煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘方法及其喷雾降尘装置与流程

1.本发明属于煤矿除尘技术领域，具体涉及一种煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘方法及其喷雾降尘装置。


背景技术：

2.随着煤矿生产技术的快速发展，采煤量和采煤效率得到巨大提高，随之皮带运输巷所承担的运输任务也越来越重，皮带运输巷转载系统产尘量也越来越大，造成皮带运输巷严重的粉尘污染。目前，皮带运输巷的除尘方式主要以喷雾降尘为主，配以安装机头罩等方式辅助降尘。
3.现有除尘方式仍然存在着许多缺点并未得到有效解决，其中关键的缺点是无法有效捕捉呼吸性粉尘。大部分雾化装置产生雾量过大，导致无法及时将雾滴捕捉尘粒后形成的污水排入排水沟，引起皮带打滑与巷道积水，同时煤质也因此下降。此外，由于煤块被大量雾滴浸润，其发热量被影响，使得煤矿效益大大降低。相对于雾化降尘，干式降尘则由于其体积较大、安装复杂，不常用于皮带运输巷转载点的粉尘治理。因此，设计一种煤矿井下适用于煤矿转载点的自动调节流量的喷雾降尘装置是十分必要且又相当迫切的。


技术实现要素：

4.针对以上情况，本发明提供一种煤矿井下自动调节流量的降尘方法，其包括安装喷雾降尘装置，判断现场粉尘浓度是否超标，超标则控制雾化降尘喷嘴激射，灰尘由细雾凝结吸附并排出达到降尘目的。本发明利用雾化降尘引流技术，不需要额外加电，污水在重力作用下通过导流槽导出，可使煤矿转载点四处逸散的粉尘被有效控制，可后接入井下现有湿式降尘装置中，延长机器设备的使用寿命，效率更高且更经济环保。本发明的另一方面提供一种喷雾降尘装置，其包括壳体、污水引流装置和雾化降尘喷嘴，所述壳体上方一侧通过螺纹孔洞与所述雾化降尘喷嘴连接，所述壳体内部靠下位置设有所述污水引流装置，所述污水引流装置包括第一导流槽、第二导流槽和第三导流槽，从而有效地针对煤矿井下粉尘进行降尘和除尘。
5.本发明提供一种煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘方法，其包括以下步骤：
6.s1、安装喷雾降尘装置：在皮带运输机开始工作前，在转载点安装好喷雾降尘装置，使喷雾降尘装置的进料口与运料方向相对朝向，进而将转载点部分密封；
7.s2、判断现场粉尘浓度是否超标：开启布置在现场的粉尘浓度传感器，并实时将粉尘浓度数据传递回服务器，若现场粉尘浓度超标，则依次执行步骤s3和步骤s4，若现场粉尘浓度未超标则执行步骤s5；
8.s3、控制雾化降尘喷嘴激射：皮带运输机开始工作后，当粉尘浓度过高时，大量水雾由雾化降尘喷嘴激射向第一导流槽上方的进料口的上边角；所述雾化降尘喷嘴的单个喷水量与粉尘浓度的平衡关系式为：
9.y＝x/n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
10.其中：y表示单个喷嘴的喷水量，单位为l/min；x表示粉尘浓度，单位为mg/min；n表示当粉尘浓度为nmg/m3且单喷嘴流量为1l/min时，产生的细雾量与粉尘浓度达到平衡；
11.s4、灰尘由细雾凝结吸附并排出，所述细雾充斥在上方，随着喷雾时间的延续会向下扩散，吸附有灰尘的大粒径雾滴则沿着壳体的内壁向下汇聚成液滴流动，依次经过第一导流槽、第二导流槽和第三导流槽，最后由井下排水沟排出，并执行步骤s2；
12.s5、若雾化降尘喷嘴正在工作，则控制雾化降尘喷嘴关闭，否则执行步骤s2。
13.本发明的第二方面提供一种利用前述的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘方法的喷雾降尘装置，其包括壳体、污水引流装置和雾化降尘喷嘴，所述壳体上方一侧通过螺纹孔洞与所述雾化降尘喷嘴连接，所述壳体内部靠下位置设有所述污水引流装置，
14.所述壳体采用半封闭式中空房屋结构，顶部为金字塔结构，下部为正方体结构，底面为中空，所述金字塔结构的四个三角形顶面与底平面夹角为30
°‑
50
°
；
15.所述污水引流装置包括第一导流槽、第二导流槽和第三导流槽，所述污水引流装置的一侧设有进料口，进料口一侧的导流槽为所述第一导流槽，所述第一导流槽两侧的导流槽为所述第二导流槽，所述第一导流槽与第二导流槽连接处设有所述第三导流槽，且均高于所述第三导流槽，所述第三导流槽竖直布置，所述雾化降尘喷嘴安装于与进料口处相对的面的上边。
16.可优选的是，所述第一导流槽呈三角形，所述第二导流槽包括直槽和弧形槽两部分。
17.可优选的是，所述进料口侧开口面积占底部正方体侧面积的三分之一，两个所述雾化降尘喷嘴将所述壳体上边均分为三等份，设置喷雾角度为向上倾斜28
°
并朝向进料口侧的上边角。
18.可优选的是，当粉尘浓度高于粉尘浓度传感器的预设阈值时，喷雾降尘装置自动感应并开始降尘作业。
19.本发明的特点和有益效果是：
20.1、本发明提供的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘装置，利用雾化降尘引流技术，可使煤矿转载点四处逸散的粉尘被有效控制；此装置可后接入井下现有湿式降尘装置，使用范围广；设备使用局限性小，可有效地提高除尘效率，对工业生产中的设备起到保护作用，从而延长机器设备的使用寿命，同时能够减少粉尘的逸散，对人体和环境起到保护作用。
21.2、本发明提供的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘装置，不需要额外加电，污水在重力作用下通过导流槽导出，洁净的液滴也可以通过导流槽进行冲刷；当粉尘浓度高导致在机器表面堆积过多时，喷雾装置自动感应并开始降尘，然后导流槽开始排污水工作，效率更高且更经济环保，更适用于煤矿。
附图说明
22.图1为本发明的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘装置三维图；
23.图2为本发明的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘装置侧视图；
24.图3为本发明的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘装置的降尘方法流程图。
25.图中：
[0026]1‑
壳体；2
‑
污水引流装置；3
‑
雾化降尘喷嘴；4
‑
第一导流槽；5
‑
第二导流槽；51
‑
直槽；52
‑
弧形槽；6
‑
第三导流槽。
具体实施方式
[0027]
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
[0028]
本发明提供的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘装置，如图1所示，其包括壳体1、污水引流装置2和雾化降尘喷嘴3，壳体1上方一侧通过螺纹孔洞与雾化降尘喷嘴3连接，壳体1内部靠下位置设有污水引流装置2。
[0029]
壳体1采用半封闭式中空房屋结构，顶部为金字塔结构，下部为正方体结构，底面为中空，金字塔结构四个三角形顶面与底平面夹角为30
°‑
50
°
，优选为40
°
角；污水引流装置2包括第一导流槽4、第二导流槽5和第三导流槽6，其一侧设有进料口，进料口侧开口面积占底部正方体侧面积的三分之一，进料口一侧的导流槽为第一导流槽4，其两侧的导流槽为第二导流槽5，第一导流槽4与第二导流槽4连接处接有第三导流槽6，且均高于第三导流槽6，第三导流槽6竖直布置。如图2所示，第一导流槽4类似于三角形，第二导流槽5包括直槽51和弧形槽52两部分。雾化降尘喷嘴3安装于与进料口处相对的面的上边，两个雾化降尘喷嘴3将壳体1上边均分为三等份，设置喷雾角度为向上倾斜28
°
并朝向进料口侧的上边角。
[0030]
喷雾降尘装置还设置有粉尘浓度传感器，粉尘浓度传感器是整个在线监测系统的核心数据采集设备，将现场的粉尘浓度数据实时传递到服务器，用来判断现场粉尘浓度是否超标，选择矿用粉尘浓度传感器，该传感器由供电电源、激光传感头、光电二极管、光学清扫系统、自动空气过滤系统、a/d变换器、遥控器及红外接收头、单片机以及显示电路和频率信号输出及断电输出电路等部分组成。其工作原理为：当空气中的粉尘颗粒经过传感器时，被粉尘散射的激光散射到光电二极管上，光电二极管将粉尘浓度的微弱光信号变成微弱电信号，再将电信号进行放大、检波变成模拟直流信号，直流信号经a/d转换后变成数字信号由单片机进行处理后显示粉尘浓度，同时输出与粉尘浓度相对应的频率信号，并且根据粉尘浓度输出断电信号。
[0031]
当粉尘浓度高导致在机器表面堆积过多时，喷雾降尘装置自动感应并开始降尘作业。
[0032]
本发明的另一方面，提供一种利用前述的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘装置的降尘方法，方法包括以下步骤：
[0033]
s1、安装喷雾降尘装置：在皮带运输机开始工作前，在转载点安装好喷雾降尘装置，令其进料口朝向与运料方向相对，进而将转载点部分密封。
[0034]
s2、判断现场粉尘浓度是否超标：开启布置在现场的粉尘浓度传感器，并实时将粉尘浓度数据传递回服务器，若现场粉尘浓度超标，则执行步骤s3和步骤s4，若现场粉尘浓度不超标则执行步骤s5。
[0035]
s3、控制雾化降尘喷嘴激射：皮带运输机开始工作后，当粉尘浓度过高时，大量水雾由雾化降尘喷嘴激射向第一导流槽上方的进料口的上边角；
[0036]
其中设雾化降尘喷嘴的单个喷水量与粉尘浓度的平衡关系式为：
[0037]
y＝x/n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0038]
其中：y表示单个喷嘴的喷水量，单位为l/min；x表示粉尘浓度，单位为mg/min；n表示当粉尘浓度为nmg/m3且单喷嘴流量为1l/min时，装置产生的细雾量与粉尘浓度达到平衡，若喷雾量过高，则煤体含水量增加，影响其有效发热量，若喷雾量过低，则粉尘无法被有效捕获，而逸散出装置向工作场所扩散造成浪费和污染，通过大量实验可得一个具体优选值，即当n＝500时，可将喷雾对煤体发热量影响降为最低的同时，降尘效果最好。
[0039]
对平衡关系式(1)的一个具体实施例为：若一工作点当前的粉尘浓度为800mg/min，一小时后降到500mg/min，雾化降尘喷嘴流量则由1.6l/min变为1l/min。
[0040]
s4、灰尘由细雾凝结吸附并排出达到降尘目的：大量细雾充斥在喷雾降尘装置的上方，随着喷雾时间的延续，大量细雾会向下扩散，吸附有灰尘的大粒径雾滴则沿着壳体的内壁向下汇聚成液滴流动，依次经过第一导流槽、第二导流槽和第三导流槽，最后由井下排水沟排出，并执行步骤s2。
[0041]
s5、若雾化降尘喷嘴正在工作，则控制雾化降尘喷嘴关闭，否则执行步骤s2。
[0042]
本发明提供的煤矿井下自动调节流量的喷雾降尘装置，利用云雾降尘引流技术，可使煤矿转载点四处逸散的粉尘被有效控制；此装置可后接入井下现有湿式降尘装置，使用范围广；设备使用局限性小，可有效地提高除尘效率，对工业生产中的设备起到保护作用，从而延长机器设备的使用寿命，同时能够减少粉尘的逸散，对人体和环境起到保护作用；不需要额外加电，污水在重力作用下通过导流槽导出，洁净的液滴也可以通过导流槽进行冲刷；当粉尘浓度高导致在机器表面堆积过多时，喷雾装置自动感应并开始降尘，然后导流槽开始排污水工作，效率更高且更经济环保，更适用于煤矿。
[0043]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。