煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法
【专利摘要】本发明涉及一种煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法，本煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法在轴流风机的进风口前加装喇叭口、高压水射流泵和高压气体射流泵，在轴流风机的出风口加装水膜除尘筒；通过高压水射流泵、高压气射流泵和轴流风机充分混合水、尘、雾，然后由水膜除尘筒分离出去。本发明煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法具有投资少、见效快，除尘效果明显的优点，适合煤矿掘进面除尘。
【专利说明】煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法。
【背景技术】
[0002]矿尘是矿山生产过程中所产生的矿石与岩石的微细颗粒。煤尘是矿尘的一种，当具有爆炸性的煤尘浓度达到45?2000g/m3，遇700?800°C高温火源时会发生爆炸，并产生大量的有毒有害气体(如CO)，甚至还能引起瓦斯爆炸和矿井火灾，另外矿尘还会使长期接触矿尘的职工患尘肺病。
[0003]根据国家对煤矿井下作业环境的相关政策要求，煤矿企业正全面开展矿井粉尘的治理工作，以确保企业的安全生产、并提高经济、社会、环境、安全效益。目前采用的粉尘治理技术包括风、水、密、净和护等5个方面，并以风、水为主。风就是通风除尘；水就是湿式作业；密是指密闭抽沉；净是净化风流；护是采取个体防护措施。湿式作业包括煤层注水，煤机内外喷雾，架间喷雾以及转载点喷雾等，其喷雾降尘机理不外乎水雾结合漂浮在空气中的粉尘微粒，使其重力增加而加速沉降。其降尘率只能达到60%左右，对呼吸性粉尘的降尘效果更低，仅仅达到28%的降尘率，其原因是由于煤、岩粉都有一定程度的疏水性。现有的湿式除尘风机采用电动方式，体积大、噪音大、附属设备多、工艺复杂，水射流除尘风机等采除尘风量小、效果差，有必要进行改造。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法。
[0005]为解决上述技术问题，本煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法包括如下步骤:
[0006]一).设备改造
[0007]I)在轴流风机的进风口加装喇叭口，喇叭口内增设置多个均匀分布高压水射流泵和多个均匀分布高压气体射流泵，且高压气体射流泵位于高压水射流泵与轴流风机之间，在轴流风机的出风口加装水膜除尘筒，所述水膜除尘筒包括外筒和内筒，其中内筒由笼架和包裹在笼架上柔性织网构成，外筒下游端连有环形封板，外筒下部设有一排污管线；
[0008]2)在高压水源相通的高压水管加装水阀，然后将高压水管引入喇叭口，高压水管分出多个支管，每个支管均与对应的高压水射流泵的喷水嘴相通；在高压气源相通的高压气管加装气阀，然后将高压气管引入喇叭口，高压气管分出多个支管，每个支管均与对应的高压气射流泵的喷气嘴相通；
[0009]二).工艺改造
[0010]3).依次打开轴流风机、水阀和气阀，部分含粉尘气体受高压水射流泵产生的负压吸引，进入喇叭口，与高压水相遇，水、尘、气初步混合，形成高含水气流；
[0011]上述高含水气流受高压气射流泵产生负压吸引，与高压气射流泵自身吸入的含粉尘气体相遇，水、尘、气进一步混合，形成含水气流；
[0012]上述含水气流受轴流风机产生负压吸引，与轴流风机自身吸入的含粉尘气体相遇，水、尘、气充分混合形成雾气流，雾气流大部分粉尘被雾气流中的小水滴吸附，仅有少部分粉尘游流；
[0013]4)经过轴流风机后，大部分雾气流进入水膜除尘筒的内、外筒之间，进入内、外筒之间的雾气流中的水滴在柔性织网上停留形成水膜，同时将该部分雾气流的游离粉尘截留下来，仅容洁净的空气透过水膜，进入内筒，
[0014]小部分雾气流直接进入内筒内，游离粉尘和小水滴在内筒内翻滚、碰撞，部分游离粉尘碰到小水滴或小水滴相互撞后，形成更大的水滴，落在内筒水膜上；部分游离粉尘和小水滴直接被水膜吸附，水膜上吸附的污水越来越重，最后透过内筒，经排污管线排出，
[0015]两部分雾气流除尘后的洁净气体，最后从内筒出口中排出。
[0016]如此设计，充分利用了井下充足的高压气源、高压水源，设备改动不大，投资不高，空气流通阻力增加不大，但除尘效果明显。
[0017]作为优化，水膜除尘筒的内、外筒之间还设有螺旋导流板，螺旋导流板与外筒下部内壁相接处设有排水缺口。如此设计，除尘效果更好。
[0018]作为优化，水膜除尘筒的内筒内还设有螺旋导流板。如此设计，除尘效果更好，但是空气流通阻力有所加大。
[0019]本发明煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法具有以下优点:投资少、见效快，除尘效果明显的优点，适合煤矿掘进面除尘。
[0020]1.原理独特:本发明可根据不同作业点的除尘要求进行叠加组合，由于其具有强大的气流扩展功能，不仅大大提高了处理含尘风流的风量，还大大降低了能耗，单位处理风量的能耗为同类产品的30%左右，节约了成本。
[0021]2.除尘效率高、适用范围广:使用本发明进行除尘脱水，工作阻力小(工作阻力800Pa)、效率高，实测粉尘浓度达28000mg/m3时，仍能正常工作不堵塞，高速旋转的潮湿含尘气流围绕具有特殊结构、多种除尘机理的杯式脱尘罩反复旋转穿透，从而达到高效脱尘脱水的目的。具有独特结构的杯式脱尘罩能捕捉的粉尘粒度范围很广，对粗粒粉尘和呼吸性粉尘都有很高的捕尘效率。
[0022]3.结构简单:本发明和综采掘进机配套使用，连接方式简单，并且水膜除尘筒具有自清洁功能，能长期连续工作，清洗维护简单快捷，使用十分方便。
[0023]4.本发明仅在原轴流风机的基础上增加高压空气和高压水做动力，无需用电，无噪音、无运动部件，纯机械结构、即插即用、挪移轻便，克服了湿式电动除尘风机体积大、噪音大、附属设备多、笨重难移动等缺点，同时也克服了目前既有的诸如水射流除尘风机等机械式除尘风机处理风量小、除尘效果差等缺陷。
[0024]5.本发明工艺简单，系统可靠，其除尘风机体积小、重量轻，移挪方便，即插即用，对环境的温度湿度及粉尘浓度无特别要求。
[0025]6.本发明适用于炮掘工作面除尘、锚喷作业点除尘、综掘工作面除尘等，特别适用于高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井和煤尘爆炸指数高的矿井除尘。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]下面结合附图对本煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法作进一步说明:
[0027]图1是本煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法的实施例的设备改造示意图。
[0028]图中:1为轴流风机、2为喇叭口、3为高压水射流泵、4为高压气体射流泵、5为水膜除尘筒、51为外筒、52为内筒、53为环形封板、6为排污管线、7为高压水管、8为水阀、9为高压气管、10为气阀、11为螺旋导流板、12为排水缺口、13为供水站、14为高压供气站、15为风筒、16为局部通风机、17为煤矿粉尘、18为掘进面。
【具体实施方式】
[0029]实施例1:如图1所示，煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法，包括如下步骤:
[0030]一).设备改造
[0031]I)在轴流风机I的进风口加装喇叭口 2，喇叭口 2内增设置多个均匀分布高压水射流泵3和多个均匀分布高压气体射流泵4，且高压气体射流泵4位于高压水射流泵3与轴流风机I之间，在轴流风机I的出风口加装水膜除尘筒5，所述水膜除尘筒5包括外筒51和内筒52，其中内筒52由笼架和包裹在笼架上柔性织网构成，外筒51下游端连有环形封板53，外筒下部设有一排污管线6;
[0032]2)在高压水源相通的高压水管7上加装水阀8，然后将高压水管7引入喇叭口 2，高压水管7分出多个支管，每个支管均与对应的高压水射流泵3的喷水嘴相通；在高压气源相通的高压气管9上加装气阀10，然后将高压气管9引入喇叭口 2，高压气管9分出多个支管，每个支管均与对应的高压气射流泵4的喷气嘴相通；
[0033]水膜除尘筒5的外筒51、内筒52之间还设有螺旋导流板11，螺旋导流板11与外筒51下部内壁相接处设有排水缺口 12。
[0034]注:必要时水膜除尘筒的内筒内也可增设螺旋导流板，图略。
[0035]二).工艺改造
[0036]3).依次打开轴流风机1、水阀8和气阀10，部分含粉尘气体受高压水射流泵3产生的负压吸引，进入喇叭口 2，与高压水相遇，水、尘、气初步混合，形成高含水气流；
[0037]上述高含水气流受高压气射流泵4产生的负压吸引，与高压气射流泵4自身吸入的含粉尘气体相遇，水、尘、气进一步混合，形成含水气流；
[0038]上述含水气流受轴流风机I产生负压吸引，与轴流风机I自身吸入的含粉尘气体相遇，水、尘、气充分混合形成雾气流，大部分粉尘被雾气流中的小水滴吸附，仅有少部分粉尘游流；
[0039]4)经过轴流风机I后，大部分雾气流进入水膜除尘筒的外筒51、内筒52之间，进入二者之间的雾气流中的水滴在柔性织网上停留形成水膜，同时将该部分雾气流的游离粉尘截留下来，仅容洁净的空气透过水膜，进入内筒52，
[0040]小部分雾气流直接进入内筒52内，游离粉尘和小水滴在内筒52内翻滚、碰撞，部分游离粉尘碰到小水滴或小水滴相互撞后，形成更大的水滴，落在内筒52水膜上；部分游离粉尘和小水滴直接被水膜吸附，水膜上吸附的污水越来越重，最后透过内筒52，经排污管线6排出，
[0041]两部分雾气流除尘后的洁净气体，最后从内筒52出口中排出。
[0042]某个矿井掘进面的粉尘浓度达到1000?3000mg/m3，煤尘爆炸指数在36.28%?46.85%之间，具有很强的爆炸性，严重威胁着矿井的生产安全，威胁职工的身体健康。采用传统的除尘措施达不到理想的效果，其粉尘浓度高于国家规定的标准10mg/m3，将井下常用轴流风机按照本发明所述改造方法改造后使用，并设置四个测尘点，分别是①尘源附近；②除尘风机风流进口处除尘风机风流出口处3m④除尘风机出口 5-10m即风流混合处。利用粉尘浓度直读仪分别测量除尘风机开启前后四个测点的粉尘浓度，计算出除尘风机的除尘效率，根据实际测试结果，该工艺的除尘效率达到95%左右，降尘效果明显。
【权利要求】
1.一种煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法，包括如下步骤: 一).设备改造 1)在轴流风机的进风口加装喇叭口，喇叭口内增设置多个均匀分布高压水射流泵和多个均匀分布高压气体射流泵，且高压气体射流泵位于高压水射流泵与轴流风机之间，在轴流风机的出风口加装水膜除尘筒，所述水膜除尘筒包括外筒和内筒，其中内筒由笼架和包裹在笼架上柔性织网构成，外筒下游端连有环形封板，外筒下部设有一排污管线； 2)在高压水源相通的高压水管加装水阀，然后将高压水管引入喇叭口，高压水管分出多个支管，每个支管均与对应的高压水射流泵的喷水嘴相通；在高压气源相通的高压气管加装气阀，然后将高压气管引入喇叭口，高压气管分出多个支管，每个支管均与对应的高压气射流泵的喷气嘴相通； 二).工艺改造 3).依次打开轴流风机、水阀和气阀，部分含粉尘气体受高压水射流泵产生的负压吸引，进入喇叭口，与高压水相遇，水、尘、气初步混合，形成高含水气流； 上述高含水气流受高压气射流泵产生负压吸引，与高压气射流泵自身吸入的含粉尘气体相遇，水、尘、气进一步混合，形成含水气流； 上述含水气流受轴流风机产生负压吸引，与轴流风机自身吸入的含粉尘气体相遇，水、尘、气充分混合形成雾气流，雾气流大部分粉尘被雾气流中的小水滴吸附，仅有少部分粉尘游流； 4)经过轴流风机后，大部分雾气流进入水膜除尘筒的内、外筒之间，进入内、外筒之间的雾气流中的水滴在柔性织网上停留形成水膜，同时将该部分雾气流的游离粉尘截留下来，仅容洁净的空气透过水膜，进入内筒， 小部分雾气流直接进入内筒内，游离粉尘和小水滴在内筒内翻滚、碰撞，部分游离粉尘碰到小水滴或小水滴相互撞后，形成更大的水滴，落在内筒水膜上；部分游离粉尘和小水滴直接被水膜吸附，水膜上吸附的污水越来越重，最后透过内筒，经排污管线排出， 两部分雾气流除尘后的洁净气体，最后从内筒出口中排出。
2.如权利要求1所述的煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法，其特征在于:水膜除尘筒的内、外筒之间还设有螺旋导流板，螺旋导流板与外筒下部内壁相接处设有排水缺口。
3.如权利要求1所述的煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法，其特征在于:水膜除尘筒的内筒内还设有螺旋导流板。
【文档编号】E21F5/20GK104453979SQ201410632784
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】王振平, 安满林, 任晓东, 马砺, 吴林峰, 冯浩, 王剑, 薛永利, 王建, 陈业武 申请人:兖州煤业股份有限公司