一、研發(fā)背景
礦井粉塵及有毒有害氣體是煤礦生產(chǎn)過程中的主要不安全因素，不僅污染工作環(huán)境,損壞設(shè)備；而且危害人體健康,長期吸入粉塵會(huì)造成塵肺、煤肺的疾病。煤塵與井下瓦斯等有害氣體由于管理不當(dāng)會(huì)發(fā)生煤塵爆炸和瓦斯爆炸等重大事故。
未解決這一問題，技術(shù)人員經(jīng)過長期的實(shí)踐與研究，利用射流原理，研制成功了濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)，能有效降低掘進(jìn)工作面的粉塵，同時(shí)該風(fēng)機(jī)可以安裝在采煤工作面上隅角，能夠安全快速的排除上隅角的瓦斯及粉塵。
掘進(jìn)工作面和采煤工作面是粉塵和有毒有害氣體產(chǎn)生的主要場(chǎng)所之一，采煤工作面上隅角由于位置特殊，容易瓦斯集聚，一直是采煤作業(yè)重大的安全隱患。煤塵與井下瓦斯等有害氣體由于管理不當(dāng)會(huì)發(fā)生煤塵爆炸和瓦斯爆炸等重大事故。
技術(shù)人員經(jīng)過長期的實(shí)踐與研究，利用射流原理，研制成功了濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)，經(jīng)過一段時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及改進(jìn)，在掘進(jìn)工作面獲得全塵除塵率達(dá)到61.53%，呼吸塵除塵率達(dá)到77.75%的使用效果。噪音測(cè)試為84.9dB。該抽排風(fēng)機(jī)的使用能有效降低掘進(jìn)工作面的粉塵，同時(shí)該風(fēng)機(jī)可以安裝在采煤工作面上隅角，能夠安全快速的排除上隅角的瓦斯及粉塵。
二、技術(shù)方案
1.基本原理
利用流體力學(xué)中的射流方法，高壓氣體在引流鐵桶內(nèi)從噴嘴高速噴出時(shí)﹐在喉管入口處因周圍的空氣被射流卷走而形成真空﹐被輸送的帶有粉塵空氣即被吸入。兩股流體在喉管中混合并進(jìn)行動(dòng)量交換﹐使帶有粉塵空氣的動(dòng)能增加﹐最后通過擴(kuò)散管將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，然后從導(dǎo)向風(fēng)筒出口噴出。同時(shí)在導(dǎo)向風(fēng)筒出風(fēng)口安裝噴霧裝置，進(jìn)行泥化來消除粉塵。原理圖如下：
2.抽排風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)工作面安裝及使用方法
（1）風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)安裝架固定在二運(yùn)機(jī)上；
（2）安裝導(dǎo)向鐵筒，再接好若干節(jié)Φ600mm5000mm負(fù)壓風(fēng)筒；
（3）安裝引流鐵筒，再接好若干節(jié)Φ600mm5000mm負(fù)壓風(fēng)筒（達(dá)到綜掘機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，超過綜掘機(jī)司機(jī)位置）；
（4）安裝供風(fēng)Φ32mm風(fēng)管，供風(fēng)源為掘進(jìn)工作面壓風(fēng)管路；
（5）安裝除塵Φ10mm水管，水源為掘進(jìn)工作面供水管路；
（6）開始割煤時(shí)，供風(fēng)管及供水管路齊打開。
3.抽排風(fēng)機(jī)在采煤工作面回風(fēng)上隅角安裝及使用方法
（1）風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)安裝在工作面回風(fēng)順槽；
（2）在工作面上隅角安裝引流筒，用Φ600mm5000mm負(fù)壓風(fēng)筒與抽排風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口連接；
（3）再接好Φ600mm5000mm負(fù)壓風(fēng)筒到工作面10米外回風(fēng)順槽；
（4）安裝供風(fēng)Φ32mm風(fēng)管，安裝除塵Φ10mm水管；
（5）開始割煤時(shí)，供風(fēng)管及供水管路齊打開。
三、適用場(chǎng)合
本設(shè)備安裝方便安全可靠，除了煤礦掘進(jìn)工作面及采煤工作面上隅角使用，還可以用于露天煤礦及各種非煤礦山和其它有粉塵及危險(xiǎn)爆炸性氣體的場(chǎng)所。具體的適用場(chǎng)合及主要用途有：
1.露天煤礦
（1）鉆場(chǎng)除塵；
（2）采場(chǎng)局部除塵；
（3）各礦渣、原煤裝卸點(diǎn)除塵。
2.洗煤廠、焦化廠、水泥廠、化工廠等企業(yè)
（1）各原煤（材料）轉(zhuǎn)載點(diǎn)局部除塵；
（2）廠房等密閉空間除塵；
（3）在使用電力等常規(guī)動(dòng)力存在漏電、爆炸等安全隱患的極端場(chǎng)所除塵及抽排有毒有害及爆炸性氣體。
3.非煤礦井
（1）轉(zhuǎn)載點(diǎn)除塵；
（2）工作面除塵，抽排有毒有害及爆炸性氣體。
4.其它有壓縮空氣，經(jīng)常移動(dòng)或使用常規(guī)動(dòng)力有困難的場(chǎng)所通風(fēng)除塵。
四、應(yīng)用效果
1.風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)除塵效果測(cè)定結(jié)果
使用濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)時(shí)，一方面粉塵通過除塵器時(shí)受高速氣流沖擊和霧化的水滴結(jié)合較好，未被捕捉到的濕潤粉塵在巷道中運(yùn)行短距離后會(huì)很快沉降；另一方面由加濕噴霧噴出的水滴經(jīng)過高速風(fēng)流吹出后得到較好的泥化增加了和巷道中粉塵的結(jié)合率，干粉塵和巷道中細(xì)化較好的水霧結(jié)合運(yùn)行短距離后也會(huì)很快沉降。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察不使用除塵器時(shí)巷道中漂浮的粉塵大約需要10分鐘以上時(shí)間才能全部沉降，而使用除塵器時(shí)巷道中漂浮的粉塵大約需要4～5分鐘的時(shí)間就能全部沉降。
濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)安裝好投入正常使用后進(jìn)行了除塵效果測(cè)試，測(cè)點(diǎn)選在除塵風(fēng)機(jī)外側(cè)距離除塵風(fēng)機(jī)安裝位置約10米處。掘進(jìn)機(jī)正常掘進(jìn)時(shí)，在同一測(cè)定地點(diǎn)分別測(cè)量不開啟除塵器時(shí)、正常開啟除塵器時(shí)兩種狀態(tài)下測(cè)點(diǎn)的全塵及呼吸塵濃度，每種狀態(tài)下分別進(jìn)行四次粉塵濃度的測(cè)量。經(jīng)過礦通風(fēng)隊(duì)粉塵測(cè)量，達(dá)到預(yù)想的結(jié)果。測(cè)量接入如表所示：
2.濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)與電動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)使用效果對(duì)比
（1）電動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)經(jīng)行測(cè)試，噪音高達(dá)129dB，影響到職工的身體健康，在井下掘進(jìn)工作面無法使用。濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)經(jīng)行測(cè)試，噪音是98dB，后期經(jīng)過改良添加消音器后噪音可降低至85 dB以下，安裝使用過程中，既不影響工作面正常信息交流，同時(shí)對(duì)人體起到很好的保護(hù)作用。
（2）濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)在使用過程中全塵可減少61.53%、呼吸塵可減少77.75%；除塵風(fēng)機(jī)在使用中全塵和呼吸塵可減少60%-70%，通過比較可知，濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)除塵性能與除塵風(fēng)機(jī)相當(dāng)。
（3）電動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)機(jī)身笨重，不便于拆卸及移動(dòng)，濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)重量小，便于拆解及移動(dòng)。
（4）濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)安裝簡單，故障率極低，運(yùn)行安全可靠。整機(jī)沒有電源，運(yùn)行平穩(wěn)，沒有振動(dòng)，不僅節(jié)能環(huán)保，而且從根本上遏制了漏電、引爆煤塵瓦斯等安全事故的發(fā)生。
（5）從經(jīng)濟(jì)效益來說，濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)使用工作面壓風(fēng)管路的壓風(fēng)動(dòng)力，不需要重復(fù)投資，與電動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)相比每月可以節(jié)約可觀的電費(fèi)，同時(shí)省去了電纜、開關(guān)等一系列投資。由于其結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，重量較輕，維護(hù)量極少，可以節(jié)省勞務(wù)成本。而且其設(shè)計(jì)巧妙，沒有漏電、摩擦發(fā)熱、火花等安全隱患，產(chǎn)生的安全效益無法用現(xiàn)金來衡量。同時(shí)減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度，能夠提高職工幸福指數(shù)，有利于安全生產(chǎn)。
五、相關(guān)說明
本濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)主要適用于選煤廠、掘進(jìn)工作面、采煤工作面回風(fēng)上隅角等地點(diǎn)的降塵除塵，效果明顯，具有較強(qiáng)的推廣意義。
本項(xiàng)目的其它相關(guān)內(nèi)容介紹可參閱2018年12月10日能源科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)發(fā)布的《新型濕式風(fēng)動(dòng)除塵器研究與應(yīng)用》。
礦井粉塵及有毒有害氣體是煤礦生產(chǎn)過程中的主要不安全因素，不僅污染工作環(huán)境,損壞設(shè)備；而且危害人體健康,長期吸入粉塵會(huì)造成塵肺、煤肺的疾病。煤塵與井下瓦斯等有害氣體由于管理不當(dāng)會(huì)發(fā)生煤塵爆炸和瓦斯爆炸等重大事故。
為解決這一問題，技術(shù)人員經(jīng)過長期的實(shí)踐與研究，利用射流原理，研制成功了濕式風(fēng)動(dòng)抽排風(fēng)機(jī)，能有效降低掘進(jìn)工作面的粉塵，同時(shí)該風(fēng)機(jī)可以安裝在采煤工作面上隅角，能夠安全快速的排除上隅角的瓦斯及粉塵。
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