风水联动喷雾降尘装置的研制及应用 精品
气水喷雾自动降尘装置的研发与应用
收稿日期:2022 10 28作者简介:彭建辉(1988-),男,河北邢台人,工程师,从事瓦斯抽采技术与管理工作㊂doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2023.09.026气水喷雾自动降尘装置的研发与应用彭建辉(晋能控股煤业集团三元煤业,山西长治㊀046000)摘㊀要:煤矿粉尘防治一直是煤矿一通三防研究中的重中之重㊂为了降低工作面粉尘浓度,保障从业人员职业安全健康,设计研制出一种气水喷雾自动降尘装置,主要包括装置的内部结构设计㊁外部连接及系统整体设计㊂设计的气水喷雾装置内部结构整体呈 H 型构造,加深了喷雾距离,加大了水雾覆盖面,确保了喷雾降尘效果㊂最后在山西晋能有限公司三元煤矿4306工作面进行现场试验㊂试验结果表明:粉尘浓度由未使用气水喷雾自动降尘装置前的228mg /m 3在采用气水喷雾自动降尘装置5m 处降低至67mg /m 3,10m 处降低至13mg /m 3,在10m 处降尘率达到最高㊂气水喷雾自动降尘装置的使用使采煤工作面及掘进工作面的降尘率达95%,取得了良好的粉尘治理效果㊂关键词:粉尘;气水喷雾;自动降尘;降尘率中图分类号:TD714.4㊀㊀㊀文献标识码:B㊀㊀㊀文章编号:1005 2798(2023)09 0092 03㊀㊀在煤矿生产掘进过程中,采㊁掘㊁运各个工序都会产生大量粉尘[1-3]㊂随着采煤工作面推进速度的加快,在增加煤炭产量的同时加剧了矿井粉尘浓度高的问题,严重影响煤矿作业人员的生命安全㊂煤矿粉尘危害主要有两方面:一是对人体的危害,如果人的肺部长期吸入大量的粉尘,极其容易患尘肺病,尘肺病是目前危害较大的一种矿工职业病[4-5];二是煤尘爆炸危害,煤尘爆炸是煤矿的重大灾害之一,它严重威胁着矿井安全,尤其是半煤岩巷道和高突矿井,问题更加突出[6-8]㊂长期以来,井下矿尘一直威胁着煤矿的安全和煤矿职工的身体健康[9-10],传统的喷雾是通过水压提供动力的,其喷雾距离短,喷雾覆盖面积小,并且喷雾雾化效果不好,且严重浪费了水资源,如果出现静压水压力不足或者串联现象严重时,喷雾经常出现出水不出雾现象,不能有效地降低空气中的浮尘[11-12]㊂另外,井下喷雾喷头在工作面静压水水质㊁煤岩尘㊁水和风的共同作用下,喷头锈蚀堵塞而不能进行喷雾,在碱性和酸性环境下,喷头腐蚀导致喷雾装置不能很好地雾化,加之井下环境潮湿,严重影响了喷雾降尘效果[13]㊂针对上述问题,从 双碳目标 生命至上㊁人民至上 角度出发,本文设计研制了一套新型喷雾降尘装置,有效降低了作业场所粉尘浓度,保障了安全生产,降低了尘肺病发病率增强煤矿抵御风险的能力,并为煤矿粉尘防治提供一定基础㊂1㊀气水喷雾的研发1.1㊀气水喷雾的捕尘原理气水喷雾降尘装置是一种新型㊁高效㊁低能耗㊁喷雾距离远的自动喷雾降尘装置㊂主要原理是利用专用雾化喷嘴将高速的空气流和高压水进行气水混合雾化形成高压水,高压水将水雾化成微细小滴,形成比传统喷雾更细小的水雾,其喷射于空气中与浮尘碰撞接触,尘粒被水捕捉而附于水滴上或者湿润的尘粒互相凝集成大颗粒,从而加速其沉降,使之尽快变为落尘㊂这种水雾是一种可以漂浮移动的薄雾团,薄雾团在空中的滞留时间比传统的喷雾大大增加,增加水雾的降尘面积,对粉尘具有更好的吸附作用,从而达到最佳的降尘效果㊂另外,影响水滴捕尘效果的主要因素是水滴粒度㊂水滴小,在空气中分布密度就大,与矿尘接触机会就越多,捕尘效果就越好㊂1.2㊀气水喷雾装置内部结构设计设计的气水喷雾装置整体呈 H 型构造,为嘴状喷雾体,如图1所示㊂图1㊀气水喷雾的内部原理图㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第32卷㊀第9期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年9月㊀㊀设备带有连通前后端的进水通道和侧面连通前端的进风通道,喷雾体后端连接进水管,喷雾体前端连接喷雾芯,喷雾芯中部的出水通道与喷雾体的水通道连通,喷雾芯围绕出水通道周圈布有若干出气孔,出气孔与喷雾体的风通道连通,带有前喷口的喷雾头固定在喷雾芯前部,喷雾体侧面连接与喷雾体风通道连通的进风管㊂㊀㊀设计的喷雾嘴较传统喷雾装置增加了喷雾装置出水口的动能,提高了雾化效果;并且喷雾距离远,水雾覆盖面更大,降尘效果好;同时,对水质要求不严,喷头出口不易堵塞;操作简单,移动方便㊂1.3㊀气水喷雾装置外部连接设计气水喷雾装置用于井下各采掘面和转载点处,设备在井下连接效果如图2所示,左侧显示为气水喷雾杆,右侧显示为进风与进气装置的连接示意㊂气水喷雾降尘装置由进气口㊁进水口㊁压风管㊁静压水管㊁气水雾化喷嘴㊁压风管三通㊁压风管弯头㊁静压水管弯头㊁静压水管三通㊁调节阀㊁分风器㊁气水喷雾杆等组成;进气口通过压风管㊁分风器㊁压风管弯头和压风管三通与气水雾化喷嘴的进气端口侧相连;而进水口通过静压水管㊁静压水管弯头和静压水管三通共同与气水雾化喷嘴的进水端口侧相连,并且与气水雾化喷嘴形成并联;压缩空气先由压风管输入,经气水雾化喷嘴喷出,同时静压水由进水管输入,经喷嘴口喷出,通过进水口与进气口的调节阀调节气水比,以气雾方式喷出㊂本装置具有耗水量小,雾化效果好,装置拆卸方便,降尘效率高等特点㊂图2㊀气水喷雾的整体连接效果图1.4㊀气水喷雾系统的设计气水喷雾在井下投入使用后,需人工操作才能开启喷雾㊂为了使气水喷雾能自动操作,对气水喷雾进行自动降尘,将气水喷雾与大溜机头联动,实现大溜开则喷雾开的效果的同时加装红外感应,实现 人过 停喷, 人走 即开的最终效果㊂该系统分为两部分:一部分为井下粉尘监测设备㊁喷雾装置㊁控制设备㊁传输线路等;另一部分为地面设备及监测软件,包括数据采集接口㊁数据服务器㊁后备电源㊁管理工作站㊁监测监控软件等㊂该系统整体组成示意图如图3所示㊂图3㊀气水喷雾整体系统图㊀㊀图3显示的一套气水喷雾装置的主要关联设备为主控箱1台㊁电动球阀2台,根据适用场所不同配置相应的传感器,传感器负责采集大溜开机信号,其主要工作原理为当传感器探测到控制信号时,信号送入主控箱,主控箱先后控制高压风阀㊁高压水阀开启,将高压风㊁高压水输送到风水喷头进行喷雾降尘(风水喷头可对风水压力大小进行调整),喷雾工作至延时时间(延时可调)停止喷雾降尘;同时在巷道前后设置红外线传感器,当采集到 人过 信号时,即停止喷雾,当 人过 后,继续进行工作㊂2㊀现场工业性试验为了验证气水喷雾装置的实用性,选取山西晋能集团有限公司三元煤矿井下采掘工作面进行现场工业性试验㊂2.1㊀煤矿概况介绍三元煤矿隶属山西晋能集团有限公司,核定生产能力更改为2.2ˑ106t/a.井田内可采煤层为3号㊁9号㊁14号㊁15号煤层,现采3号煤层为高瓦斯矿井,煤层厚度为7.18m,开采深度为700~ 1200m.3号煤层吸氧量0.60cm3/g,煤层自燃等级为Ⅲ,属不易自燃煤层㊂煤层煤尘爆炸火焰长度30mm,抑制爆炸岩粉用量65%,煤尘具有爆炸性㊂针对矿井主采煤层煤尘具有爆炸性,煤尘爆炸指数高这一状况,采取了一系列综合防尘措施,但传统的降尘措施和设施都不能取得理想的降尘效果㊂4306回采工作面东为四采区准备巷道,南为实体煤,西为矿井边界,北为4302采空区㊂该工作面有效推进长度为868m,切眼长度为189m.工作面回采期间绝对瓦斯涌出量为20.19m3/min,风排瓦39第9期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀彭建辉:气水喷雾自动降尘装置的研发与应用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀斯量为10.19m 3/min,抽采量为10m 3/min,相对瓦斯涌出量为4.72m 3/t.4306工作面采用 U 型通风,运输巷为进风巷㊁回风巷为回风巷㊂现采取的普通喷雾措施效果不理想㊂2.2㊀气水喷雾试验结果分析为了更好地验证气水喷雾装置的使用效果,分别选取三元煤业4306工作面气水喷雾安装后方5m㊁10m 两个检测点,采用CC -20粉尘采样器检测气水喷雾装置打开与闭合情况下的粉尘浓度,结果如图4所示㊂图4㊀气水喷雾装置打开闭合粉尘浓度监测结果㊀㊀由图4可知,在工作面正常回采过程中未打开气水喷雾装置时(即仅使用液压支架架间喷雾及采煤机内外喷雾的前提下),监测的粉尘浓度均为228mg /m 3.而开启气水喷雾后,其粉尘浓度在装置后方5m 处降至67mg /m 3,降尘率达77%,粉尘浓度在装置后方10m 处降至13mg /m 3,降尘率达95%.由气水喷雾后5m㊁10m 的监测结果可知,在气水喷雾装置10m 处的降尘效果最好,达到95%.3㊀结㊀语本文揭示了气水喷雾捕尘原理,并研发了一套气水自动喷雾装置,最后在山西晋能集团有限公司三元煤矿进行现场验证㊂得出了以下结论:1)㊀设计研发了一套气水自动喷雾装置,在喷雾嘴增加喷雾装置出水口的动能,提高了雾化效果,加深了喷雾距离,使水雾覆盖面更大,降尘效果更好㊂2)㊀现场检测了气水喷雾装置打开与闭合状态下不同位置处的粉尘浓度,粉尘浓度由原来在装置5m 处降至67mg /m 3,10m 处降至13mg /m 3,降尘率明显提升㊂3)㊀通过分析装置开启后不同位置处的降尘率,可知在装置10m 处降尘效果最好,降尘率达到95%.参考文献:[1]㊀莫金明,马㊀威.大采高综采工作面负压除尘微雾净化装置应用研究[J].煤炭学报,2023,48(3):1267-1279.[2]㊀周福宝,李建龙,李世航,等.综掘工作面干式过滤除尘技术实验研究及实践[J].煤炭学报,2017,42(3):639-645.[3]㊀陈㊀芳,张设计,马㊀威,等.综掘工作面压风分流控除尘技术研究与应用[J].煤炭学报,2018,43(S2):483-489.[4]㊀张运增,苏志伟.神东矿区综合防尘关键技术及应用[J].煤炭科学技术,2021,49(S2):115-119.[5]㊀聂㊀文,刘阳昊,程卫民,等.综采面架间喷雾引射除尘技术[J].中南大学学报:自然科学版,2015,46(11):4384-4390.[6]㊀关万里,罗㊀望,王㊀钰,等.神东矿区现代化掘进工作面一体化高效除尘技术及装备[J].煤炭科学技术,2022,50(S1):147-151.[7]㊀聂㊀文,刘阳昊,程卫民,等.综采面架间喷雾引射除尘技术[J].中南大学学报:自然科学版,2015,46(11):4384-4390.[8]㊀黄宜生,胡胜勇,邵㊀和,等.综掘工作面分级除尘系统及其应用[J].中国安全科学学报,2019,29(9):150-154.[9]㊀张小涛,曹树刚,李德文.基于附壁射流的控㊁除尘一体化技术研究[J].中国矿业大学学报,2019,48(3):495-502.[10]㊀陈举师,蒋仲安,谭㊀聪.岩巷综掘工作面通风除尘系统的数值模拟[J].哈尔滨工业大学学报,2015,47(2):98-103.[11]㊀陈维民.掘进工作面自激式除尘器除尘机理的研究[J].中国矿业大学学报,1993(3):70-76.[12]㊀荆德吉,贾㊀鑫,张㊀天,等.落煤过程中涡旋吹吸式除尘技术数值模拟及试验[J].中国安全科学学报,2021,31(6):121-127.[13]㊀贾宝山,汪㊀伟,祁㊀云,等.综掘工作面风幕集尘风机除尘系统设计及试验研究[J].煤炭科学技术,2018,46(4):141-145.[本期编辑:王伟瑾]49㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第32卷。
风水联动降尘装置在煤矿井下喷浆工作面的应用
收稿日期：２０１６?０９?２３作者简介：杨斌斌（１９８６－），男，山西洪洞人，助理工程师，从事生产技术工作。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０１７．０２．０１１风水联动降尘装置在煤矿井下喷浆工作面的应用杨斌斌（潞安环能股份公司王庄煤矿，山西长治 ０４６０３１）摘 要：为了解决煤矿井下喷浆作业粉尘浓度超标损害施工人员身体健康的问题，自制了风水联动除尘装置。
采用风动马达作为产生负压通风的动力，操作方便、安全，机动性强，雾化效果明显，有效地降低空气中的粉尘含量，为职工创造了一个良好的工作环境。
关键词：风水联动；降尘；风动马达中图分类号：ＴＤ７１４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５?２７９８（２０１７）０２?００３３?０２ 巷道锚网喷浆支护因其支护强度大、施工方便成为煤矿井下主要支护方式。
然而喷浆作业因其特殊的工作方式使得施工时巷道空气中的粉尘量大大增加，严重污染井下空气和工作环境，对施工人员危害极大。
即使采用湿式喷浆技术，在喷浆机上料口处，由于上料和筛料产生大量粉尘也一直损害施工人员的身体健康。
基于上述分析，为了解决粉尘问题，自制了风水联动降尘装置，施工时安设在喷浆泵下风流方向，大大减少了巷道内的粉尘量，为职工创造一个良好的工作环境。
１ 总体设计思路１．１ 主体结构用废旧胶带机尾棍作为除尘装置的主体，在一端安装喇叭状吸尘咀，另一端安装“Ｌ”型出尘咀。
在装置的吸尘咀一侧加装风动马达，马达上安装风叶，在装置的出尘咀一侧安装两道风水联动喷雾。
１．２ 动力装置由于采用风动马达及风水联动喷雾装置，井下作业地点的压风和静压水的压力为该装置提供动力，无需用电，这样更加安全。
１．３ 工作原理通过压风装置向风动马达提供动力风，使之带动风叶旋转，在吸尘口处形成负压风，将巷道内的粉尘吸入装置内部，然后通过两道风水联动喷雾进行加湿，经加湿的粉尘在“Ｌ”型出尘咀上反弹后经除尘咀排出，如图１。
２ 现场应用２．１ 采 样在井下喷浆工作面安装风水联动降尘装置进行降尘效果试验，巷道掘进断面为１６ｍ２，风量为１２００ｍ３／ｍｉｎ，使用一台ＨＰＨ－６型喷浆机施工，喷浆作业中使用ＡＫＦＣ－９２Ａ型粉尘采样器采样，在开启降尘装置和不开启降尘装置以及降尘装置吸尘口与喷浆机上料口距离分别为０．８ｍ、１ｍ、１．５ｍ、２ｍ、２．５ｍ时分别进行粉尘采样，每次采一个样，共采１０个样，用重量法进行粉尘浓度测定。
风水联动放炮喷雾除尘技术
风水联动放炮喷雾除尘技术张金振，任智德，刘忠云（山东东山王楼煤矿有限责任公司，山东济宁272063）摘要风水联动放炮喷雾技术，利用井下压风风压和一定的水压有机结合，产生均匀厚层雾状水幕，覆盖面积大、持续时间长、除尘效果好。
关键词风水联动喷雾除尘中图分类号TD714+．41文献标识码Bdoi ：10．3969/j．issn．1005－2801．2012．06．124Abstract Wind －water linkage shooting spray technology ，using wind pressure and some degree of hydraulic pressure ，generating uniformly thick layer of fog water curtain ，which has a large coverage ，sustains a long time ，and has a good effect of dusting 。
Key wordswind －water linkagespraydust removal*收稿日期：2012－05－02作者简介：张金振（1985－），男，山东济宁人，山东科技大学安全工程专业毕业．学士学位，现任王楼煤矿通防科技术员，助理工程师。
王楼煤矿主采煤层3上、12下，煤层平均厚度3．53m ，现采3上煤层，开采深度700 1200m 。
经鉴定各煤层煤尘具有爆炸性，其爆炸指数分别为：3上煤层38．08%，12下煤层43．93%。
针对矿井主采煤层煤尘具有爆炸性，煤尘爆炸指数高这一状况，采取了一系列综合防尘措施，但传统的降尘措施和降尘设施都不能取得理想的降尘效果。
自2011年9月份，该矿探索了新的降尘工艺和方法，在井下炮掘工作面推广应用了风水联动放炮喷雾除尘技术，取得了良好的效果。
1风水联动放炮喷雾工作原理风水联动放炮喷雾控制装置由4个重要部分组成，即冲击波板连接的凸轮式开关控制机构、全可视状态操作口、全气控逻辑延时装置和配套双流体雾化喷头。
风水联动喷雾降尘装置的研制及应用 精品
d o i : 10． 3969 / j ． i ss n ． 1005 － 2798． 2013． 02． 020风水联动喷雾降尘装置的研制及应用安保山( 潞安环能股份公司 漳村煤矿，山西 长治 046032)摘 要: 文章介绍了风水联动喷雾降尘装置的工作原理、设计制作以及工作面的布置，在炮掘工作面应用 中，取得显著的效果，具有推广应用价值。
关键词: 风水联动; 净化水幕; 放炮喷雾 中图分类号: TD421文献标识码: B文章编号: 1005-2798( 2013) 02-0052-02炮掘工作面放炮时会产生大量的煤尘、岩尘以 及炮烟，这些有害物质危害井下职工的健康，同时煤 岩尘堆积也容易造成瓦斯爆炸事故，而且炮烟中含 有大量的 CO ，容易引起作业人员 CO 中毒。
因此常 使用喷雾降尘装置来降低 CO 的含量是十分必要 的。
炮掘工作面常用的喷雾降尘装置分为放炮喷雾 和净化水幕，传统的喷雾降尘装置在现场使用过程 中存在许多问题，具体表现为: 为第二动力源，这样水借助风的压力形成一个能覆 盖整个巷道断面的喷雾团，直接对放炮产生的煤岩 尘和炮烟产生作用，达到降尘消烟的效果。
喷雾射 程的远近可以通过水压和风压来调节，从而达到最 好的喷雾效果。
1． 2 风水联动放炮喷雾装置的研制取一段 600 mm 长、直 径 为 133 mm 的 钢 管，对 钢管两头进行 封 口，在 钢管纵向面距头 100 mm 和 150 mm 处，分别开 2 个直径大约 25 mm 的口，一个 口用来接风管，一个口用来接水管; 在开口相对应面 和 2 个封口底面朝不同方向密集布置几排直径约为 4 mm 的小眼，制成放炮喷雾装置; 使用时吊挂在距 工作面巷道窝头 3 ～ 5 m 处顶板的正中间，接通风水 管路，在风和 水 的 共 同 作 用 下，此装置开始进行喷 雾，如图 1 所示。
1)传 统的放炮喷雾和净化水幕装 置 是 通 过 水压提供动力的，喷雾距离短，喷雾覆盖面小，而且 喷雾雾化效果不好。
风水联动喷雾装置说明书b
全自动矿用风水联动雾化喷雾降尘装置一、 用途特点该装置主要适用于煤矿井下主巷道、副运巷、皮带运输巷道、工作面回风巷等地点，安装灵活方便使用时间长，降尘效果显著、可以调整的和加湿器一样的成色，风水雾化喷雾是以压缩空气为动力，将水直接雾化，雾化颗粒小、均匀、带有防滴漏功能，不会在巷道产生积水。
二、配置装置配置有：1、一体式电制箱一套内置：12V电池组一套，（可以根据客户要求外接电源型或内置电池型，电池能使用到10-12个月然后更换电池），内置电动齿轮箱执行机构和矿用球型截止阀各两套（两路球阀一路控制水，一路控制风），内置微功耗控制电路芯片及微电脑定时控制，（可以根据要求设定不同的喷雾时间，也可以根据矿方要求实现不同地点的传感要求喷雾的开启和关闭），2、无线遥控发射器：可以根据实际的喷雾降尘地点配置不同的传感探头或模块然后实现无线遥控及传输功能，该传感器可以内置电池或和电控箱电源链接，喷雾降尘安装的地点、环境要求确定传感器使用的数量。
3、二流体喷头喷雾水幕一套（长度2-3米，内含不锈钢二流体喷头4-6个和配套的管件等）。
三、 安装调试该装置水路和气路外围安装用矿用高压胶管连接，设备安装后自检1-2分钟后进入正常状态，这时可以调整设备内部定时程序为常开状态，气路和水路电动阀同时开启，首先调整水压减压阀或球型截止阀，然后调整气压阀，最后再调整二流体喷头的供水量，达到相应的最佳喷雾效果。
当调整设备关闭时，控制水电动阀先关闭，随后是气路电动阀关闭，做到了喷头不会出现滴漏和地面积水现象。
该装置有微电脑定时功能和人过停喷功能，微电脑定时可以根据客户要求一天24小时设定20个开关段（也可根据要求增设无限遥控强开强关功能），当在喷雾时间段内有人经过，可通过热释电传感器实现人过停喷，当人体离开后延时一段时间再继续工作（延时时间可调）。
四、安装注意事项风水喷雾水幕进水处加装有水质过滤器，使用时有过滤器的就是进水管，没有过滤器的是进风管，安装吊挂前要连接风和水进行雾化调试调整后才可以安装，在水源和气源管道上要有KJ10球型截止阀，本产品配套的是KJ10高压胶管接口，连接好管路先少量开启水阀门，看看每个喷头出水量是否均匀，不均匀就调整二流体喷头上的调节阀，先把进水处的关小一些然后调整其它的喷头，最终要五个喷头能达到一样的均匀喷洒效果，最后再打开控风阀门观察喷雾效果。
一种可调控风水联动喷雾装置的设计及应用
一种可调控风水联动喷雾装置的设计及应用摘要：近年来，随着煤矿企业施工中机械化程度大幅提高，矿尘给工作环境、人体健康、安全生产造成的影响越来越严重。
在矿井生产采矿、掘进和原煤运输过程中，会产生大量细小的粉尘或煤尘，特别是在掘进工作面、采煤工作面、翻车处、皮带转载处等地点煤尘和粉尘较多，造成井下空气中粉尘浓度高，严重影响井下的正常生产作业环境秩序，给井下作业人员的身体健康带来危害。
这些地点必须要采用喷雾降尘措施，为职工创造良好的作业环境。
关键词：煤矿企业矿尘可调控风水联动喷雾装置设计方案现场应用效果1煤矿井下喷雾降尘装置现状为减少煤矿井下粉尘或煤尘对现场作业人员的危害，通常在巷道中安装喷雾装置，通过喷雾装置向巷道内喷水雾，实现防尘目的。
喷雾装置包括供水管路和喷嘴，通过供水管路内的水压进行喷雾以达到降尘的目。
但是，降尘效率低，且降尘过程中会浪费大量的水资源，给生产施工造成一定的影响；受水压的限制大，当施工区域比井底标高要高或距离井底远时，水的压力会变小，水压变小后，水通过喷嘴就无法达到将水雾化的目的或雾化效果差。
目前，喷雾装置种类已是多种多样，有手动控制的喷雾装置，还有自动喷雾装置和风水联动喷雾装置等等，另有各煤矿企业自制使用的喷雾装置，现有这些喷雾装置大部分存在购置成本高、雾化效果不理想、使用过程中维护工作量大等一系列问题，而且一些风水联动喷雾装置存在风、水混为一体进行喷雾导致效果不良的缺陷。
2可调控风水联动喷雾装置设计目的2.1减少井下矿尘的对人体健康的危害。
长期吸入大量的矿尘，轻者引起呼吸道炎症，重都导致尘肺病。
同时，皮肤沾染矿尘，阻塞毛孔，能引起皮肤病或发炎，矿尘还会刺激眼膜。
2.2防止煤尘爆炸。
煤尘在一定条件下可以爆炸，煤尘爆炸是煤矿五大灾害之一。
对于瓦斯矿井，发生瓦斯爆炸时煤尘也有可能同时参与爆炸，使爆炸破坏程度加剧。
2.3减少作业环境污染。
矿尘增大，会降低作业场所和巷道能见度，不仅影响劳动效率，还容易导致误码操作、误判断，往往造成作业人员伤亡。
风水联动降尘雾化器的开发与应用
风水联动降尘雾化器的开发与应用摘要:利用风水联动降尘雾化器,在风压、水压相互作用下,解决普通的喷雾降尘水幕“喷水不雾化”的现象,增强降尘效果,创造煤矿井下良好的工作环境。
关键词:风水联动工作原理使用方法矿井降尘1 概述风水联动降尘雾化器是利用压缩空气泵带动柱塞水泵做往复运动,使水达到高压雾化的效果。
该设备不用电有风压和水压即可使用,能够连续工作,雾化效果好,在降尘除尘、净化空气、改善环境的同时,还能吸收一定的有害气体、降低瓦斯浓度、降低巷道温度、增加空气的含氧量,并且能防止粉尘爆炸及粉尘扩散,克服了目前自动喷雾存在的传感器失灵、电池阀易损坏、用电易失暴、巷道易积水的缺陷。
2 安装试验2.1 结构风水联动降尘雾化器的结构如(图1)。
由供水管路及三通阀门、供风管路及阀门、混合器、过滤器、控制箱、耐腐蚀高压管路、高压快速接头、雾化嘴等组成,使用前根据工作现场断面实际情况,在控制箱内对风水进行调节,形成风水联动的雾化系统。
2.2 主要技术参数1)风水联动控制箱（表1）。
2)风水联动混合器（表2）。
2.3 工作原理用风的动力和水源的有机结合,压风驱动空气泵带动柱塞水泵做往复运动,空气泵与柱塞水泵的有效截面积(即压力比)为5:1,从而具有5倍的增压作用,达到高压雾化的效果。
2.4 使用方法2.4.1 设备的组装在供水、供风主管路上联通供风、供水支管,对风水联动控制箱供水、供风,形成供风水混合系统,混合系统通过耐腐蚀高压管路、高压快接与雾化喷嘴连接,形成整个喷雾系统。
2.4.2 操作顺序(1)在供水、供风主管路上联通供风、供水支管,对风水联动控制箱供水、供风,供水、供风支管上各设置ф25截止阀一个进行开关控制。
(2)先连接风水管路,调节好水压和风压,水压和风压要调节在主要技术参数范围内。
使用时要求先开启供风截止阀通风,再开供水截止阀通水,水在风的压力作用下转化高压喷雾。
(3)利用控制箱调节供水量的大小,可根据现场实际情况改变雾化状态。
浅谈组合式风水联动防尘喷雾装置的应用
５ Ｍｐ ａ 。
在使用风水 联动装置时 ． 要适 当调 节风压输入 ， 可根据现 场雾化
图ａ
效果进行调节 ຫໍສະໝຸດ 水 “ 三通 ” ３ ． 结束语
通过现场实 际操作 ． 总结出组合式防尘喷雾 ． 提高了防尘 喷雾可操 作性 ， 使用 简单 ， 携带方便 ， 并且 可随意弯曲 ， 并通过风水联 动 ， 增加喷
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科技 霸向导
２ ０ １ ３ 年１ ７ 期
浅谈组合式风水联动防尘喷雾装置的应用
王 为 民
（ 淮南矿业集团
安徽
淮南
２ ３ ２ ０ ０ １ ）
【 摘 要】 文章从煤矿综合 防尘方 面， 根据巷道断面情况研 制 出可调节性 组合 式防尘喷 雾， 并增加 风动 压力， 提 高防尘喷 雾雾化 效果。 【 关键 词】 防尘喷 雾； 组合式； 风水联动
【 参考文献 】
［ １ ］ 李慧 民主编． 建筑工程经济与项 目管理［ Ｍ］ ． 冶金工业 出版社 ， ２ ０ ０ ２ ． ［ ２ ］ 董士波． 工程造价管理理论的现状及发展趋势Ⅲ． 工程 造价管理． ２ ０ ０ ３ （ ５ ） ， ［ ３ ］ 马光红 ， 徐伟金 面造价 管理理论应 用探讨［ Ｊ 】 ＿ 建设监理 ， ２ ０ ｏ ３ ， （ ４ ） ． 『 ４ ］ 王玉龙著． 建设工程造价问题答 ２ Ｏ ０ ０例． 上海 同济大学出版社 ， １ ９ ９ ７ ． ｆ ５ ］ 李廷贵． 人世后我 国工程项 目成本管理模式及对策研究． 工程造价管理 ， ２ ０ ０ ３
２ ． 组合式可弯 曲风水联动防尘喷雾的研制与应用
根据巷道 断面多变的实 际情况 ． 结合矿井生产 实际情况 。 考虑将 原有单一防尘喷雾改造成组合式喷雾 ． 达到根据巷道 断面可进 行随意 弯 曲的效果。 ２ ． １ 组 合式 防尘喷 雾设计 ／ 挡板 组合 式防尘 喷雾 将原 有喷雾 按等 距离 分成 小段 ．再 用快 速 接 头 进行 连接 ，喷雾 材 质 采用 ４分 塑料 胶 管 （ 图 ａ ） ，胶管 长 度 取 图 Ｃ ４ ０ ０ ａ ｒ ｍ为宜 。 两端 带连 接头 。 喷嘴 焊接 在水 “ 三 通” 上（ 图ｂ ） 。 使 用 ２ ． ３ 防尘喷雾最佳喷雾压力 的研究 时 ．可根 据巷 道 宽度将 小段 喷 雾进 行 连接 组合 就 可形 成 喷雾 ． 此 喷雾压力 直接影 响喷雾 行程 、 雾 化效果等 ． 喷雾的压力 一般是指 喷 雾 由于 材 质为 塑 料胶 管 ．使 用 时 可根 据 现场 断面 进 行 随 意 弯 喷嘴 出１ ： ３ 处的压力 ． 如果系统简单 、 压力损失较小 时。 喷嘴压力常用水 曲． 并 且 携 带 方 便 系统压力表示 。当压 力 Ｐ ≤１ Ｍ ｐ ａ 时。 压力水 虽从 喷嘴喷 出。 但 射程较 小， 雾化程度低。当压力逐渐升高时 ， 喷雾射程随压力 的升高而增大 ， 雾粒直径逐步较小 ， 雾化程度增强 。当压力 Ｐ ≥１ ５ Ｍ ｐ ａ 并继续升高时 ， 喷雾 的射 程及雾化 效果反 而并不 太明显 。因此常见 的压力 在 １ ． ５ 至
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d o i : 10． 3969 / j ． i ss n ． 1005 － 2798． 2013． 02． 020
风水联动喷雾降尘装置的研制及应用
安保山
( 潞安环能股份公司 漳村煤矿，山西 长治 046032)
摘 要: 文章介绍了风水联动喷雾降尘装置的工作原理、设计制作以及工作面的布置，在炮掘工作面应用 中，取得显著的效果，具有推广应用价值。
关键词: 风水联动; 净化水幕; 放炮喷雾 中图分类号: TD421
文献标识码: B
文章编号: 1005-2798( 2013) 02-0052-02
炮掘工作面放炮时会产生大量的煤尘、岩尘以 及炮烟，这些有害物质危害井下职工的健康，同时煤 岩尘堆积也容易造成瓦斯爆炸事故，而且炮烟中含 有大量的 CO ，容易引起作业人员 CO 中毒。
因此常 使用喷雾降尘装置来降低 CO 的含量是十分必要 的。
炮掘工作面常用的喷雾降尘装置分为放炮喷雾 和净化水幕，传统的喷雾降尘装置在现场使用过程 中存在许多问题，具体表现为: 为第二动力源，这样水借助风的压力形成一个能覆 盖整个巷道断面的喷雾团，直接对放炮产生的煤岩 尘和炮烟产生作用，达到降尘消烟的效果。
喷雾射 程的远近可以通过水压和风压来调节，从而达到最 好的喷雾效果。
1． 2 风水联动放炮喷雾装置的研制
取一段 600 mm 长、直 径 为 133 mm 的 钢 管，对 钢管两头进行 封 口，在 钢管纵向面距头 100 mm 和 150 mm 处，分别开 2 个直径大约 25 mm 的口，一个 口用来接风管，一个口用来接水管; 在开口相对应面 和 2 个封口底面朝不同方向密集布置几排直径约为 4 mm 的小眼，制成放炮喷雾装置; 使用时吊挂在距 工作面巷道窝头 3 ～ 5 m 处顶板的正中间，接通风水 管路，在风和 水 的 共 同 作 用 下，此装置开始进行喷 雾，如图 1 所示。
1)
传 统的放炮喷雾和净化水幕装 置 是 通 过 水压提供动力的，喷雾距离短，喷雾覆盖面小，而且 喷雾雾化效果不好。
2) 喷 雾降尘装置需要随着掘进巷 道 的 延 伸 而随时移动，传统的放炮喷雾装置体积庞大笨重，移 动时费时费力，而且放炮喷雾装置放置在距工作面 放炮点 3 ～ 5 m 的正中部，放炮时，常常被冲击波崩 倒，严重影响了喷雾降尘的效果。
另外传统的电动 放炮喷雾装置需要频繁充电，操作十分不便。
3)
传统的喷雾装置在井下使用 5 ～ 6 d 时，喷
头在工作面静压水水质、煤岩尘、水和风的共同作用 下，喷头锈蚀堵塞而不能进行喷雾; 在碱性和酸性环 境下，喷头腐蚀导致喷雾装置不能很好地雾化，影响 了喷雾降尘效果。
图 1 放炮喷雾装置
风水联动净化水幕装置的研制
取一段 600 mm 长、直 径 为 133 mm 的 钢 管，对 1． 3 4)
在井下恶劣的环境中，喷雾装置很难得到
钢管两头进行封口，沿直径方向切割成两半，用等厚 度的钢板把切割处焊牢密封。
在钢管平行的面距头 100 mm 和 150 mm 处，开 2 个 直 径 约 为 25 mm 的 口，焊上风水管接口，1 个口用来接风管，1 个口用来 接水管，在开口相对应的一面及底面朝不同方向密 集布置几排直径约 4 mm 的小眼，制成净化 水 幕 装 置。
使用时挂在巷道两帮，接通风水管路，在风和水
有效的保护，不断维修和更新增加了材料配件的消
耗。
1 风水联动喷雾降尘装置的研制
风水联动喷雾降尘装置的工作原理
该装置在使用时首先开启进风管的控制阀门， 1． 1 风作为第一动力，而后开启进水管的控制阀门，水作
收稿日期: 2012-12-20 作者简介: 安保山( 1975 － ) ，男，山西沁县人，工程师，从事煤矿生产技术管理工作。
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2013 年
2 月 安保山: 风水联动喷雾降尘装置的研制及应用 第
22 卷第 2 期 的共同作用下，此装置开始进行喷雾，如图 2 所示。
2) 该装置体积小，重量轻，拆卸和安装简捷，
移动和维护方便，省时省力。
3) 该装置不再使用喷头，解决了传统装置中
由于喷头堵塞、锈蚀造成的喷雾失效和雾化效果不 好的问题。
同时通过控制喷雾眼角度来控制净化水 幕喷雾方向，可以覆盖整个巷道断面，提高了整体的 降尘效果。
4) 该装置制作材料 简 单、工 艺 易 操 作，降 低
图 2 净化水幕装置
了材料消耗，减少人员投入，提高了工作效率。
2． 3 应用效果
该装置在漳村煤矿水处理硐室和 22 下部放水 巷与捕尘 网 共 同 使 用，降 低 了 工 作 面 80% 以 上 的 煤、岩尘，并且有效地缩短了煤岩尘和炮烟的扩散距 离，降低了作业面发生粉尘爆炸的可能性，改善了工 作面的工作环境，取得了很好的效果。
风水联动喷 雾降尘装置使用前后的效果对照见表 1。
2 风水联动喷雾降尘装置的应用
2． 1 风水联动喷雾降尘装置的布置
在工作面距离窝头 5 ～ 10 m 处的顶板正中间， 安装放炮喷雾装置，如图 3 所示。
表 1 风水联动喷雾降尘装置使用前后的效果对照
粉尘浓度 / ( m g ·m － 3 ) 炮烟消散时间 / min
地点 使用前 使用后 使用前 使用后
水处理 硐室
22 下部
放水巷
图 3 放炮喷雾全断面喷雾
在工作面距离窝头 30 m 内两帮，安装净化水幕 装置，如图 4 所示。
19 4 16 5 21
5
19
6． 5
3 结 语
风水联动喷雾降尘装置，在漳村煤矿炮掘工作 面的应用过程中，降尘效果明显增强，安全系数高， 操作便捷，省时省力，维护简单、费用低，实用性非常 强，具有很好的推广价值。
目前，风水联动净化水幕 降尘装置已在漳村煤矿的采掘工作面得到了推广应
用，应用效果非常明显。
图 4 净化水幕全断面喷雾
风水联动喷雾降尘装置的优点
2． 2 1)
该装置由风压和水压共同提供动力，喷雾
［责任编辑: 路 方］
的距离远，覆盖面广，雾化效果好。
檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨 ( 上接第 8 页)
3． 2． 4 瓦斯成分因素分析
据有关 资 料 显 示，瓦 斯 成 分 中重烃比例大于 1% 时，煤层就有煤与瓦斯突出危险，而矿井主采煤 层瓦斯成分中重烃( C 2 － C 3 ) 所占比例高达 7． 33% 。
这是发生煤与瓦斯突出的又一原因。
多因素密切相关，并有一定的规律可循。
煤与瓦斯突出危险性受地质构造的强烈控制， 同时还与煤层自重应力和温度应力、构造煤、瓦斯成 分等因素相关联。
尤其在复杂的地质条件下，原 始 成煤过程中生成的大量瓦斯被低透气性的煤层顶、 底板封存，后期地质构造运动造成矿井瓦斯赋存的 不均衡性。
主采煤层发生煤与瓦斯突出的内因又十 分明显，外部采场应力则是矿井发生煤与瓦斯突出 的原因。
4 结 语
综合分析大量地质资料可以得出，矿 井 瓦 斯 赋
存与地质构造、煤层顶、底 板 的 岩 性、煤 的 变 质 程 度 及煤岩组分、煤层厚度及结构和煤层埋藏深度等诸
［责任编辑: 路 方］
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