负压二次降尘讲解

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小型化分体式采煤机负压 二次降尘装置的研制
3.采煤机负压二次降压装置的工作参数
每个降尘装置安装有4个口径为1.5mm的喷嘴， 整个装置工作参数如表所示。
喷嘴水压 5 8 10 14 17 20
(MPa)
耗水量 (L/min)
18.0 25.4 28.2 31.8 33.4 34.6
基础研究
一、滚筒割煤中煤尘产生及扩散机理 1、产尘机理
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1
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基础研究
一、滚筒割煤中煤尘产生及扩散机理
2、煤尘扩散机理
如图所示为一个滚筒
处于割煤状态，其上
、下为顶、底板，端
盘和前方为煤帮，只
1
有后方和采空侧一端
是自由空间，当其不
割煤而按图示方向空
转时，就类似于轴流
式扇风机的转子，将
空气从其后方吸入，
吸风量 (m3/min)
13.4 17.5 20.2 22.1 24.0
基础研究
七、放煤口降尘装置试验数据
水压 (MPa)
6 9 12 14
耗水量 (L/min)
5.30 6.75 7.60 7.90
吸风速度 (m/s) 3.65 5.13 6.22 7.11
吸风量 (m3/min)
5.3 7.4 9.0 10.2
吸风量 （m3/min) 52.0 73.6 85.6 98.4 103.2 105.2
架间、放煤口及破碎机 降尘装置的研制
1．架间降尘装置的降尘机理
在支架顶梁一侧的固定侧护板内，装设一 根长约1．5m的钢管，管的采空侧一端焊死，沿 长度方向，在管壁上加工出一条长条形孔(图6— 1、6—2所示)，管的前端装设一个喷嘴，移架时 ，自动供高压水，水雾在管的前端形成水雾活 塞，并沿两支架问前梁缝隙喷向煤壁，将前梁 缝隙产尘吸收。与此同时，沿长条子L也向管内 吸风，将两支架顶梁间缝隙产尘吸入其中，被 水雾活塞净化。
3)涡旋风流不能穿透高速雾气屏障
由于降尘装置体积较
小以及其所处的具体位置 距滚筒高产尘点较远，它 所产生的负压场不可能控 制整个滚筒端面附近空间， 况且尚有滚筒前沿附近大 量片帮煤产尘，因此必须 使其喷出水雾形成严密雾 障，将涡旋风流封住、吸 收、净化。为此对4根喷管 的角度作了充分优化设计：
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小型化分体式采煤机负压 二次降尘装置的研制
1、技术路线
“负压二次降尘技术”的降尘机理为： (1)滚筒原有的内外喷雾系统，降尘效果可达80~90％， 作为第一次降尘； (2)经第一次降尘后，余下的10~20％的粉尘，在采煤 机司机位置的全尘浓度仍可达l000mg/m3以上，作为第二 次降尘任务； (3)第二次降尘是在粉尘传播、扩散的路途中将其捕捉、 捕灭，即采用负压二次降尘技术将滚筒端面的涡旋风流予 以吸收、净化，从而达到降尘的目的。
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11°
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wk.baidu.com
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4) 吸气及喷雾在降尘装置同一端
理论和试验都证明，吸气
和喷雾在同一端时，是方向相
反的两个负压场相叠加，既增
加负压场强度，又扩大其范围。
该装置的吸气负压场主要控制
(以割顶煤滚筒为例)滚筒中心
1
(高度2.0m左右)以下、水平方
向(指装置至滚筒中心)1.2m左
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架间、放煤
A
口及破碎机
降尘装置的
4
5
6
研制
A向
9 8
7
架间
降尘
装置
架间、放煤口及破碎机 降尘装置的研制
2．放煤口降尘装置的降尘机理
在四联杆斜柱上安装“U”形管(图6-5所示) ，管的一端装设喷嘴，供高压水后，水雾喷向 放煤口，捕灭部分放煤产尘，同时由于水雾的 活塞作用，管的另一端向里吸风。这样，在管 的喷口与吸口之间形成环流风，放煤口处的空 气被连续喷出和吸入，在循环中被水雾活塞予
右、贴近煤壁的空间范围内；
雾、气流卷吸负压场主要控制
滚筒中心以上、以远至水雾与
煤壁相交处。在由滚筒中心所
作的垂直于煤壁方向的剖面上， 4 吸气与雾、气流负压场分布如
图5—3所示。
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2 3
5) 可靠性设计
喷嘴为耐磨陶瓷芯型，口径1.5mm，水泵的过滤精度为1mm， 因此只要安装前清洗出加工时残留金属碎屑，一般不会堵塞。若 以平均日开机率35%计算，使用寿命可达3个月左右。该装置有坚 固外壳保护喷嘴及其它易损附件，经得起大块煤矸碰砸，更换喷 嘴方便。其整体外形正视图如图5—4所示。
2)．完全吸收并净化滚筒 割煤时产生的涡旋风流
由基础研究可知，AM500型采煤机在采 用两个直径为1.8m滚筒时，每个滚筒向采空 侧一端排出的涡旋风量为40～50m3/min,每个 装置设计的吸风量为涡旋风流量的2倍时，即 80～100m3/min，可将涡旋风流吸收并净化， 达到预期降尘效果。为此每个降尘装置采用 四根长200mm、内径100mm的钢管作为喷管， 选用口径1.5mm的耐磨喷嘴。
架间、放
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煤口及破 1
碎机降尘
装置的研
制
放煤口
67
降尘装
8
置
架间、放煤口及破碎机 降尘装置的研制
3．破碎机全封闭喷雾降尘
4 3
5 4.5m
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2
综放面负压二次降尘装置
运行参数的优化与匹配
1.综放面内同时运行的喷嘴数目的确定
为了准确地设计综放面降尘装置的运行参数，课题组人员跟班 在综放面实测采煤机割煤时牵引速度、移架速度及放煤速度，获得 多组数据，整理分析结果如下：① 采煤机平均牵引速度为 V=4.0m/min；② 单人移架速度42s/架，即2.1m/min；③ 单人放煤速 度65s/架，即1.4m/min。为了和采煤机割煤时牵引速度相匹配，在 设计中取3人同时移架，每人移架速度为1架/min，即1.5m/min。每 架移动时本架及邻架两个降尘装置同时喷雾，由于支架采用大流量 阀组，每次移架实际供液时间，亦即降尘装置喷雾时间，只有10～ 12s,为了留有余地，设计中取供液时间为15s，每分钟内计有6个喷 嘴喷雾，喷雾时间相当于一个喷嘴连续喷雾90s，3人移架，相当于 1.5个喷嘴在始终连续不断喷雾。
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由采空侧一端排出。
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基础研究
二、水雾活塞吸气及除尘功能研究
1.试验示意图
300mm
200mm
基础研究
二、水雾 活塞吸气 及除尘功 能研究
2.相关参数曲线
基础研究
三、雾粒直径与水压的关系
当喷嘴确定后，水的压力除与耗水量及吸风量 有直接关系外，还决定雾粒的数量与体积。
Dw

Kb (1.79Dp
Dp
P1.26 p
1)
基础研究
三、雾粒直径与水压的关系
1200
1000
800
d=1.5mm
600
d=2.0mm
400
200
0
0 5 10 15 20
水压 水量 雾粒直径 (MPa) (L/min) (m)
5.0 4.45 350 8.0 6.35 170 10.0 7.05 120 14.0 7.95 80 16.2 8.30 70
基础研究
四、吸风口流场分布及形状
I
II III
1.8 4.0 2.0 1.9 6.0
1m 1m
I
II III
基础研究
五、雾、气射流扩散角的测定
1.雾、气流直径变化实测数据
喷嘴直 测点距喷口 不同水压时射流直径(m) 径d(mm) 距离(m) 5 8 11 14 17
0.5
0.26 0.3 0.32 0.35 0.37
11MPa
2.0
17.7
21.5
24.4
1.5
14.3
18.2
20.4
0.8
19.2
20.3
20.9
平均
17.1
20.0
22.0
基础研究
六、架间降尘装置试验数据
水压 (MPa)
5 8 11 14 16
耗水量 (L/min)
4.50 6.35 7.40 7.90 8.25
吸风速度 (m/s) 7.09 9.31 10.72 11.73 12.74
小型化分体式采煤机负压 二次降尘装置的研制
2.分体式负压二次降压装置优化设计
1) 降尘装置尽最大可能实现小型化 2)完全吸收并净化滚筒割煤时产生的涡旋风流 3)涡旋风流不能穿透高速雾气屏障 4) 5) 可靠性设计
1) 降尘装置尽最大可能实现小型化
以长200mm、内径100mm的钢管为基本 元件，每个装置的长度(平行于煤壁方向)为 500mm，宽度(垂直煤壁方向)为800mm，厚 度250mm，每个重量只有120kg，制作、搬 运、拆装等均很方便。在鲍店矿煤层条件 下，一般不会出现因使用该装置而影响采 煤机正常割煤的情况。
2.0
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0.85 1.0 1.16 1.20 1.24
0.5
0.24 0.27 0.28
1.5
2.5
0.65 0.85 1.0
0.5
0.27 0.29 0.3 0.3
0.8
2.5
1.0 1.0 1.0 1.0
基础研究
五、雾、气射流扩散角的测定
2.转换成扩散角
喷嘴直径 d(mm)
5MPa
8MPa