5Mpa的水源2，如图1所示，图中左侧虚线 部分为运顺串车9上的设置，图中右侧虚线部分为采煤机10上的设置。风源 1和水源2分别通过滤风器11和滤水器12，防止杂物进入管路堵塞喷雾嘴。 通过截止阀J1 J8调整风水流量，风15 20 M7分，水O. 15 0.20 M7分， 使风水所用的体积比为100 135: 1;经过截止阀J1 J8后并联的管路采 用内外两个层次的两种不同的喷嘴同时工作的原理，即分别连接采煤机左滚 筒内喷嘴3、采煤机右滚筒内喷嘴4、采煤机左侧外喷嘴5、采煤机右侧外喷 嘴6来实施内外工作面兼喷的方法来增加降尘的效果。为达到既能降尘，又 能有效减少水资源的浪费和吹散瓦斯的效果，应当保持风水混合雾化的水汽 以15 20M^分的流量进行喷吹。由于风源管路在井下的线路较长，风压在线路中有一定的损失，而对喷 嘴还要有一定的压力保持，因为如果遇到瓦斯浓度较高的地方，需要很快地 i将其吹散，所以保持稳定的风压至关重要，因此在井下采用移动式空压机或 储气罐进行补压后再与带有一定压力的水源管路并联。实践中移动式空压机
或储气罐出口选择风压的范围在i 1.5Mpa，既好操作，效果又明显，安全 能够保证。
标注15， 16、 17分别是行走电机切割电机和电控箱的水套，这种水源流 量的设计，不影响对行走电机切割电机和电控箱的冷却。
本方法在使用时很容易将高压水流入供风系统，为防止这种情况的发生， 在风源管路与水源管路并联之前的管路上，设有一个单向截止阀8.
风源与水源连接截止阀J1 J8前的管路上设有风压表13和水压表14， 标注15为电控冷却器。
在采煤机机身上的风源管路与水源管路分别设有调节风水量的调节阀， 用于调节风水量，这一点很重要。对有些瓦斯较小但粉尘很大的矿井就可以 加大淋水量，减小风量，避免整个坑道粉尘浓度加大；对局部瓦斯浓度较高 作业面，加大风流使其尽快吹散是最有效的安全保护措施，这时需要加大到 最大风量，使风水混合的更合理，符合安全生产的需要。
本发明应用于综掘机工作面时如图2所示，其原理同应用于采煤机大体 相同。风源1和水源2通过滤器、移动式空压机或储气罐、单向截止阀8和 其他阀体，风水混合后分别进入内喷嘴和外喷嘴。
另外，该装置在使用过程中需要注意以下几点要求①、首先要有压力、 流量稳定及清洁的水源和风源；②、开采煤机前应先开水后开风，确保雾化 效果后再牵引采煤机，停采煤机后才可停风最后停水；③、在风源、水源不 稳定时，要随时调整好风水流量，确保风水配比合理保证雾化降尘效果，尽 量风大、水小或雾化效果好时割煤，以免影响降尘效果； 、喷嘴要畅通，检修班要清理喷嘴严禁堵塞；⑤、风水管路在混合后必须直接进入喷嘴严禁 在风水混合后的管路与喷嘴之间加截止阀避免高压水串入风路中。
另外在实际的应用中N2705综放工作面及S5711大采高均属本煤层瓦斯含 量较高，尤其SJ11火层岩倾入煤体焦化易生粉尘，本装置通过在大兴煤矿 的实验，运用风水混合喷雾后，通过内部与外部的同步除尘，可使降尘效果 明显，回顺风流中粉尘明显减少，改善了生产环境，用水量可减少6.467倍， 即0. 15M7分，即每小时可减少用水量49. 2M3，且没有因水量减少而影响冷却 效果；其减少了皮带打滑、滑货、堵仓情况发生，提高煤质，使切割煤壁所 产生瓦斯能及时被15 20M7分的风水混合雾化水汽所吹散，减少了因割煤产 生火花引燃瓦斯的可能性使生产更安全，通过压风机的新鲜风流可达到15 M7 分左右，由地面直供到工作面风水喷雾后喷出，进入工作面及回风顺槽。或 者还可以继续增大该风的流量来减少运顺三角点风流扫老塘的不利因素，运 顺风流速度的降低也可减少转载点粉尘的扬起，更加合理了工作面到回顺的 通风方式。
其效果也可体现在综掘机工作面上，在单用水喷雾时易造成底板泥水大， 影响现场标准化，综掘机易溺车，有时为了控制底板泥泞则减少水流量，但 其降尘效果更不好，粉尘增大，对安全及人身健康均不利；而通过利用本发 明的风水混合喷雾方法，可减少用水量1/2以上，改变了底板泥疗，综掘机 不再因此而溺车，改善了降尘效果，提高了标准化水平。
本装置在打钻孔及打锚杆时可加速排消使钻孔速度提高，减少用水量， 尤其在掘下山打锚杆时更会有效地改变作业现场环境，在井上下各转载点使 用时可减少用水量，提高降尘效果。
由此可见，本装置的风水混合喷雾装置其降尘效果好、水的雾化充分， 减少了空气中的粉尘量，有利于安全与矿工的健康；能及时有效的吹散局部 瓦斯，减少切割煤壁时引燃瓦斯事故，对高瓦斯矿井尤其对本层瓦斯涌出量 较大的工作面更为有利；减少水的用量近6.467倍，用水量可减少到即0.15M3/分~0.21\43/分，即每小时可减少用水量49.2M3，每年每个工作面可节省15万 M3的水约合50万元，节能减排效果可观，不因水量减少而影响冷却效果。 减少了皮带打滑、滑货、堵仓情况发生，因减少影响生产及提高煤质每年每 个工作面可创效益500万元。在综采工作面使用风水混合喷雾可相对运顺到 工作面前三角点增大，工作面到回顺回流的风量，使瓦斯治理的防火工作有 了更趋合理的通风方式；利用风水混合打孔、打锚杆可有效退削、提高效率、 减少工作现场底板泥水。
我国水资源比较缺乏，节能减排工作国家高度重视，而重大煤炭安全事 故国家也相当重视，并且煤炭安全事故多数与瓦斯有关，鉴于风水混合喷雾 方式的优点及还有可在多方面开发应用，所以其具有很好的推广、应用前景。
权利要求
1、一种井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法，其特征在于从地面压风机连接到采掘工作面的风源管路，选择风压0.5～2Mpa，与带有一定压力的水源管路并联，选择水压3～5Mpa，风与水混合的体积比为100～135∶1，连通风水的管路一起连接到采煤机、掘进机的内喷雾、外喷雾的喷嘴上，使风水混合雾化的水汽以15～20M3/分的流量进行喷吹，雾化的水汽进行捕获煤尘、吹散截割煤体时产生的局部瓦斯。
2、 根据权利要求1所述的井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法，其特征 在于从地面压风机连接到采掘工作面的风源管路，再与井下的移动式空压 机或储气罐连接进行补压后再与带有一定压力的水源管路并联，移动式空压 机或储气罐出口选择风压的范围在1 1.5Mpa。
3、 根据权利要求2所述的井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法，其特征 在于在风源管路与水源管路并联之前的管路上，设有一个单向截止阀，防 止水倒灌入风源管路中。
4、 根据权利要求1所述的井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法，其特征在于水源管路在与风源管路并联后风水混合流过行走电机和切割电机及电控箱的水套，并且还能满足其冷却的要求。
5、 根据权利要求1所述的井下采煤机、综掘机风水混合喷雾的方法，其特征在于在采煤机、综掘机机身上的风源管路与水源管路分别设有调节风水量的调节阀，用于调节风水量，使其合理混合适合安全生产的需要。
全文摘要
本发明属于风水混合喷雾技术，应用在井下综采、综掘及需要降尘的地点，以提高煤矿的安全生产。其特征在于从地面压风机连接到采掘工作面的风源管路，选择风压0.5～0.7MPa，与带有一定压力的水源管路并联，选择水压3～5MPa，风与水混合的体积比为100～135∶1，连通风水的管路一起连接到采煤机、掘进机的内喷雾、外喷雾的喷嘴上，使风水混合雾化的水汽以15～20M³/分的流量进行喷吹，雾化的水汽进行捕获煤尘、吹散截割煤体时产生的局部瓦斯。本发明的目的主要是为了解决以往的降尘截割煤时产生局部瓦斯不能及时驱散，威胁生产安全，还解决浪费水资源，易影响煤质，或造成皮带打滑、滑货、堵仓等问题。
文档编号E21C35/22GK101307691SQ20081001231
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者冯家元, 李本学, 裴印昌, 赵景华 申请人:李本学;裴印昌