[发明专利]一种集控式大巷呼吸性粉尘的气泡雾化降尘装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿巷道粉尘治理领域，具体涉及一种集控式大巷呼吸性粉尘的气泡雾化降尘装置及方法。

背景技术

随着煤矿开采强度和机械化程度不断提高，煤矿井下粉尘的产尘点和产尘量也在不断增加，细微粒径的呼吸性粉尘(空气动力学粒径≤7.07μm)已成为威胁矿井安全生产和井下工人健康的严重灾害之一。人体吸入的呼吸性粉尘90％以上沉积在气管、肺泡上，引起肺泡的冲血而导致尘肺病，呼吸性粉尘具有较高的爆炸危险性，并会增加瓦斯爆炸的危险性。

国内外许多专家和学者针对煤矿巷道粉尘防治理论与技术进行了大量研究。1957年Hodkinson通过实验研究了呼吸性粉尘在巷道风流中的混合。1986年Courtney等人对呼吸性粉尘在巷道中的沉降规律进行了研究，得出粉尘浓度沿程分布规律。Dawes.J.G、Slack.A、Pereles.E.G、Cortney.W.G通过大量的试验研究了粉尘在风流中沉降及其向地板沉积的机理。美国试验研究并应用了降低滚筒转速、增大截深、风帘隔离尘源、水力除尘器和通风除尘等多种长壁工作面粉尘控制技术。许多国家尝试在注水过程中添加湿润剂。20世纪70年代，德国尝试研究附壁风筒配合湿式除尘器解决机掘巷道高浓度粉尘问题。潞安矿业集团公司还成功研制了综掘工作面风幕湿式离心降尘系统，确保了司机位到除尘风机出口段的巷道都是新鲜风，有效降低了巷道的煤尘浓度，降尘效率达到90％以上。山东科技大学与兖矿集团、枣矿集团等单位合作，研发了挡尘帘、空气风幕、新型高效SKZC型附壁风筒封闭式除尘系统以及薄煤层封闭式高分子泡沫降尘技术，巷道全尘取得了很好的降尘效果。

目前关于煤矿综采工作面、回风巷空间粉尘治理的理论与技术研究较多，煤矿大巷空间的粉尘治理研究不足。煤矿大巷粉尘浓度相对采煤工作面较低，但粉尘粒径较细，呼吸性粉尘占全尘质量比例较多，延巷道方向影响空间较大，接触影响工作人群时间较长。因此大巷呼吸性粉尘的防治工作是煤矿生产亟待解决的技术难题。目前常规喷雾降尘技术对呼吸性粉尘的净化效率一般为20～40％，导致煤矿井下大巷呼吸性粉尘浓度始终处于较高的水平，对井下工人的身体健康造成严重为危害。根据喷雾降尘理论，主要原因是常规喷雾降尘工艺喷出的液滴粒径相对较大，导致大颗粒液滴很难捕捉空气中的呼吸性粉尘，降尘效率低。

因此，有必要设计一种大巷呼吸性粉尘的降尘装置，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种降尘效率高，便于控制调节的集控式大巷呼吸性粉尘的气泡雾化降尘装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种集控式大巷呼吸性粉尘的气泡雾化降尘装置，包括空气压缩机，所述空气压缩机的一侧连接于进气管，另一侧连接于储气罐，所述储气罐分别连接于储液罐和气侧截止阀，所述气侧截止阀与所述储气罐之间采用供气管路连通，所述气侧截止阀后端依次连接有转子流量计、气侧针阀、气侧压力计，所述储液罐的一侧连接于进水管，另一侧依次连接有过滤器、柱塞泵、液侧截止阀、电磁流量计、液侧针阀、液侧压力计，所述液侧压力计与所述气侧压力计后端共同连接于气泡雾化喷嘴，所述气侧截止阀、所述转子流量计、所述气侧针阀、所述气侧压力计及所述液侧截止阀、所述电磁流量计、所述液侧针阀、所述液侧压力计集中安装于仪表控制箱。

进一步，所述气泡雾化喷嘴设有多个，成并联连接。

进一步，所述气泡雾化喷嘴安装于大巷断面顶部的固定架上，所述气泡雾化喷嘴的方向可调整为垂直向下或与大巷水平面呈一定角度。

进一步，所述气泡喷嘴内部设有气水混合腔，空气和水进入所述气水混合腔内混合积聚，完成一次射流混合破碎，所述气水混合腔顶部设有多个小直径的喷孔，由所述喷孔射出的液滴完成二次爆裂破碎，形成细水雾。

进一步，所述细水雾粒径达到1-5μm，吸收大巷中粒径小于或等于7.07μm的呼吸性粉尘。

进一步，所述储气罐通过三通同时连接于空气压缩机、所述储液罐及所述气侧截止阀。

进一步，所述过滤器具有两层过滤网，分别为80目和50目的两级不锈钢金属网。

进一步，所述仪表控制箱安装于大巷断面上，所述空气压缩机、所述储液罐、所述储气罐、所述过滤器及所述柱塞泵集中安装在设备车上，所述设备车安装于大巷断面。

一种采用上述集控式大巷呼吸性粉尘的气泡雾化降尘装置的方法，包括：