[发明专利]一种煤矿井下气水喷雾降尘综合实验系统

说明书

技术领域

本发明属于矿井通风与除尘领域，特别涉及一种煤矿井下气水喷雾降尘综合实验 系统。

背景技术

20世纪90年代以来，随着煤矿机械化程度的不断提高与开采强度的逐渐加大，煤矿井 下采掘工作面粉尘浓度剧增，作业环境恶化，严重威胁着矿井的安全生产和工人的身体健 康。目前，国内外煤矿采掘工作面主要采用煤体预注水、通风控尘、除尘器抽尘净化、喷雾降 尘及封闭隔尘等防尘措施。喷雾降尘具有经济、简便和实用等优点，在国内外煤矿井下得到 广泛应用。煤矿井下采掘工作面喷雾一般采用常规的压力型喷嘴，由于喷雾压力的限制，其 雾化效果较差，全尘降尘效率一般低于50%，对呼吸性粉尘的降尘效率甚至低于30%。而且， 常规的压力喷雾耗水量大，影响煤质和工作面作业环境。

气水喷雾是以压力水和压缩空气作为双动力的一种新型喷雾方式，相对于常规喷 雾方式，其具有耗水量小、雾化效果好、对水压要求低及降尘效率高（特别针对呼吸性粉尘） 等优势。气水喷雾降尘效果与喷嘴喷雾雾化特性及通风参数密切相关，影响气水喷雾降尘 效果的参数主要包括喷嘴结构、供水压力、供气压力、送风速度、喷雾布置方式等。为了在实 践中合理的确定喷雾参数，需要进一步对气水喷雾降尘开展研究。煤矿井下采掘工作面生 产现场由于受生产和地质条件的制约，很难开展各种通风与喷雾条件下的雾化特性及喷雾 降尘效率实测。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种煤矿井下气水喷雾综合 实验系统，本发明可用于不同结构空气雾化喷嘴的雾化特性实验，也可对不同送风与喷雾 条件下的气水喷雾降尘效果进行实测，为生产现场提供一定指导。

为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：包括模型巷道、轴流风机、高 压水泵、储水箱、控制装置、空气压缩机、发尘器、粉尘采样器、旋流叶片、仪器支架、气管、水 管、旁通阀、水流量计、水压表、节流阀、气体减压阀，所述的模型巷道采用透明有机玻璃制 作而成，模型巷道一端设有轴流风机，轴流风机的入口处设有旋流叶片，另一端敞开作为进 气口，进气口设有发尘器；所述的模型巷道内设有风速传感器和喷嘴，用水管将喷嘴、水流 量计、水表、高压水泵、储水箱依次相连，旁通阀安装于水箱和水管之间；用气管将喷嘴、气 体质量流量计、气体减压阀、节流阀、空气压缩机依次相连，所述的模型巷道内设有仪器支 架，仪器支架上设有粉尘采样器；控制装置通过数据线分别与高压水泵和轴流风机相连。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：通过建立煤矿井下气水喷雾降尘 综合实验系统，在不影响生产的情况下，对各种不同结构空气雾化喷嘴的雾化特性开展实 验研究，也可对不同送风与喷雾条件下的气水喷雾降尘效果进行实测，实测结果能够为实 践中合理选择喷嘴与确定喷雾参数提高指导。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示，本发明由模型巷道1、轴流风机2、高压水泵3、储水箱4、控制装置5、空气压 缩机6、发尘器7、旋流叶片8、仪器支架9、检修门10、喷嘴11、水管12、气管13、数据线14、风速 传感器15、旁通阀16、水流量计17、水压表18、节流阀19、气体减压阀20、气体质量流量计21 及排污口22构成。所述的模型巷道1采用透明有机玻璃制作而成，模型巷道1一端与轴流风 机2相连，一端敞开作为进气口；所述的模型巷道1内设有仪器支架9、喷嘴11及旋流叶片8， 并于一侧开设三扇检修门10，模型巷道1底板中部设有排污口22。所述的高压水泵3和轴流 风机2通过数据线14与控制装置5相连，并通过控制装置5对高压水泵3的供水压力和轴流风 机2的风量进行变频调节。所述的旋流叶片8安装于轴流风机2入口前一定距离，可对风流中 所携带的雾滴和粉尘颗粒进行直接拦截。同时，风流通过旋转叶片8后所产生的旋转气流亦 可对雾滴和粉尘颗粒进行二次分离。

本发明的工作原理为：

（1）雾化特性实验