井下除尘器组合喷嘴喷雾效果分析

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综合防尘自动喷雾装置在煤矿井下的运用

案捉术
能源技术
综合防尘自动喷雾装置在煤矿井下的运用
李建军，郝同彬（肥城矿业集团梁宝寺煤矿，山东济宁２７２４００）
摘要：对于煤矿井下工作而言，矿尘始终是最大的安全隐患之一，其有可能会造成巨大危害。一些职工由于长期投身－ｔ－４ｇ掘或粉尘作业环境之中，极有可能染上尘肺病；工作于粉尘环境中的职工，因为视线模糊容易产生安全事故；矿尘最大的危害就是有可能引发煤尘爆炸事故，严重威胁到矿井的安全作业。本文针对矿尘问题，简要分析了在煤矿井下运用综合防尘自动喷雾装置。关键词：煤矿粉尘；防尘装置；自动喷雾
装置。固定架线拉线上的ＫＩ、Ｋ２，机车滑板接触到Ｋ１，时，Ｋ１闭合，
（１）结构。由翻板、洒水组件、重锤及阀门等结构共同组成了回采工作面远距离放炮自动喷雾装置。
（２）装置原理。在采煤工作面的出口位置设置阀门及翻板，连
一
接出水管与入水管时借助阀门，一旦工作面放炮，伴随着爆轰会出现某组电磁阀的线圈带电，电磁阀中的压风进入到风压缸，活塞运作方定的冲击力，可以把翻板冲到预定位置，重锤自动下摆，此时能够向保持不变，活塞拉动杆打开阀门，在卸载时即可进行自动洒水。卸打开水门，最终达到回风净化自动开启的效果。载完成之后，机车滑板接触到Ｋ２，Ｋ２进行闭合，电磁阀中线圈依旧（３）结论。安装了此装置之后，省却了放炮后的人工操作，喷带点，风管、电磁阀中的压风进入风压缸，在高压风的作用下，活塞雾装置会自动打开。因此，工作人员无需在担心放炮之后，会引发事朝反方向运动，并带动拉杆，关闭阀门，停止喷雾洒水。故危险。该装嚣不仅起到了节约人力的效果，还能够避免放炮之后粉４尘堆积，将粉尘存在的时间大大降低，净化风流。人工进行放炮喷雾操作之后，全尘在回风中的浓度为１５ｍｇ／ｍ，呼吸性粉尘浓度为７．５ｍｇ／ｍ；安装放炮喷雾装置之后，全尘在回风中的浓度为７．５ｍｇ／ｍ，呼吸总结

井下工作面水雾降尘效果的影响因素分析

井下工作面水雾降尘效果的影响因素分析【摘要】通过对影响喷雾系统的给类因素的分析，为采用各类喷雾设施提供理论和事实依据，便于优化喷雾系统。

【关键词】井下；影响因素；效果对水雾降尘来讲，喷雾效果的好坏直接影响到降尘效果的好坏，为此，对水雾降尘效果的影响因素分析是很有实际意义的，本章将在前人己有的理论实践基础上，进一步研究影响水雾降尘效果的主要因素。

1.影响喷雾系统及效果的因素1.1水的特性对水雾降尘效果的影响喷浆机喷雾系统的工作介质是水，在系统运行过程中，液态水从常压状态，经加压管路或喷雾泵增加到一定的压力，再经雾化喷嘴将压力液态水雾化，然后水雾以一定的运动规律与粉尘发生碰撞、拦截、扩散和沉降等作用，最后达到降尘的目的。

在这个过程中，水作为工作介质对喷雾系统有着十分重大的影响。

1.2水中杂质对喷雾系统的影响由于水资源比较紧张，对许多冶金企业而言，生产用水都需要回收再利用，同时从地面水池或者水箱到装载机工作系统有较长的供水管路，这就难免造成喷雾用水中含有较多的杂质。

而喷雾系统中的关键元件一雾化喷嘴的孔径十分微小，极易造成堵塞，导致喷雾系统失效。

这也是目前国内外部分喷雾系统不能正常工作的主要原因之一。

因此，可在水泵入口处设置一层过滤网，这样进入喷嘴的水就除去了大部分颗粒杂质，从而避免了杂质堵塞雾化喷嘴。

1.3水的物理机械特性对喷雾系统的影响从水介质的物理学特性分析中可以得到各种因素对水射流的影响作用。

水在不同湿度下的物理机械特性是不一样的，其中水的表面张力对雾化及降尘效果影响最大。

水与气体交界的自由表面因内聚力的作用，使表面好象形成一层膜，其上受到张紧的作用力，称为表面张力。

水与固体接触，由于水表面张力的存在以及水与固体附着力大小的不同，有的固体能被润湿，有的就不能被润湿。

此外，水的酸碱性对喷雾系统也是有影响的。

控制喷雾用水的PH值，对保证喷雾系统的正常工作也是很重要的。

水质酸性或碱性过大都会加快各金属部件的腐蚀，不仅会降低管路及元件的使用寿命，而且可能阻塞管路或喷嘴，严重影响喷雾效果。

B090411 综掘工作面喷雾降尘技术分析

综掘工作面喷雾降尘技术分析钟廷盛[山西焦煤集团公司屯兰矿，山西古交 030206]摘要在分析综掘工作面降尘技术的基础上，介绍了综掘工作面中主要的喷雾降尘技术的机理、分析了影响喷雾降尘效果的主要因素，并提出了相应的解决方法，对提高综掘工作面喷雾系统的设计及提高降尘效果有显著的意义。

关键词综掘工作面降尘喷雾-----------------------------------------------------------------------煤矿井下掘进工作面作为综采工作的前期开拓工作面，它的产尘量占到井下总尘量的三分之一以上，井巷的开拓掘进工作面以其尘源分散、粉尘分散度高的特点，成为井下防尘的重点。

1 粉尘的产生及危害综掘工作面的粉尘是指弥漫在综掘工作面范围内，能够较长时间呈悬浮状态的微小粉尘颗粒。

粉尘主要来自截割过程中截齿与煤壁接触挤压形成密实核，密实核破碎而成粉尘状掉落下来形成的煤尘，降落的煤尘随着截割滚筒的旋转而飞扬，进入运动的气流中扩散；在工作面通风、切割头旋转及煤下落形成的风流作用下也会产生粉尘，这些粉尘呈悬浮状态随着工作面风流扩散；在掘进机装载、转运过程中也会产生大量的岩尘和土尘。

如果不在产尘源及时灭尘，则会使煤尘充斥整个巷道，在整个综掘工作面上百米巷道中造成很严重的煤尘污染。

九十年代以来，随着高产高效工作面被广泛推广应用，综掘技术迅猛发展。

由于综掘工作面环境的特点，掘进迎头为—“堵头”，风流遇煤壁后折回，携带大量粉尘吹向掘进机，致使粉尘在整个工作面飞扬，空气遭到严重污染，严重危害矿工的身体健康（煤矿肺尘患者中85%以上发生在掘进工作面）、加速掘进机械的磨损、降低掘进机司机的视觉能见度而增加事故发生几率，当直径小于0.75～1.0mm的煤尘达到一定浓度时很容易引起煤尘爆炸。

掘进工作面的防尘一直是井下防尘的重点。

由于掘进作业的特殊性，许多可以在综采工作面应用的除尘技术并不适合综掘工作面。

煤矿各种类型喷雾应用及特点

煤矿各种类型喷雾应用及特点【摘要】总结了南屯煤矿近年来根据喷雾不同的用途在大巷、掘进工作面、掘进巷道、转载点等不同地点使用的各种类型喷雾的经验，以及对喷雾装置的改进应用和创新实践的成功典范，有效的降低矿井粉尘，改善了作业环境。

【关键词】喷雾类型；应用特点；技术改进兖矿集团南屯煤矿属于低瓦斯矿井，主要采用中央并列兼一翼对角式通风，由于矿井开采年限较长，采场范围大，矿井通风路线较长，粉尘危害是矿井多年来安全生产的突出问题，也是影响矿井安全生产的重大隐患。

喷雾装置在降尘、净化空气的同时，还能吸收一定的有毒有害气体，降低瓦斯浓度，改善和治理粉尘作业环境，是有效防止粉尘危害的常规设备和重要设施。

为降低作业场所粉尘浓度，改善作业环境，提高劳动效率，南屯煤矿通过引进新技术、新产品和发明创造，并根据现场实际应用情况，逐步改进，最终使各种类型的喷雾装置都能够很好的应用到现场实际，最大化其优点，最小化其缺点，得到了良好的效果，取得了一些宝贵的经验，有效的遏制了粉尘危害，保障了职工身体健康。

1大巷喷雾图1大巷多功能自动喷雾安装示意图1.1大巷多功能自动喷雾装置南屯煤矿原使用的大巷喷雾是一种机电一体式巷道专用喷雾装置，由PLC 编程控制主控箱及电动球阀和红外线传感器组成。

大巷多功能自动喷雾安装示意图见图1，该喷雾是设计为常喷，根据巷道尺寸做一合适水幕，水幕用高压水管与本装置的出水口连接，进水口连接主水管道；传感器安装在巷道侧壁或顶壁，根据风向、风速等条件确定传感器与主控箱的距离长短；水幕覆盖巷道全断面，当来人来车时，红外传感器发出的信号输入主控板，主控板驱动使电动阀门关闭，人车过后经一定延时后，又重新开启继续喷雾。

通过使用发现该喷雾装置存在以下问题：大巷过人过车频繁，电磁阀门开关次数多，造成电动磁阀容易损坏失灵；喷雾覆盖范围小等。

为解决此问题，我们进行改进创新，研制了大巷长距离全断面定时喷雾。

1.2大巷长距离全断面定时喷雾大巷长距离全断面定时喷雾技术供水管路采用6分钢管制作，全长180米，每20米设一组喷雾，每组喷雾安装两个不同型号的喷头，相互成角度，分别朝向顶、底板，成雾交叉，且喷头雾化效果可以调节，多组喷雾间相互联接，形成连贯雾；水幕开关由电磁阀控制，通过提前预设好其开关时间，来控制水幕的开关，真正意义上实现水幕开关自动化。

煤矿井下高效喷雾降尘实验研究

煤矿井下高效喷雾降尘实验研究煤尘爆炸造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失,煤尘的安全隐患和职业健康问题日益严峻。

目前,喷雾降尘是煤矿井下最常用的防尘技术措施,然而其喷雾降尘效果较差,尤其是对呼吸性粉尘,因此针对喷雾降尘技术、煤尘的润湿性开展进一步研究,对控制井下作业环境的粉尘浓度,确保煤矿安全生产具有十分重要的意义。

论文主要针对以下三个方面进行了实验研究;(1)论文从表面张力、接触角和沉降实验三个方面对表面活性剂与煤尘的湿润性进行实验研究。

在表面活性剂溶液中加入高价阴离子电解质(Na2SO4等),通过对其溶液的表面张力测定,发现在表面活性剂溶液中加入高价阴离子电解质能够提高表面活性剂溶液的润湿能力;就不同粒径的煤粉压片进行接触角的实验测定,发现不同粒径的煤粉压片的接触角差异很大,其粒径越小,接触角越大,润湿性越差;同时通过对接触角的测量研究了不同煤质对其湿润性的影响,发现灰分含量越高,其湿润性越强。

通过接触角测量和沉降实验分析发现,所选四种表面活性剂对润湿煤尘的效果有差异,其中非离子表面活性剂OP-10在质量浓度为0.005%左右时效果最好。

(2)为了分析煤矿井下气水喷雾雾化特性,基于自行设计的气水喷雾试验平台,采用电磁流量计、空气质量流量计及马尔文实时高速喷雾粒度分析仪对空气雾化喷嘴流量特性、雾化粒度的空间分布规律及影响因素开展了实验研究。

并就气水混合喷嘴与压力式螺旋喷嘴进行对比,发现气水混合喷嘴具有很明显的优势,在较低的供水压强和供气压强条件下的雾滴粒径D[3,2]就能达到螺旋式喷嘴在超高压强下的雾滴粒径D[3,2],而且耗水量远比螺旋式喷嘴的小,可以很大程度上节约成本,减少资源的浪费。

最后就添加表面活性剂对雾化效果的影响进行实验研究,发现在喷雾介质中添加表面活性剂,其喷雾雾滴粒径随浓度增加而缓慢减小,当浓度达到其临界约束浓度后,喷雾的雾滴粒径D[3,2]会随浓度增加而增大。

(3)基于可仿真煤矿井下采掘工作面通风、产尘及喷雾等状态的气水喷雾实验系统上,运用实验的方法,针对影响喷嘴喷雾降尘效率的因素开展了研究。

煤矿井下水喷雾雾化效果实验研究与应用

煤矿井下水喷雾雾化效果实验研究与应用摘要：煤炭作为我国能源的重要重要组成部分，为我国的工业和国民经济发展做出了巨大的贡献。

近年来，随着机械工业以及煤矿开采技术的快速发展，我国煤炭开采已经逐步过渡到智能化开采。

智能化开采的发展给煤矿粉尘治理技术及装备的创新研发提出了更高的要求，虽然近年来我国在煤矿粉尘治理技术及装备的发展取得了明显的进步，但总的来说，与智能化开采的要求之间仍存在着较大的差距。

关键词：煤矿井下；水喷雾雾化；实验研究引言目前，这包括喷雾差的除尘方法，煤质水合物、泡沫等主要应用于煤炭输送区，尤其是在排水粉尘方面，因为它们操作简便，成本较低，最常用于煤炭输送材料的生产，尽管油井下的粉尘提供了一定程度的预防措施，但由于土壤物质疏水性较高，很难快速高效地润湿水分和煤炭。

此外，煤炭开采深度的增加和工作空间的扩大，造成了受气流路径影响的更大面积的工作空间，使用传统喷淋机制使煤和煤气燃烧等重要来源形成有效封闭的雾场变得困难，从而无法有效防止煤从煤机向人行道扩散，也无法充分满足煤粉综合治理的需要。

1实验系统及方案1.1实验方案内混式喷嘴为煤矿井下气水喷雾降尘常用喷嘴，本次实验选取了6种气道直径、水道直径以及空气帽直径各不同的喷嘴，选用喷嘴的具体参数见表1，内混式气水喷嘴结构示意图如图1。

表1喷嘴参数图1内混式气水喷嘴结构示意图2活性磁化水喷雾降尘体系的内涵井下机械煤质强度的提高大大增加了采煤次数，导致冲击体大幅度增加，影响较小，溶液处理微量粉尘颗粒的能力进一步增强。

溶剂残留量效率的主要因素有两个领域:一个领域由脂肪水供应、芳香烃等多种基本水文组和以水为喷淋介质的大部分现有喷淋组成，导致水分和水煤之间的抗逆性降低。

第二，良好的雾空间可以增加雾和灰尘的碰撞概率，因为喷雾降水的一个重要过程会转化为更好地复盖主要产地的喷雾场。

这对高效采集井下灰尘具有重要意义。

因此，为了提高煤矿喷淋机的性能，本文提出了一种废物处置方法，主要侧重于高效制备湿磁场和喷淋剂部分密封粉尘的方法。

煤矿井下综合防尘自动喷雾的应用

煤矿井下综合防尘自动喷雾的应用作者：刘亚峰来源：《科学与财富》2019年第10期摘要：矿井安全生产和职业病危害的重视，矿井粉尘浓度的危害也越来越受到关注，因此对矿井粉尘的防治要求也越来越高。

按照煤矿安全规程的要求，在矿井大巷、放煤口、转载点、卸煤点等地方必须安置洒水降尘装置或除尘风机。

而煤矿井下综合防尘自动喷雾的应用可以有效降低空气中粉尘含量，改善作业场所工作环境，从而减少粉尘对井下作业人员的伤害。

关键词：煤尘；煤尘产生；生产技术；通风技术；光控自动洒水降尘装置1 引言煤尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。

在矿山生产过程中，如钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。

在同一矿井里，产尘的多少也因地因时发生着变化。

一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮游矿尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45%～80%；掘进工作面产尘量占20%38%，锚喷作业点产尘量占10%～15%；运输通风巷道产尘量占5%～10%，其他作业点占2%～5%。

各作业点随机械化程度的提高，矿井的生成量也将增大，因此防尘工作也就更加重要煤尘始终是危害矿井安全生产的因素之一，它的危害很大：⑴对人体健康的危害：如果人的肺部长期吸入大量的矿尘（煤尘），就可能得矽（煤）肺病，矽（煤）肺病是目前危害较大的一种矿工职业病。

⑵煤尘爆炸的危害：井下煤尘在一定的条件下，能发生爆炸事故，伤亡人员，破坏设备和毁坏整个矿井，造成严重的灾害。

⑶煤尘对设备、仪器仪表的危害：他能加速机诫磨损，减少机诫、仪表的使用寿命和降低其检测精度。

⑷煤尘污染环境，使工作场所的能见度降低，工伤事故增加，工程质量下降。

1 影响煤尘产生量的因素主要包括以下两个方面：1.1 自然因素（1）地质构造地质构造破坏严重的地区，断层、褶曲比较发育，煤岩较为破碎，矿尘的产生量大。

（2）煤层赋存条件同样技术条件下，开采厚煤层比开采薄煤层的产尘量大；开采急倾斜煤层比开采缓倾斜煤层的产尘量多。

煤矿矿井防尘措施的改进与效果评价

煤矿矿井防尘措施的改进与效果评价在煤矿行业中，矿井防尘是一项十分重要的工作，对保障矿工的生命安全和健康具有至关重要的意义。

随着科技的不断进步和对矿井防尘技术的持续研究，煤矿矿井防尘措施的改进已经在实践中得到广泛应用，并取得了一定的效果。

本文将探讨煤矿矿井防尘措施的改进与效果评价。

一、煤矿矿井防尘措施的改进1.1 传统防尘措施存在的问题在过去的矿井防尘工作中，煤矿企业主要采用布水喷洒、湿式排风和局部抽风等传统的防尘措施。

然而，这些措施存在一些问题。

首先，布水喷洒存在喷雾效果不佳、水雾带走煤炭粉尘较少的问题，防尘效果有限。

其次，湿式排风需要大量的水资源，造成了浪费。

最后，局部抽风虽然能够有效降低矿井中的粉尘浓度，但对于整个矿井的防尘效果却并不明显。

1.2 改进措施的引入为了解决传统防尘措施存在的问题，近年来，煤矿矿井防尘措施进行了一系列的改进。

主要改进措施如下：（1）瓦斯抽采与防尘技术相结合：利用瓦斯抽采过程中产生的负压，将矿井中的粉尘通过管道收集起来，有效降低了矿井中的粉尘浓度。

（2）综合防尘措施：除了传统的喷雾、排风等措施外，还引入了空气洗涤技术、雾化喷淋技术等新型的防尘设备。

通过综合运用这些设备，能够实现对整个矿井的粉尘进行有效的控制。

（3）自动化控制技术的应用：引入自动化控制技术，能够实现对防尘设备的自动化运行和监控。

通过实时监测矿井中的粉尘浓度和风流状态，能够更及时地进行调整和控制，提高了防尘效果的稳定性和可靠性。

二、煤矿矿井防尘措施效果的评价2.1 粉尘浓度监测为了评价矿井防尘措施的效果，需要进行矿井中粉尘浓度的监测。

通过在矿井中设置监测点，定期对粉尘浓度进行采样和检测，并记录下来。

通过对多次检测结果的比对和分析，能够了解防尘措施的改进对矿井粉尘浓度的影响。

2.2 矿工健康监测煤矿矿工在长期煤矿作业中容易接触到高浓度的粉尘，对健康造成较大影响。

因此，对矿工的健康状况进行监测也是评价防尘措施效果的重要指标。

井下回风流用净化风水喷雾

井下回风流用风水喷雾使用技术总结为了有效降低生产作业地点回风流中粉尘浓度，并大量减少喷雾所需的水量，兴隆庄煤矿在回风流中采用了风水喷雾配合捕尘网使用，取得了良好的使用效果。

一、风水喷雾工作原理
1.风水喷雾装置使用效果如下图（地面拍摄）所示：
2.该喷雾的工作原理：
该种喷雾每一个喷嘴都有单独的供水和供风系统，供水压力一般控制在0.1MPa-0.2 MPa之间，供水压力依靠总减压阀控制；供风压力一般保持在0.5MPa左右，供风量依靠每一个喷嘴上的调节螺丝控制。

其雾化好的主要原因在于较高的供风压力和供风量可以将很小的供水量在喷头末端混合腔内完全雾化，出现极好的雾化效果。

二、该种喷雾的优点：
1.雾化效果好。

该种独特的喷嘴设计及其工作原理使得该种喷雾效果极佳，水雾能够与尘粒更完全的结合，降尘效果较好。

2.用水量少。

该种新型的风水喷雾比较原来的传统喷雾，其用水量大为减少，免去了使用单位因喷雾积水带来的排水麻烦。

3.安装方便。

该种喷雾制作简单、重量较轻，携带、安装、撤除均比较方便。

4.经济实惠。

该种喷雾与我矿使用过的其它风水喷雾相比，价格较为便宜，而且安装更为简单。

煤矿井下喷雾雾化降尘实验的效果

煤矿井下喷雾雾化降尘实验的效果煤矿井下喷雾雾化降尘实验的效果第一步：实验目的和背景介绍我们进行煤矿井下喷雾雾化降尘实验的目的是为了降低煤矿井下的粉尘浓度，提高矿工的工作环境和健康安全。

在煤矿井下作业过程中，大量的煤尘会悬浮在空气中，容易造成矿工的呼吸道疾病，并且增加火灾和爆炸的风险。

通过喷雾雾化降尘技术，可以有效地将悬浮在空气中的粉尘降低至安全范围内。

第二步：实验设计和操作步骤为了测试喷雾雾化降尘技术的效果，我们选择了一条煤矿井下的通风巷道进行实验。

实验设计包括以下几个步骤：1. 在通风巷道内设置实验测量点，用于监测粉尘浓度的变化。

2. 调整喷雾雾化装置，确保水雾能够均匀地覆盖通风巷道的空气。

3. 开始喷雾雾化降尘实验，记录下实验开始时的粉尘浓度。

4. 每隔一段时间，对通风巷道内的粉尘浓度进行测量，并记录下来。

5. 持续进行喷雾雾化降尘实验，直到粉尘浓度降低到目标安全范围内。

第三步：实验结果和数据分析根据实验测量点的数据，我们可以得到粉尘浓度随实验时间变化的曲线图。

在实验开始时，通风巷道内的粉尘浓度较高，随着喷雾雾化降尘技术的应用，粉尘浓度逐渐降低。

经过一段时间的实验，粉尘浓度稳定在目标安全范围内。

第四步：实验效果评估我们可以根据实验结果评估喷雾雾化降尘技术的效果。

通过对比实验之前和之后的粉尘浓度数据，可以明显看到喷雾雾化降尘技术有效地降低了煤矿井下的粉尘浓度。

这将有助于改善矿工的工作环境，并减少呼吸道疾病的风险。

此外，降低粉尘浓度还能减少火灾和爆炸的发生概率，提高煤矿安全性。

总结：通过煤矿井下喷雾雾化降尘实验，我们验证了喷雾雾化技术在降低粉尘浓度方面的有效性。

实验结果显示，喷雾雾化降尘技术能够显著降低煤矿井下空气中的粉尘浓度，改善矿工的工作环境和健康安全。

这一技术的应用有助于减少呼吸道疾病的发生风险，并降低火灾和爆炸的潜在危险。

因此，煤矿行业可以考虑广泛采用喷雾雾化降尘技术来改善生产环境和保障工人的健康安全。

煤矿井下喷雾雾化降尘实验的分析

煤矿井下喷雾雾化降尘实验的分析煤矿井下喷雾雾化降尘实验的分析1. 引言煤矿井下是一个尘埃密集的工作环境，这些尘埃不仅影响矿工的健康和安全，而且可能导致爆炸和火灾等事故。

为了改善煤矿井下的空气质量，降低尘埃浓度，需要采取有效的控尘措施。

本文对煤矿井下喷雾雾化降尘实验进行分析，以评估其降尘效果和可行性。

2. 实验目的本实验的目的是通过喷雾雾化技术，将水雾喷洒到煤矿井下，以降低尘埃浓度。

通过对比不同喷雾雾化方案的降尘效果，评估该技术的可行性。

3. 实验设计在煤矿井下选取一定区域，设置尘埃浓度监测仪器，并记录初始尘埃浓度。

然后，采用不同的喷雾雾化设备和参数，进行多次实验。

每次实验后，重新测量尘埃浓度，并记录降尘效果。

实验过程中，还应记录喷雾设备的运行状态、水雾颗粒大小和风向等相关信息。

4. 数据分析将实验数据导入计算机软件，进行统计和分析。

首先，计算每次实验后的尘埃浓度降低百分比，并绘制降尘效果曲线。

然后，根据不同喷雾雾化方案的实验结果，比较其降尘效果和操作可行性。

对于效果较好的方案，进一步分析其喷雾设备参数和运行状态，寻找最佳配置。

5. 结果讨论根据实验数据和分析结果，可以得出不同喷雾雾化方案的降尘效果。

通过对比，找出最佳的喷雾设备和参数配置，以达到最佳降尘效果。

此外，讨论实验过程中可能存在的误差和不确定性，并提出改进建议。

6. 结论本实验通过喷雾雾化技术降尘的实验研究，证实了其在煤矿井下空气质量改善中的有效性。

通过适当的喷雾设备和参数配置，可以显著降低煤矿井下的尘埃浓度。

然而，实验结果仍然存在一定的误差和不确定性，需要进一步的研究和改进。

7. 展望基于本实验的结果，未来可以进一步探索喷雾雾化降尘技术在煤矿井下的应用。

通过改进喷雾设备的设计和性能，提高降尘效果和操作可行性。

此外，还可以结合其他尘埃控制技术，如通风系统和湿式除尘等，综合应用，以实现更好的空气质量控制效果。

总之，煤矿井下喷雾雾化降尘实验是一项重要的研究内容，可以为改善煤矿井下的工作环境，保护矿工的健康和安全提供有效的技术支持。

煤矿井下综掘机内喷雾装置改造技术探究

煤矿井下综掘机内喷雾装置改造技术探究摘要：综掘机内喷雾装置是煤矿井下掘进重要的降尘设备，是井下实现一通三防的重要媒介。

内喷雾装置是从综掘机截割头齿座间喷出，离工作面正前煤帮位置最近，喷出的水雾颗粒半径与煤尘接近，能够迅速捕捉空气中的煤尘颗粒，达到降尘效果。

目前国内外综掘机的内喷雾装置在实际使用中存在使用寿命短、喷嘴易堵等问题。

特别是内喷雾配水装置不能维修，损坏后不易更换，使内喷雾装置形同虚设，效果不理想。

因此有必要对现有内喷雾装置进行改进研究，提高工作面降尘效率。

关键词：煤矿；综掘机；内喷雾；改造技术引言掘进机主要用于掘进地下软岩煤巷，有安全、高效和成巷质量好等优点。

主要构成部件有行走部件、工作部件和转载部件，可以分为开敞式和护盾式。

行走部件带动机身行动，切割头破碎巷道软岩，装运机构将碎岩转运。

近年来煤矿开采涉及的安全问题受到社会舆论的广泛关注，在煤矿安全压力以及经济效益成本的双重压力之下，井下巷道掘进逐步实现了完全机械化生产，这将进一步增加煤矿掘进机的使用率。

本文主要针对EBZ135型煤矿综掘机保养及故障排除进行阐述。

1综掘机项目背景国内综掘机械主要是悬臂式综掘机。

综掘机机载降尘设备包括外喷雾装置和内喷雾装置。

内喷雾装置距离煤尘位置集中，主要存在悬臂段内主轴与内喷雾格兰圈组成的配水装置因磨损而很快漏水的问题，导致内喷雾不能发挥作用，实际使用寿命极短，因此实际生产中往往使用外喷雾装置居多，内喷雾装置基本处于瘫痪状态。

2综掘机内喷雾装置改造研究内容2.1综掘机内喷雾装置改造研究目标对在用综掘机内喷雾的研究改造，内喷雾配水装置不得漏水，内喷雾雾化范围不小于1m，每台综掘机改造后配水装置整体连续使用寿命达3个月以上。

压力不小于2MPa，喷雾范围不小于1m，连续使用不低于3个月，整体质保期不少于12个月。

将现有综掘机用内喷雾配水盘更换为本装置，即根据现用综掘机悬臂段的内部结构，重新设计制作与其相匹配的内喷雾配水装置。

掘进机负压二次喷雾降尘装置的分析

掘进机负压二次喷雾降尘装置的分析摘要：对于既有降尘设备降尘效率不高，不能适应综采作业面降尘要求的现状，研制出了负压二次喷雾降尘设备，如ZPJ-0.2/0.4掘进机用喷雾降尘设备。

该设备可以在采取全覆盖水雾除尘前提下，依靠负压吸入式降尘设备过滤工作面气体。

验证结果表明，负压二次喷雾降尘设备对全尘与呼吸尘的下沉效率分别上升了43.42%与43.6%，降尘效果明显。

关键词：掘进机；喷雾降尘；煤矿掘进机是矿井综采工作的关键机械设施，有利于提升井底综采效率。

为防止掘进机运行时形成的粉尘随巷道中的气流分散干扰井底工作安全，一般在掘进机上增加喷雾降尘设备，如今最常见的外喷雾降尘设备运行时出现的水雾是平面状，既不能全覆盖下降大面积粉尘，并且耗水量多、降尘效率不高，所以，要研制出新的喷雾降尘产品，提高对环境中各类粉尘颗粒的下降性能。

1、概述ZPJ-0.2/0.4掘进机配备的喷雾降尘设备，依靠压缩气体驱动，运行时没有裸露旋转件（下面简称装置）是满足国内矿井多种掘进机应用的先进喷雾除尘设备。

装置应用标准：MT/T 240-1997《煤矿降尘用喷嘴通用技术条件》与Q/ZW40-2018《ZPJ-0.2/0.4掘进机用喷雾降尘设备》。

装置稳定运行条件如下：a)允许风速（0～10）m/s；b)运行温度（0～80）˚Ｃ；c)相对湿度小于95%（＋25˚Ｃ）；d)可以用于带甲烷的矿井中。

型号与含义：Z P J -0.2/0.4额定水压/额定气压，MPa掘进机用喷雾装置2、结构特点及运行原理装置包含风水联动开关设备、高精密压风及压力水过滤设备、风水磁化平衡设备与脉冲风雾发生器设备，风雾发生器固定器与高压胶管等。

依靠人工移动风水联动开关设备并启动压风与静压水，静压水通依靠管路流进风水磁化平衡设备，压风也通过管道同步送进风水磁化平衡设备，通过磁化之后静压水与压风分别送入设置在风雾脉冲发生设备，压风与静压水于风雾脉冲发生设备中混合后由喷口部位朝外扩散的飞速、微细脉动式飞速汽水风雾流，飞速汽水风雾流喷入掘进机截割头部位，完成对掘进机截割头割煤粉尘的就地净化、避免与削减粉尘分散[1]。

煤矿井下综合防尘自动喷雾装置的应用

煤矿井下综合防尘自动喷雾装置的应用标签自动；节水；防尘一、概述。

矿尘始终是困扰井下安全生产的最大因素之一，它的危害很大。

长期从事采掘和粉尘作业环境的职工，易引起尘肺病；在高度粉尘作业场所工作的职工，视线易受阻挡，操作中易造成人身事故；其最大危害在于煤尘具有爆炸危险的矿井，易发生煤尘爆炸事故，给矿井安全生产带来很大威胁。

因此矿井采用了许多防止矿尘产生和减少空气中悬浮矿尘的措施的方法。

龙湖分公司目前开采的煤层由于处于瓦斯风化带阶段，瓦斯含量低，但煤尘均具有爆炸危险性，因此矿尘防治便成了龙湖分公司“一通三防”工作中的重中之重。

龙湖分公司经多年对防尘设施的研究，目前已研制成三大类五种自动喷雾装置，在实际生产中取得了良好的效果。

二、利用爆轰波作动力的自动喷雾洒水装置。

1、掘进工作面远距离强制放炮自动喷雾器。

（1）结构：这种装置主要由喷嘴、放炮喷雾器主体、重锤、翻板等组成，其结构如图：（2）原理：当掘进工作面放炮后，其爆轰波产生的冲击力将翻板掀到如图所示的虚线位置，同时风水管路的阀门被同时打开，高压风与静压水同时进入管内，水在高压风的作用下，从喷嘴内呈雾状喷出，起到消尘作用。

为了防止水倒流进入风管内，在进风管上安设逆止阀。

另外，为了保证风压高于水压在0.00098—0.00196Pa之间，进风管和进水管上分别安设了风压水压调阀，进行人工调节风水压力比，避免了因风压大于水压使雾粒超细或水压大于风压使雾粒粗大，影响除尘效果。

2、回采工作面远距离自动开启回风净化（1）结构：如图：（2）原理：将翻板及阀门按设在采煤工作面的上出口附近(以工作面下出口放炮时冲击波能掀动翻板为有效位置)，用阀门将入水管和出水管联在一起，当工作面放炮时，其爆轰波产生的冲击力将翻板掀到图中虚线位置，重锤自动下摆同时将水门打开，从而实现自动开启回风净化水幕。

3、结论：(1)、节省人力。

放炮后不用人工操作打开喷雾装置，可以避免放炮后人员开启喷雾装置时发生危险。

风送喷雾机在矿山除尘中的效果评估

风送喷雾机在矿山除尘中的效果评估随着工业化的进程，矿山除尘成为了一个迫切需要解决的问题。

矿山中的粉尘不仅严重影响工作环境和工作人员的身体健康，还可能引发火灾、爆炸等安全事故。

而风送喷雾机作为一种常见的除尘设备，在矿山除尘中发挥着重要的作用。

本文将对风送喷雾机在矿山除尘中的效果进行评估。

风送喷雾机利用高压风扇和喷嘴将水雾喷洒到空气中，通过将悬浮在空气中的粉尘湿化，使其沉淀下来，从而实现除尘的效果。

以下是对风送喷雾机在矿山除尘中的效果评估。

首先，风送喷雾机具有高效的除尘效果。

喷嘴通过细小的雾滴将悬浮的粉尘湿化，使其更容易沉降，并阻止其再次扬尘。

这种除尘方式相较于传统的湿式除尘设备有着更好的效果，可以显著降低矿山工作区域的粉尘浓度，提高工作环境的清洁度。

其次，风送喷雾机适用于不同类型的矿石和粉尘。

不同种类的矿石所产生的粉尘大小、湿度等特性各不相同，这就对矿山除尘设备提出了更高的要求。

风送喷雾机通过调节喷嘴的参数，如喷雾角度、雾滴直径等，可以适应不同类型的矿石和粉尘，从而实现更好的除尘效果。

再次，风送喷雾机具有较低的能耗和维护成本。

相较于其他湿式除尘设备，风送喷雾机在操作过程中消耗的能量较低，节约了能源资源；同时，由于风送喷雾机的设计简单，维护成本也相对较低。

这使得风送喷雾机成为矿山企业在除尘设备选择时的优选。

此外，风送喷雾机也具有一定的环保优势。

在除尘过程中，风送喷雾机使用的是水雾作为媒介液，而不是传统的化学洗涤剂或溶剂。

因此，在喷雾过程中，不会产生有害气体或化学物质，保护了工作人员的身体健康，也对环境产生了较小的污染。

另外，需要注意的是，风送喷雾机在矿山除尘中的效果还受到一些因素的影响。

首先是喷雾机的位置布置，合理的布置可以使得喷雾机覆盖到需要除尘的区域，提高除尘效果。

其次是水源供应稳定性，喷雾机需要充足的水源供应来保证长时间、连续的除尘工作。

最后是操作人员的技术水平，熟练的操作人员能够根据实际情况进行喷雾机参数的调整，提高除尘效果。

新型喷浆机除尘装置的分析与应用

1喷浆机除尘装置介绍喷浆机是一种在煤矿巷道、交通隧道等施工过程中的混凝土喷射机械，在压缩空气的作用下，搅拌腔体内的混合物料通过喷嘴被喷射至指定部位，形成支护面。

最初的喷浆机为干式喷浆机，这种喷浆机已经被淘汰。

现在广泛使用的是湿式喷浆机，湿式喷浆机具有粉尘浓度低、生产率高、回弹率低的特点。

国内的矿用防爆喷浆机基本均采用间断给料、不间断给风的工作模式，将制造混凝土的各种原料加入搅拌桶内，不间断向其注入压缩空气，从而使混凝土受压从喷嘴射出。

这种间断给料、不间断给风的喷浆机转子磨损极大，且经常造成密封工作面被破坏，同时连续给风的电能和风能消耗过大。

传统湿式喷浆机能耗比较高，在风压不足时经常发生管路堵塞现象，风压过高时，混凝土的回弹率会升高，特别是对于煤矿巷道喷帮和喷顶施工过程而言，无法自动调节风压。

随着我国综采机械化水平的提高，原有喷浆机的性能已经不符合现在的生产模式，煤矿企业急需一种密封性好、混凝土搅拌效率高、支护效率高、节能无尘的新型喷浆机。

在巷道支护中喷浆作业所占的工作量很大，产生分产的原因有很多，例如人工拌料不均、溢气口在喷浆形成的风力较大等。

喷浆作业现场的工作环境相当恶劣，影响支护进度和人员健康，严重时还会造成回弹混凝土增多，降低支护强度。

《煤矿安全规程》653条对喷浆机喷射混凝土的工艺和除尘措施做出了明确规定[1-2]：喷射混凝土时，应当采用潮喷或湿喷工艺，并配备除尘装置对上料口、余气口除尘。

2新型喷浆机作业原理如图1所示，新型喷浆机由喷射主机、速凝剂添加装置、护罩、护罩排气口、排料口、下溢气总成、上溢气总成、橡胶防尘护套等构成[1-2]，喷浆机通过吸尘管与除尘器连接，除尘器底部设有积尘室，上部设有操作手柄。

在喷浆机喷射施工时，砂石料和水泥不间断进料，经筛网过滤后沿斜槽注入混合搅拌桶，桶内的搅拌盘在电动机驱动下快速混合物料，实现物料预混合，在上述进料过程中，喷浆机每隔一段时间排风一次。

搅拌盘上的螺旋叶片的节距和半径均设计成不均匀结构，有利于充分搅拌物料。

《综采工作面喷雾降尘理论及应用研究》范文

《综采工作面喷雾降尘理论及应用研究》篇一一、引言随着煤矿开采的深入发展，综采工作面的粉尘问题日益突出，不仅对矿工的身体健康构成威胁，还可能引发爆炸等安全事故。

因此，有效控制综采工作面的粉尘问题，成为了当前煤矿安全生产的重要课题。

喷雾降尘技术作为一种有效的粉尘控制手段，其理论及应用研究具有重要的现实意义。

本文将就综采工作面喷雾降尘的理论基础、应用技术及实践效果等方面进行详细阐述。

二、喷雾降尘理论基础1. 喷雾降尘原理喷雾降尘的原理主要是通过将水雾化，形成微小的水滴，这些水滴在空气中与粉尘颗粒接触，通过吸附、凝聚、沉降等作用，使粉尘颗粒的粒径增大，从而降低空气中的粉尘浓度。

此外，水滴在蒸发过程中会吸收大量的热量，使局部空气温度降低，进一步促进粉尘的沉降。

2. 喷雾降尘的关键参数喷雾降尘的关键参数包括喷雾压力、喷嘴类型、喷嘴布置、喷雾量等。

这些参数的合理选择与配置，直接影响到喷雾降尘的效果。

其中，喷雾压力决定了水雾的粒径大小及分布情况；喷嘴类型和布置方式则影响到水雾的覆盖范围及分布均匀性；喷雾量则是保证降尘效果的关键因素。

三、喷雾降尘应用技术1. 喷雾降尘系统设计喷雾降尘系统主要包括水源、水泵、输水管路、喷嘴等部分。

在设计时，需要根据综采工作面的实际情况，确定合适的水源、水泵及输水管路；同时，还需根据粉尘的来源、分布及运动规律，合理布置喷嘴，以保证水雾的覆盖范围及分布均匀性。

2. 智能控制系统为提高喷雾降尘的效果及效率，可引入智能控制系统。

通过安装粉尘浓度传感器、温度传感器等设备，实时监测综采工作面的粉尘浓度及环境温度；根据监测数据，自动调节喷雾系统的运行参数，实现自动化的喷雾降尘。

四、实践应用及效果1. 实践应用在综采工作面，通过安装喷雾降尘系统，实现了对粉尘的有效控制。

在实际应用中，根据工作面的实际情况，合理配置喷雾系统的各项参数，如喷雾压力、喷嘴类型及布置等；同时，结合智能控制系统，实现了自动化的喷雾降尘。

煤矿井下自动喷雾装置写一段介绍的话

煤矿井下自动喷雾装置写一段介绍的话煤矿井下自动喷雾装置介绍随着科技的不断发展，煤矿安全问题一直备受关注。

在煤矿井下，由于煤尘的存在，容易引发火灾和爆炸等安全事故，给矿工的生命和财产安全带来严重威胁。

为了解决这个问题，煤矿井下自动喷雾装置应运而生。

煤矿井下自动喷雾装置是一种用于煤矿井下的安全设备，其主要功能是通过喷雾方式将水或其他灭火剂均匀地喷洒在矿井内，起到抑制煤尘的作用，从而减少火灾和爆炸的发生。

该装置由控制系统、喷雾系统和供水系统组成。

控制系统通过传感器感知煤尘浓度、温度和湿度等参数，根据预设的阈值来自动控制喷雾装置的启停和喷雾量。

喷雾系统由喷头、喷嘴和喷雾管路等组成，通过喷头将水雾均匀地喷洒在矿井内。

供水系统则负责为喷雾系统提供所需的水源，通常通过水泵将水送至喷雾系统。

煤矿井下自动喷雾装置的工作原理是利用喷头产生的高速水雾将煤尘冲散和稀释，从而减少煤尘的浓度。

喷头中的喷嘴通过高压水或其他灭火剂的喷射，产生微小的液滴，这些微小液滴与悬浮在空气中的煤尘颗粒发生碰撞，使煤尘颗粒湿润、凝聚和沉降。

同时，水雾的蒸发和冷却作用可以降低矿井内的温度，减少火灾和爆炸的发生。

煤矿井下自动喷雾装置具有以下几个优点。

首先，它能够实现全自动化操作，无需人工干预，大大提高了工作效率和安全性。

其次，喷雾系统设计合理，喷头采用高压喷射技术，喷雾范围广、喷雾均匀，能够有效覆盖整个矿井空间。

此外，该装置还具有节水、节能、环保等特点，能够在一定程度上降低煤矿的生产成本和环境污染。

然而，煤矿井下自动喷雾装置也存在一些问题和挑战。

首先，装置的可靠性和稳定性是使用中需要重点关注的问题。

由于煤矿井下环境恶劣，设备易受到煤尘、高温和潮湿等因素的影响，因此装置的设计和选材需要特别考虑这些因素。

其次，装置的维护和保养也是一个重要的方面。

定期检查和维修设备，保持设备的正常运行状态对于确保装置的有效性和可靠性至关重要。

总的来说，煤矿井下自动喷雾装置是一项非常重要的技术装备，对于保障煤矿安全和矿工的生命财产安全起到了至关重要的作用。

气水喷嘴雾化特征与降尘效果分析

气水喷嘴雾化特征与降尘效果分析蒋仲安;王明;陈举师;林梦露【摘要】In order to improve the spray dust efficiency of a gas⁃water nozzle in the coal mine workplaces with high concentration of dust, the gas⁃water nozzle atomization characteristic parameters were studied through experiments, and the changing rule between the droplet average diameter and the gas/water flow was obtained;this paper studied the dust removal process of the gas⁃water spraying in the comprehensive tunneling face. The corresponding mathematical model was established and the expression of the gas⁃water nozzle’ s efficiency was provided. The curve of dust removal efficiency was drawn by use of Matlab. Research results show that: when the water flow remains constant, the dust removal efficiency increases with the increase of the gas flow; when the gas flow remains constant, the dust removal efficiency increases firstly and then decreases with the increase of the water flow; the larger the dust size is and the longer the effective distance of spray droplets is, the easier the dust settling is. Only when the gas flow is greater than 150 × 10-5 m3/s, the dust reducing efficiency can reach 80%, and the best gas water flow ratio lies between 100 and 150. Based on the size distribution and removal requirement of dust in working face, choose the best gas/water flow can be chosen by reference to the related curve so that better dust removal effect and economic benefits can be achieved.%为提高气水喷嘴在煤矿井下高浓度粉尘作业场所的喷雾降尘效率，通过实验研究了气水喷嘴的雾化特性参数，得出了雾滴平均直径与气、水流量的变化规律；以煤矿综掘工作面气水喷雾降尘过程为研究对象，建立了相应的数学模型，推导出了气水喷嘴降尘效率的关系式，采用Matlab软件绘制了降尘效率曲线．研究表明：水流量一定时，气体流量越大降尘效率越大；气体流量一定时，降尘效率随水流量的增大先增大后减小；粉尘粒径越大，喷雾雾滴有效作用距离越长，粉尘越容易被沉降；要使气水喷嘴的降尘效率达到80％以上，气体流量必须大于150×10－5 m3／s，最佳的气水流量比范围为100～150．依据工作面粉尘的粒径分布和降尘效率要求，参照相关曲线选择最佳的气水流量，可以达到更好的降尘效果和经济效益．【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2017(049)002【总页数】7页(P151-157)【关键词】综掘面;粉尘;气水喷嘴;喷雾;降尘效率;气水流量比【作者】蒋仲安;王明;陈举师;林梦露【作者单位】教育部金属矿山高效开采与安全重点实验室北京科技大学，北京100083;教育部金属矿山高效开采与安全重点实验室北京科技大学，北京100083;教育部金属矿山高效开采与安全重点实验室北京科技大学，北京100083;教育部金属矿山高效开采与安全重点实验室北京科技大学，北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD714.2煤矿井下采掘工作面作业时会产生大量粉尘，而采用湿式喷雾降尘是最经济简便的方法，如机组内外喷雾联合降尘、巷道水幕降尘等，其基本原理都是采用压力水喷嘴的喷雾形式[1].但传统的压力水喷嘴往往要求水压高、耗水量大，且雾滴粒径较大，对呼吸性粉尘的降尘效果普遍较差[2].气水联动雾化降尘在中国是一项新兴的技术，国内外的研究表明采用气水联动喷雾降尘技术较常规喷雾降尘技术相比能使呼尘的浓度大幅度降低[3-4].气水联动喷雾装置的核心部件是气水喷嘴，由于现在对气水喷嘴喷雾降尘的理论研究较少，导致气水喷雾降尘技术在实际应用中存在盲目性，只凭经验调节装置的气、水流量，不仅浪费水资源而且也不能得到应有的降尘效果.本文通过实验研究气水喷嘴的雾化特性，结合雾化降尘机理的理论分析，对气水喷嘴喷雾降尘效率的影响因素进行了分析，得出了气水喷嘴雾化降尘效率与气流量、水流量及气水流量比等因素的关系曲线，能对气水喷嘴的实际应用提供理论上的指导.1.1 气水喷嘴的结构及原理气水喷嘴主要由进水端口、进气端口、气水混合室及喷雾出口4部分组成，如图1所示，其原理是：一定压力的水和气体分别从进水端口、进气端口进入，水流在高速气流作用下破碎成包含大量微小气泡的液丝或液线，多股气流和单股水流在气水混合室内形成稳定的气泡两相流动，混合体经喷嘴高速喷出时，由于混合体的体积膨胀和流体搅动作用以及周围空气的卷入，水被雾化成许多微细的水粒[5-8]. 1.2 气水喷嘴性能参数的研究在实际应用中，气水喷嘴喷雾降尘效率的直接影响因素主要有雾滴粒径、喷射距离及覆盖角度等参数[9].这些参数除了跟混合室及喷嘴的结构有关外，主要取决于气水喷嘴气体流量、水流量及气水流量比[10].为此，本文先通过实验研究气水喷嘴的流量特性及雾化特性，为研究气水喷嘴雾化降尘机理提供理论基础.1.2.1 实验装置及方法实验装置如图2所示，整个装置由供水系统、供气系统、排雾装置及喷嘴实验台4部分组成.实验在常温常压下进行，采用空气和水作为工作介质，气水喷嘴出口孔径为2 mm.通过空压机提供压缩空气，压力范围为0～1.0 MPa，利用QL-380A型清洗机提供压力水，压力范围为0～6.0 MPa.在喷嘴进气端和进水端分别用高压管连接好压力表和流量计，通过调节阀调节气压和水压控制喷嘴的气流量、水流量. 选用JL-3000型全自动喷雾激光粒度仪对喷嘴雾滴粒径分散度进行测定，测量范围为0.5～1 300 μm，雾化角和喷雾过程通过高速摄像机进行观察.1.2.2 流量特性分析气水喷嘴内两种流体的流动不是相互独立的，气压和水压及其各自的流量之间互相影响，改变其中任何一个参数，其余3个也随之改变[11].为研究它们之间的关系，分别测定水压在0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 MPa时，气压从0.1 MPa变化到0.5 MPa情况下喷嘴的气体流量和水流量，得到不同水压和气压情况下水流量及气体流量的变化关系曲线如图3，4所示.从图3,4中可以看出：1)当水压一定时，随着气压的增加，喷嘴的水流量逐渐下降，且水压越大，水流量受气压的影响越来越小.2)随着气压的增加，气体流量基本呈线性增加，且水压越大，气体流量随气体压力增加的速率越小.根据上述试验的不同工况，得出了对应的气流量和水流量，由此可以得出水流量与气水流量比之间的关系如图5所示.由图5可知，气体流量和水汽量流量之间也不是相互独立的，不论气水压力及流量比如何变化，水流量与气水流量比之间的关系始终成指数关系，可拟合得Ql=5.83e-0.03R×10-5.式中：R=Qg/Ql为喷嘴气水流量比；Qg、Ql分别为喷嘴的气体流量和水流量，m3/s.1.2.3 雾化特性分析对于结构和原理相似的气水喷嘴，它们之间都保持着同样的相似准则，具有相同的相似准则关系式.文献[12-14]得到相关的内混式气水雾化喷嘴雾滴平均粒径(文中指索太尔平均直径)的经验公式为式中：Dw为雾滴平均直径，μm；Vr为气水喷嘴混合室内气水两相流的相对速度，m/s；σ为液体的表面张力系数，dyn/cm；μl为液体黏性系数，dyn·s/cm2；ρl为水的密度，g/cm3；其中：Vg、Vl分别为喷嘴内气流速度和水流速度，m/s；α为气水孔道夹角；根据流速、流量和断面积的关系式V=Q/A，代入相关参数α=30°，气水孔道直径分别为2.0 mm和1.5 mm，化简得到气水喷嘴雾滴平均粒径公式为应用Matlab软件绘制出气水喷嘴雾滴的平均粒径大小与不同气水流量的关系曲线如图6所示.从图6中可以看出，水流量一定时，雾滴平均粒径随气体流量的增大而减小；气体流量一定时，水流量越大，雾滴平均粒径越大；当水流量小于1×10-5m3/s，气流量大于50 ×10-5m3/s时，雾滴平均粒径小于10 μm.2.1 假设条件以同忻矿5207综掘工作面为例进行分析，在掘进机摇臂上装有外喷雾模块，掘进割煤时对着掌子面喷射水雾，喷射稳定后在掘进头附近形成水雾柱流.假设喷嘴的水雾雾化均匀，多个喷嘴扩散角度能覆盖整个巷道断面，则在此喷射范围内高速运动的水雾柱流能与粉尘颗粒发生碰撞黏结而沉降.在水雾的喷射范围内，水雾的运动速度远大于含尘气流的速度，可近似的认为其相对速度就是雾滴的速度[15].喷雾降尘的机理主要有惯性沉降和扩散沉降，其中惯性沉降主要适用于捕获粒径大于5 μm的粉尘颗粒，而扩散沉降适用于小颗粒粉尘.通过现场粉尘采样，采用Winner 2000激光粒度分析仪测得综掘工作面颗粒粒径大于5 μm的粉尘占80%以上，可只考虑粉尘颗粒的截留和碰撞作用.2.2 数学模型的建立单一水滴捕捉粉尘颗粒粒子能力是体现喷雾降尘效率的重要参数.如图7所示含尘气流以相对速度Ur经过一个小水滴，空气沿流线在液滴周围做绕流运动，粉尘颗粒在惯性的作用下不能随气体流线一起运动而是沿靠近液滴方向的曲线路径运动，接近轴线位置的粉尘颗粒将在液滴的前方与其相撞而被捕获.在整个气流和水滴的相对运动过程中，可假设一直径为y的流管内的粉尘颗粒全部被捕获，粒子从管中心线将进一步向液滴转移.则单个液滴捕获效率E可用半径为y的圆面积和水滴的投影面积之比来表示，即假设空气中粉尘均匀分布，每立方米的粉尘颗粒数量为n，则单一水滴单位时间内捕捉的粉尘颗粒数为式(1)两边同时除以空气流量Q(m3/s)，则单一水滴捕尘速率为给定喷嘴雾化的水流量W，则水滴颗粒总数为代入式(2)，可得到水滴群的捕尘总速率，即考虑如图8所示的一掘进巷道微元体，巷道断面积为A，取长度为dx，含尘气流与水滴以相对速度Ur从相反的方向运动；在dt时间内，含尘气流运动dx，粉尘浓度降低dn，则结合式(3)可得：x.假设雾滴的有效作用距离为L，粉尘的入口浓度为n1，出口浓度为n2，则对式(4)两边求积分：求解可得降尘效率η为粉尘浓度减少的量除以入口的粉尘浓度，即).只考虑惯性作用时，文献[16]提出了单一液滴惯性碰撞的捕尘效率为式中，K为尘粒运动的无因次惯性系数，称为斯托克斯准数，即式中：ρp为煤尘的密度，kg/m3；DP为粉尘粒径，m；μg为气体的动力黏度，Pa·s.巷道中雾滴和粉尘颗粒的相对速度近似于雾滴有效作用区雾滴的速度，为喷嘴出口时速度的1/2[15]，即联立式(5)～(8)可得同忻矿5207综掘工作面风速为Ug=1.5 m/s，巷道断面积A=15 m2，煤尘的密度ρp=600 kg/m3，气体的动力黏度μg=1.8×10-5Pa·s，喷雾装置采用6个喷嘴，则W=6Ql，喷嘴出口面积A0=3.14×10-6m2，整理可得采用气水喷嘴实施喷雾降尘时，针对采掘工作面，降尘效率主要取决于喷嘴的气体流量、水流量、气水流量比、工作面粉尘的粒径分布及雾滴的有效作用距离.结合式(9)，利用Matlab软件绘制出各个影响因素与降尘效率的关系曲线，分析各个因素对综掘工作面气水喷雾装置降尘效率的影响.3.1 气水喷嘴喷雾降尘效率与气体流量及水流量的关系在粉尘粒径DP=10 μm,喷雾有效作用距离L=4 m的条件下，用Matlab软件分别绘制出不同水流量下气水喷雾装置的降尘效率随气体流量的变化曲线和不同气体流量下降尘效率随水流量的变化曲线如图9，10所示.由图可知：1)在水流量一定的条件下，气体流量越大，气水喷雾装置的降尘效率越高，气体流量小于150×10-5m3/s时，降尘效率随气体流量的增大而显著提高；2)在气体流量一定的条件下，气水喷雾装置的降尘效率随水流量的增大而先增大后减小，即在给定的气体流量情况下存在最佳的水流量使得降尘效率最高，其原因是喷雾降尘效率不仅跟雾滴粒径有关还与雾滴的数量相关，水量越大雾滴的数量越多，则雾滴与粉尘颗粒碰撞的概率越大，降尘效率越高，同时雾滴粒径会随水流量的增大而变大，从而影响喷雾降尘效率.3)当气体流量为200×10-5m3/s时，最佳水流量约为1.6×10-5m3/s，该工况下气水喷雾的降尘效率达到90%以上.3.2 气水喷嘴喷雾降尘效率与气水流量比的关系在粉尘粒径DP=10 μm,喷雾有效作用距离L=4 m的条件下，如图11所示，通过Matlab模拟出了不同气体流量时降尘效率随气水流量比的变化关系曲线，由图11可知：1)气体流量一定时，喷雾装置的降尘效率随气水流量比的增大而先增大后减小，即存在一最佳气水流量比，使得降尘效率最高，当气体流量为200×10-5m3/s时，最佳气水流量比为125，此时的降尘效率能达到90%以上；2)实际应用中，要保持较高的降尘效率，喷嘴的气水流量比应该确保在100～150的范围内.3)在相同的气水流量比情况下，气体流量越大降尘效率越高.3.3 气水喷嘴喷雾降尘效率与粉尘粒径的关系图12描述了喷雾有效作用距离为4 m，水流量为1×10-5m3/s时，不同气体流量条件下降尘效率随粉尘粒径的变化关系.由图12可知:1)气水喷雾降尘效率随粉尘粒径的增大而迅速增长，然后到达最大值，且随着粒径的增大不再变化；2)水流量一定时，气流量越大，降尘效率越高，且降尘效率趋于稳定时所能捕捉的粉尘粒径越小.当气体流量为150×10-5m3/s时，对于粒径为2.5 μm以上的粉尘，降尘效率超过80%；而对于2.5 μm以下的粉尘颗粒，降尘效率急剧下降；当气体流量为200×10-5m3/s时，粒径在2 μm以上的粉尘降尘效率达到90%以上.图13描述了喷雾有效作用距离为4 m，气流量为200×10-5m3/s时，不同水流量情况下降尘效率随粉尘粒径变化的关系曲线. 由图13可知：1)在气体流量足够大的情况下，水流量大于0.5×10-5m3/s时，对于粒径为2.5 μm以上的粉尘，降尘效率都超过80%；2)当气体流量一定时，存在最佳的水流量，使得降尘效率达到最大.3.4 气水喷嘴喷雾降尘效率与雾滴的有效作用距离的关系图14, 15分别给出了粉尘粒径为10 μm时，气水喷雾装置在不同气、水流量工况条件下，降尘效率随喷雾雾滴的有效作用距离的关系曲线.由图14，15可知：1)雾滴的有效作用距离越远，降尘效率越高，当水流量为1×10-5m3/s、气体流量为150×10-5m3/s时，要使降尘效率达到90%以上，有效作用距离必须大于5 m；2)水量一定时，气体流量越大对喷雾雾滴的有效作用距离要求越低，当气体流量大于200×10-5m3/s时，雾滴的有效作用距离大于4 m，降尘效率就能达到90%以上.本次现场应用及测定是在同忻矿5207综掘工作面进行的，掘进采用EBZ200型掘进机，气水喷雾装置安装在截割臂端部的机体上，固定支架围绕机体环形布置，支架上共安装6个喷嘴，形成对截割头的大范围包裹.根据上述模拟得出的气水喷雾装置降尘效率与气体流量之间的关系曲线，要使现场的降尘效率达到80%以上，气体流量必须大于150×10-5m3/s.为验证气水喷雾装置最佳气水流量比的准确性，本次现场试验测定了气体流量为150×10-5、200×10-5m3/s时，水流量分别为0.5×10-5、1.0×10-5、1.5×10-5、2.0×10-5、4.0×10-5、6.0×10-5、8.0×10-5、10.0×10-5m3/s等不同工况下工作面在使用气水喷雾降尘装置前后粉尘的浓度，得到不同条件下的降尘效率如图16所示.由图16可知：1)气体流量为150×10-5m3/s和200×10-5m3/s时，气水喷雾装置在水流量为1.5×10-5m3/s的情况下降尘效率达到最大，分别接近80%和85%；2)将现场实测数据与数值模拟结果进行对比分析，发现模拟结果与实测数据基本吻合，降尘效率与气体流量、水流量的变化关系基本保持一致.但整体看来，模拟结果与实测数据仍然存在一定偏差，这是由于在现场实测、模型建立过程中均出现一定误差所引起的.通过对比分析，验证了模拟结果的准确性，说明推导出的气水喷嘴雾化降尘效率理论公式及关系曲线有较大的实际应用价值.1)气水喷嘴雾滴平均粒径在水流量不变的条件下，随气体流量的增大而减小；在气体流量不变时，水流量越大，雾滴平均粒径越大.2)水流量一定时，气体流量越大降尘效率越大；气体流量一定时，降尘效率随水流量的增大先增大后减小；粉尘粒径越大，喷雾雾滴有效作用距离越长，粉尘越容易被沉降.3)使用该类型气水喷嘴进行喷雾降尘时，要保持较高的降尘效率，气水流量比应确保在100～150范围内.4)模拟得到的降尘效率曲线与现场数据有较好的一致性，可根据工作面粉尘颗粒的粒度分布和降尘效率要求参照相应的曲线选择合适的气流量和水流量，从而达到最佳的降尘效果和经济效益.【相关文献】[1] 左桂兰，程越，章伊华. 采煤机内外喷雾系统的优化研究[J]. 煤炭技术, 2014,33(11): 226-228.DOI: 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