矿井粉尘防治新技术讲座优秀课件
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➢ 气和定量的水、发泡剂在混合发泡器中形成了气、液两相流体共同 存在的情形，两种流体相互吹击、冲撞、搅拌，从而产生一定体积 的泡沫，通过喷头喷出连续的实心锥状泡沫流，覆盖尘源，抑制粉 尘。
设备发泡原理图
一、泡沫抑尘技术
ò泡沫抑尘发生器
3.3 设备主要特点 ➢ 不用电，不必进行防爆处理，工作时安全可靠； ➢ 用水量小，节约水源50%以上； ➢ 操作简便，方便井下工人操作和使用； ➢ 安装在掘进机上，随掘进机行走，减少搬运工作。
矿井粉尘防治新技 术讲座
主要内容
一、泡沫抑尘技术 二、润湿剂喷雾降尘技术 三、柔性附壁风筒辅助降尘技术
一、泡沫抑尘技术
ò泡沫降尘原理
截留效应
截留机理认为,粒子有大小而无 质量或粒径小于5μm时，不同大小的 粒子都跟着气体的流线而流动。如图 所示，当流动的气体对着泡沫流动时， 气流将在泡沫的上游折转而绕泡沫流 过。如果在某一流线上的粒子中心正 好使dp/2 能接触到泡沫，则该粒子 被截留。
采用喷雾、洒水降尘措施后全尘粉尘浓度
日期
采用泡沫抑尘技术后全尘粉尘浓度
采用不同降尘措施后全尘粉尘浓度
采用喷雾、洒水降尘措施后呼吸性粉尘浓度 采用泡沫抑尘技术后呼吸性粉尘浓度
日期
采用不同降尘措施后呼吸性粉尘浓度
采用喷雾、洒水降尘措施，平均全尘粉尘浓度只能降960.07mg/m3，而 采用泡沫抑尘技术平均全尘粉尘浓度可见到206.38mg/m3，抑尘效率提 高了78.50%。
惯性碰撞效应
在惯性碰撞中，粒子沿流线运动绕流时,由于惯性作用而偏离流 线,与泡沫相撞而被捕集,如图中虚线所示。
一、泡沫抑尘技术
扩散效应
微细尘粒(dp<1μm) ,在气流中受到热运动的气体分子撞击后,并不 均衡地跟随流线,而是在气体中作布朗运动。由于这种不规则的热运动, 在紧靠泡沫附近,微细尘粒可能与泡沫相碰撞而被捕集,称为扩散效应。 随着粉尘颗粒减小,流速减慢,温度增加,尘粒的热运动加速,从而与泡沫 的碰撞概率也就增加,扩散效应增强。
粉尘概况
薛湖矿区煤质较软，硬度系数为1～2，机械化掘进程 度高、强度大，煤尘亲水性差，产尘量极大。
2018机巷掘进工作面防尘措施
喷雾、洒水降尘
防治粉尘效果
掘进工作面粉尘浓度极高，可达到600～1200mg/m3。
一、泡沫抑尘技术
➢ 应用效果
全尘粉尘浓度 2000 （mg/m3） 1500 1000 500
泡沫抑尘较除尘风机（除尘效率约为40%）效果而言也有明显的优 势，充分说明泡沫抑尘方法能够有效降低掘进工作面粉尘浓度，保 障工人的身心健康。
一、泡沫抑尘技术
➢ 应用效果
泡沫完全覆盖截割部
截割煤岩时泡沫射向尘源，抑尘效果明显
司机拥有良好的工作视线
应用泡沫抑尘全景
一、泡沫抑尘技术
ò现场应用
4.2 河南神火集团薛湖矿的应用 ➢ 2018机巷掘进工作面粉尘治理原状
0
呼吸性粉尘浓度 400 （mg/m3） 300 200 100
0
3.7 3.10 3.13 3.16 3.19 3.22 3.25 3.28 3.31
4.3 4.6 4.9 4.12 4.15 4.18 4.21 4.24 3.7 3.10 3.13 3.16 3.19 3.22 3.25 3.28 3.31 4.3 4.6 4.9 4.12 4.15 4.18 4.21 4.24
黏附效应
泡沫外表面具有黏附粉尘的功 能,其捕尘机理如图所示。当具有一 定速度的泡沫向粉尘运动,粉尘经过 碰撞、截留和扩散等一系列作用后 到达泡沫表面,被泡沫所黏附。
一、泡沫抑尘技术
ò泡沫抑尘技术简介
泡 沫 抑 尘 发 生 器 实 物 图
泡沫抑尘发生器利用矿井掘进工作面的高压风管及水管（或者利用掘进
机的冷去水），在设备内部将发泡剂与水定量混合后，加入一定量的压风，
通过发泡装置产生大体积高倍数气、液两相泡沫，经喷头喷出后形成实心锥
体泡沫流来覆盖掘进机切割煤岩时产尘部位，抑制粉尘的扩散，从而有效的
降低粉尘浓度
一、泡沫抑尘技术
ò泡沫抑尘发生器
3.1 设备主要部件
储液箱 由两个罐体组成，上下
均有管路将罐体联通，罐体上方分别有 加料口、进气口、排气口和出液口，通 过高压胶管和其他设备相连。
混合发泡器 集混合器与发泡器
于一体，是发泡装置的核心部分，气、 水、发泡剂在此混合并在出口形成泡沫。
一、泡沫抑尘技术
ò百度文库沫抑尘发生器
控制箱 用来开关和定量调节风、
水、液的装置，外面是两个总控制阀门 （分别开关风、水）和各管路的微调阀 门（分别调节风、水、液），用来调节 发泡效果，内部由高压胶管连接。
一、泡沫抑尘技术
占总数百分比(%) <60% 60%～65% 65%～70% 70%～75% 75%～80% 80%～85% 85%～90% 90%～95% 95%～100%
➢ 应用效果
统计结果
多项式 (统计结果)
18
15
12
9
6
3
0
抑尘效率
泡沫抑尘效率综合分析图
29% 23%
8% 2% 5% 13% 3%
17%
>1000mg/m3 800～1000mg/m3 600～800mg/m3 400～600mg/m3 300～400mg/m3 200～300mg/m3 100～200mg/m3 0～100mg/m3
泡沫抑尘后粉尘浓度综合分析图
应用泡沫抑尘设备后，寺河矿掘进巷道93226巷、92103巷和92104 巷掘进工作面抑尘效率都有明显提高，平均抑尘率达到75%以上。
喷头及喷头支架 发泡器发出的
泡沫通过喷头喷射并形成锥状，以完全 包裹掘进机切割头，从而有效抑尘。喷 头架用来将喷头固定在掘进机摇臂上， 并能调节喷头角度。
一、泡沫抑尘技术
3.2 设备发泡原理
➢ 风管路通过三通分为两路，一路将储液箱中的发泡剂通过管路经液 流量计定量压入混合发泡器，另一路风直接进入混合器内，同时高 压水通过管路经水流量计定量流入混合发泡器。
一、泡沫抑尘技术
ò现场应用
4.1 晋城煤业集团寺河矿 ➢ 掘进工作面粉尘治理原状
概况
晋城矿区煤质坚硬，硬度系数为2～4，机械化开采 程度高，开采强度大，煤尘亲水性差，产尘量极大。
掘进工作面防尘措施
喷雾降尘与除尘风机相结合的除尘方式。
防治粉尘效果
掘进工作面粉尘浓度达到600～1000mg/m3。
设备发泡原理图
一、泡沫抑尘技术
ò泡沫抑尘发生器
3.3 设备主要特点 ➢ 不用电，不必进行防爆处理，工作时安全可靠； ➢ 用水量小，节约水源50%以上； ➢ 操作简便，方便井下工人操作和使用； ➢ 安装在掘进机上，随掘进机行走，减少搬运工作。
矿井粉尘防治新技 术讲座
主要内容
一、泡沫抑尘技术 二、润湿剂喷雾降尘技术 三、柔性附壁风筒辅助降尘技术
一、泡沫抑尘技术
ò泡沫降尘原理
截留效应
截留机理认为,粒子有大小而无 质量或粒径小于5μm时，不同大小的 粒子都跟着气体的流线而流动。如图 所示，当流动的气体对着泡沫流动时， 气流将在泡沫的上游折转而绕泡沫流 过。如果在某一流线上的粒子中心正 好使dp/2 能接触到泡沫，则该粒子 被截留。
采用喷雾、洒水降尘措施后全尘粉尘浓度
日期
采用泡沫抑尘技术后全尘粉尘浓度
采用不同降尘措施后全尘粉尘浓度
采用喷雾、洒水降尘措施后呼吸性粉尘浓度 采用泡沫抑尘技术后呼吸性粉尘浓度
日期
采用不同降尘措施后呼吸性粉尘浓度
采用喷雾、洒水降尘措施，平均全尘粉尘浓度只能降960.07mg/m3，而 采用泡沫抑尘技术平均全尘粉尘浓度可见到206.38mg/m3，抑尘效率提 高了78.50%。
惯性碰撞效应
在惯性碰撞中，粒子沿流线运动绕流时,由于惯性作用而偏离流 线,与泡沫相撞而被捕集,如图中虚线所示。
一、泡沫抑尘技术
扩散效应
微细尘粒(dp<1μm) ,在气流中受到热运动的气体分子撞击后,并不 均衡地跟随流线,而是在气体中作布朗运动。由于这种不规则的热运动, 在紧靠泡沫附近,微细尘粒可能与泡沫相碰撞而被捕集,称为扩散效应。 随着粉尘颗粒减小,流速减慢,温度增加,尘粒的热运动加速,从而与泡沫 的碰撞概率也就增加,扩散效应增强。
粉尘概况
薛湖矿区煤质较软，硬度系数为1～2，机械化掘进程 度高、强度大，煤尘亲水性差，产尘量极大。
2018机巷掘进工作面防尘措施
喷雾、洒水降尘
防治粉尘效果
掘进工作面粉尘浓度极高，可达到600～1200mg/m3。
一、泡沫抑尘技术
➢ 应用效果
全尘粉尘浓度 2000 （mg/m3） 1500 1000 500
泡沫抑尘较除尘风机（除尘效率约为40%）效果而言也有明显的优 势，充分说明泡沫抑尘方法能够有效降低掘进工作面粉尘浓度，保 障工人的身心健康。
一、泡沫抑尘技术
➢ 应用效果
泡沫完全覆盖截割部
截割煤岩时泡沫射向尘源，抑尘效果明显
司机拥有良好的工作视线
应用泡沫抑尘全景
一、泡沫抑尘技术
ò现场应用
4.2 河南神火集团薛湖矿的应用 ➢ 2018机巷掘进工作面粉尘治理原状
0
呼吸性粉尘浓度 400 （mg/m3） 300 200 100
0
3.7 3.10 3.13 3.16 3.19 3.22 3.25 3.28 3.31
4.3 4.6 4.9 4.12 4.15 4.18 4.21 4.24 3.7 3.10 3.13 3.16 3.19 3.22 3.25 3.28 3.31 4.3 4.6 4.9 4.12 4.15 4.18 4.21 4.24
黏附效应
泡沫外表面具有黏附粉尘的功 能,其捕尘机理如图所示。当具有一 定速度的泡沫向粉尘运动,粉尘经过 碰撞、截留和扩散等一系列作用后 到达泡沫表面,被泡沫所黏附。
一、泡沫抑尘技术
ò泡沫抑尘技术简介
泡 沫 抑 尘 发 生 器 实 物 图
泡沫抑尘发生器利用矿井掘进工作面的高压风管及水管（或者利用掘进
机的冷去水），在设备内部将发泡剂与水定量混合后，加入一定量的压风，
通过发泡装置产生大体积高倍数气、液两相泡沫，经喷头喷出后形成实心锥
体泡沫流来覆盖掘进机切割煤岩时产尘部位，抑制粉尘的扩散，从而有效的
降低粉尘浓度
一、泡沫抑尘技术
ò泡沫抑尘发生器
3.1 设备主要部件
储液箱 由两个罐体组成，上下
均有管路将罐体联通，罐体上方分别有 加料口、进气口、排气口和出液口，通 过高压胶管和其他设备相连。
混合发泡器 集混合器与发泡器
于一体，是发泡装置的核心部分，气、 水、发泡剂在此混合并在出口形成泡沫。
一、泡沫抑尘技术
ò百度文库沫抑尘发生器
控制箱 用来开关和定量调节风、
水、液的装置，外面是两个总控制阀门 （分别开关风、水）和各管路的微调阀 门（分别调节风、水、液），用来调节 发泡效果，内部由高压胶管连接。
一、泡沫抑尘技术
占总数百分比(%) <60% 60%～65% 65%～70% 70%～75% 75%～80% 80%～85% 85%～90% 90%～95% 95%～100%
➢ 应用效果
统计结果
多项式 (统计结果)
18
15
12
9
6
3
0
抑尘效率
泡沫抑尘效率综合分析图
29% 23%
8% 2% 5% 13% 3%
17%
>1000mg/m3 800～1000mg/m3 600～800mg/m3 400～600mg/m3 300～400mg/m3 200～300mg/m3 100～200mg/m3 0～100mg/m3
泡沫抑尘后粉尘浓度综合分析图
应用泡沫抑尘设备后，寺河矿掘进巷道93226巷、92103巷和92104 巷掘进工作面抑尘效率都有明显提高，平均抑尘率达到75%以上。
喷头及喷头支架 发泡器发出的
泡沫通过喷头喷射并形成锥状，以完全 包裹掘进机切割头，从而有效抑尘。喷 头架用来将喷头固定在掘进机摇臂上， 并能调节喷头角度。
一、泡沫抑尘技术
3.2 设备发泡原理
➢ 风管路通过三通分为两路，一路将储液箱中的发泡剂通过管路经液 流量计定量压入混合发泡器，另一路风直接进入混合器内，同时高 压水通过管路经水流量计定量流入混合发泡器。
一、泡沫抑尘技术
ò现场应用
4.1 晋城煤业集团寺河矿 ➢ 掘进工作面粉尘治理原状
概况
晋城矿区煤质坚硬，硬度系数为2～4，机械化开采 程度高，开采强度大，煤尘亲水性差，产尘量极大。
掘进工作面防尘措施
喷雾降尘与除尘风机相结合的除尘方式。
防治粉尘效果
掘进工作面粉尘浓度达到600～1000mg/m3。