煤矿井下瓦斯突出的巷道掘进用除尘器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及除尘器的结构，适用于瓦斯突出煤矿巷道的掘进工作面的防尘降尘、综采工作面的防尘降尘及锚喷作业的防尘降尘等。
【背景技术】
[0002]煤矿巷道机械化掘进作业时产生大量的粉尘，弥漫整个作业面。当矿井煤层瓦斯含量较低时，一般采用长压短抽的通风降尘工艺解决作业面的瓦斯聚集和巷道降尘问题；当煤层瓦斯含量高，特别是出现瓦斯突出时，渗透到巷道通风气流中的瓦斯浓度超过安全标准，原长压短抽的通风降尘工艺中使用的抽尘风机因叶轮旋转、轴转动和配备电器元件等可能产生火花而不满足安全生产要求，通风(压风)只解决防止掘进工作面的瓦斯聚集问题，防尘降尘问题只能用喷雾降尘或泡沫防尘方式。
[0003]喷雾降尘几乎每台掘进机上配置，但对人体影响较大的呼吸性粉尘的捕集效率较低，治标不治本:(I)射流喷雾形成的雾滴粒径较大，在雾滴的运动过程中，雾滴与气流中的大粒径颗粒发生惯性碰撞的几率小，而与细微的粉尘发生惯性碰撞、拦截及凝聚、扩散等效应几率更小；(2)由于细微粉尘的比表面积大，气膜效应十分明显，即使雾滴与其碰撞，也难以对其润湿，如:粒径5 μπι以下的煤尘落入水面，不会沉入水中，而是长时间飘浮在水面，除非搅拌水面，或雾滴与粉尘相对运动速度较大，这是在大空间直接喷雾降尘做不到的。
[0004]泡沫防尘方法是将泡沫喷洒在掘进机作业的壁面上，在壁面上形成泡沫覆盖层，防止粉尘从作业的迎头壁面逸出，在静止状态下防尘是非常有效的，但在动态作业环境下，无法阻止生产粉尘的外逸:(I)巷道通风(压风)气流出口离迎头壁面3m-5m，直接冲击迎头壁面，部分泡沫吹散，导致泡沫难以形成完整有效的覆盖面，使产生的粉尘外逸；(2)即使泡沫覆盖面完整，但在掘进机炮头连续对壁面破碎作业时，其泡沫覆盖面必然破坏，而修复泡沫覆盖层与掘进机炮头动作存在时间差，因此产生的粉尘不可避免地逸出扩散，特别是呼吸性粉尘；(3)掘进机连续工作的频率越高，产生的粉尘越多，逸出的呼吸性粉尘越多。另外，频繁添加泡沫剂，增加了劳动强度，而且运行费比较高。
[0005]泡沫降尘技术的应用和对比研宄结果表明，泡沫降尘比喷雾降尘更为有效，对全尘和呼吸性粉尘的除尘效率能提高2倍左右，但只是解决了严重的粉尘污染问题，由于泡沫防尘后的作业面呼吸性粉尘浓度仍然高达50mg/m3，远超过《煤矿安全规程》规定的作业场所安全和环境卫生要求标准，因此突出矿井的防尘水平有待提高。
[0006]实用新型专利CN200910179574.9公开了一种掘进机超声冲量除尘器，适合用在瓦斯突出矿井，该除尘器在高压水喷嘴处加装了套管，对喷雾降尘形式进行了改进:除了原有的喷雾降尘功能外，还利用了喷嘴射流雾化产生的引射作用抽吸喷嘴周围的含尘气流，并对吸入的含尘气流进行除尘。该技术的降尘效果明显好于单纯的喷雾降尘，属于复合型喷雾降尘技术。但是，由于粉尘扩散空间的范围已经较广、而冲量除尘器吸尘范围仅仅限于安装在掘进机机身两侧的雾化喷嘴附近，因此，对整个工作面的降尘效果不可能有较大的提高，而且该技术耗水量过大，会出现工作面地面严重积水问题。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种煤矿井下瓦斯突出的巷道掘进用除尘器，对瓦斯浓度不敏感，能在巷道内形成长压短抽工艺，并能适应各种规格截面积的巷道安装，如瓦斯突出的低矮巷道，并能进大幅度提升除尘器的除尘效果，特别是呼吸性粉尘除尘效率。
[0008]本实用新型的目的是这样实现的:煤矿井下瓦斯突出的巷道掘进用除尘器，包括扁形吸风筒、扁形排气筒和除雾装置，扁形吸风筒的输出端与扁形排气筒的输入端通过连接器连接；在所述扁形吸风筒上设置水管和气体管路，水管的出水端设置在扁形吸风筒内，气体管路包括主管，主管穿置并连接在扁形吸风筒上，设置在扁形吸风筒外的主管一端连接气管接口，设置在扁形吸风筒内的主管上连接多根分支管，每根分支管均通过软管连接环形气体分配器，环形气体分配器上连接多个喷嘴。
[0009]本实用新型的扁形吸风筒，宽高比较大，在巷道低矮时，能充分利用巷道顶端与掘进机顶部能够有效利用的空间高度，其宽度由除尘器处理风量、高度和选择的风筒速度决定。
[0010]本实用新型除尘的工作原理:压缩空气经过气体管路由环形气体分配器上的高压气体喷嘴向缩扩形管内高速喷射，产生引射现象，由扁形吸风筒抽吸掘进机工作所产生的含尘气流，并与扁形吸风筒内的高压水雾化的雾滴一道进入缩扩形管内，形成湿式除尘；由于缩扩形管内高压气体喷嘴喷射的气流速度高达330m/s，强烈卷吸着含尘气流和雾滴向前运动，相当部分含尘气流和雾滴的运动速度超过90?120m/s，并形成高度的湍流混合状态，雾滴能有效去除Iym以下的细微粉尘；同时，大粒径雾滴被高速夹带气流撕裂，形成细小雾滴，增加了气流中雾滴浓度；另外，细小雾滴的快速蒸发，使气流中形成水蒸气处于饱和状态，破坏了细微粉尘表面的气膜，这样，粉尘润湿速度加快，粉尘与雾滴喷嘴机会、碰撞并结合机会大大提高，有效地解决了呼吸性粉尘除尘效率低的问题。除雾器用于脱除气流中的水雾，除尘后的气流从扁形排气筒排出。
[0011]本实用新型以巷道压缩空气源为动力，能大幅度提高瓦斯突出的低矮巷道掘进工作面的防尘降尘水平，除尘器的总除尘效率可达99.5%，呼吸性粉尘除尘效率达90%。该除尘器如果与巷道涡流控尘技术联合使用，利用长压短抽的工作方式，掘进工作面的降尘效果更佳，环境卫生状况会更好。
[0012]本实用新型工作过程不会产生火花和温升，系统结构尺寸能灵活适应巷道的空间条件，系统除尘效率高、安装和维护简便。
[0013]作为本实用新型的改进，所述连接器包括多根并联的缩扩形管，每根缩扩形管均中间直径小、两端直径大，每根缩扩形管的一端均与扁形吸风筒连接、另一端均与扁形排气筒连接，每个环形气体分配器的多个喷嘴均伸入在相应的缩扩形管内。缩扩形管为中空的收缩扩张管，其直径均小于扁形风筒的高度，为雾滴、含尘气流和引射气流剧烈混合空间。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述连接器包括多根并联的直管，每根直管的一端均与扁形吸风筒连接、另一端均与扁形排气筒连接，每个环形气体分配器的多个喷嘴均伸入在相应的直管内。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述水管旁接在扁形吸风筒外的气体管路上，水由水管进入气体管路的主管，水气均由环形气体分配器上的喷嘴射出。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述环形气体分配器上的喷嘴为缩扩形喷嘴，收缩角为30°~120°，扩张角0°~90°，喉口直径不大于5mm。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的第一种结构示意图。
[0018]图2为