司马煤业有限公司掘进机外喷雾喷嘴雾化特性及降尘性能研究

为掌握山西潞安司马煤矿综掘工作面掘进机外喷雾喷嘴的雾化及降尘性能,利用自行设计搭建的喷雾性能测试平台,对当前掘进机外喷雾喷嘴在不同工况下的雾化特性及降尘效率进行试验研究.研究结果表明:喷嘴的水流量随着供水压力的增大而增大,且不同压力范围内水流量变化幅度不同;喷嘴的雾化角及射程随着供水压力的增大表现出逐渐增大的趋势,喷嘴雾化角变化幅度较小,射程变化较大;随着供水压力的增加,雾滴粒径逐渐减小,雾滴粒径大小约在100μm;同时,喷嘴降尘效率随供水压力增加表现出逐渐增大的规律.综合考虑各种因素,得到该喷嘴的最适供水压力为1.5 MPa,此时喷嘴降尘的全尘效率为73.34％,呼尘效率为52.82％.     

采煤机高压喷雾及负压二次降尘技术

针对煤矿回采工作面煤尘较大的现实 ,研究应用了采煤机高压喷雾及负压二次降尘技术 ,降低了采煤机割煤时产生的大量煤尘 ,改善了工人的作业环境。     

采煤机负压二次降尘装置的实践与应用

综采工作面煤尘产生量比较大,采用采煤机负压二次降尘技术,可以大大降低采煤机割煤时产生的大量煤尘,净化工作面空气。论文介绍了采煤机负压二次降尘系统组成及工作原理,并对实际应用效果进行了分析,取得了明显的的降尘效果。     

Ⅱ形高压喷雾装置的研制和应用

随着煤矿综掘工作面机械化程度的不断提高，综掘机的大量使用，生产高度集中。掘进进尺大幅度提高，粉尘产生量也急剧增加，给安全生产带来隐患，而且还严重危害人体健康。介绍了综掘机高压喷雾装置的研制和应用，该装置能够显著地降低综掘工作面的高浓度粉尘。     

负压二次降尘技术在半煤岩掘进机上的的应用

介绍了负压二次降尘的原理。通过在兖矿集团南屯煤矿十一采区回风综掘工作面的应用,降尘效果明显,改善了作业环境的卫生条件。     

综掘工作面喷雾降尘技术分析

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。     

浅谈综掘工作面喷雾降尘技术

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。     

∏形高压喷雾装置的研制和应用

随着煤矿综掘工作面机械化程度的不断提高 ,综掘机的大量使用 ,生产高度集中 ,掘进进尺大幅度提高 ,粉尘产生量也急剧增加 ,给安全生产带来隐患 ,而且还严重危害人体健康。介绍了综掘机高压喷雾装置的研制和应用 ,该装置能够显著地降低综掘工作面的高浓度粉尘。     

高压喷雾降尘技术在综掘工作面的应用

针对目前综掘工作面粉尘浓度严重超标的现状,试验新型高压喷雾降尘装置,有效提高降尘效果,改善综掘工作面作业环境。     

大采高工作面高压喷雾降尘技术研究及应用

大采高综采工作面生产效率高、产能大,粉尘污染问题严重。为解决大采高综采工作面现有喷雾降尘措施效果不佳的问题,以红柳林煤矿24205工作面为工程背景,在分析大采高综采工作面采煤机割煤产尘特点的基础上,通过高压喷雾降尘工艺参数优化,重点开展了采煤机高压外喷雾降尘技术、尘源跟踪喷雾降尘技术的应用研究,解决了喷嘴堵塞、喷雾量不足、喷雾射程短、覆盖面积小的问题,实现了滚筒割煤过程中尘源处的立体覆盖式喷雾。应用结果表明：采煤机司机处总粉尘和呼吸性粉尘平均质量浓度分别从1 362.4、289.1 mg/m³降低到97.4、31.7 mg/m³,降尘效率分别为92.85%、89.02%;采煤机下风侧10 m处总粉尘和呼吸性粉尘平均质量浓度分别从456.8、97.3 mg/m³降低到45.1、9.7 mg/m³,降尘效率分别为90.13%、89.76%。工作面作业环境得到了明显改善。     

大断面综掘巷道长压短抽条件下粉尘运移模拟

为探究除尘器抽风筒个数对综掘面除尘效果的影响,以冯家塔煤矿综掘面为原型,应用Solidworks软件建立综掘工作面模型,采用ANSYS Fluent数值模拟软件模拟掘进工作面长压短抽式通风对除尘效果的影响,并对抽风筒进行改进,研究布置双、三抽风筒时的除尘效果。结果表明：在掘进巷道中,粉尘质量浓度在反重力方向上呈现出下降—上升—下降的分布规律,且距工作面越远,下降趋势越明显;双抽风筒除尘可以明显降低回风侧的粉尘质量浓度,能将平均质量浓度为150 mg/m³的高浓度粉尘控制在掘进工作面15 m范围内;三抽风筒在双抽风筒的基础上优化了安设位置,成功将粉尘抑制在工作面与掘锚机之间,能更有效地遏制粉尘在巷道空间内的扩散,作业空间粉尘质量浓度满足要求,除尘效果更佳。针对长压短抽式通风除尘系统中抽风筒进行的改进,可为综掘工作面除尘技术提供一定的参考。

     

综采工作面二次负压降尘实践

介绍了综采割煤二次负压降尘装置结构、工作原理以及在朔里煤矿综采工作面使用情况。     

综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果分析

为了确定综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,分析了压风口与工作面不同距离时风流与粉尘流场运移规律,结果表明：压风气幕的形成主要由压风涡流风流场与工作面距离决定,若涡流风流场与工作面距离大于抽风口与工作面距离,可在压风口与抽风口间形成风流方向均指向工作面的压风气幕,压风口与工作面距离越大,涡流风流场与工作面距离越大,越利于形成压风气幕;数值模拟确定了50 mg/m3以上高浓度粉尘扩散距离随压风口与工作面距离变化的数学关系式;现场实测也显示,压风气幕阻尘效果明显,压风口距工作面30 m时,形成的压风气幕使距工作面10 m断面测点的粉尘浓度降至19.2 mg/m3,有效提高了除尘风机抽尘量,降低了现场粉尘浓度。     

综掘工作面粉尘扩散与不同粒径粉尘的沉降规律研究

采用理论分析、数值模拟和现场测试等方法,通过建立的煤矿综掘工作面三维数值模型,数值模拟研究了综掘工作面粉尘运移及沿程分布规律,基于滤膜计重法现场测试了综掘工作面的粉尘质量浓度,并从粉尘粒径的角度出发,对现场采集的滤膜粉尘进行了粒度分析。研究结果表明：综掘工作面粉尘主要集中在距工作面端头5 m的区域内,粉尘在风流作用下主要沿回风侧煤壁和掘进机机身之间、掘进机机身与巷道顶板之间向端头后方运移;可将综掘工作面粉尘的沿程沉降划分为急速沉降区、中速沉降区和慢速沉降区;粒径大于50 μm的粉尘易在掘进机司机前方沉降;粉尘沉降过程中的“拐点粒径”为40 μm,小于“拐点粒径”的粉尘在巷道中不易沉降。     

全岩机掘面压风空气幕封闭除尘系统的研究与应用

分析了掘进工作面压风空气幕的形成机制,并采用k-ε双方程模型建立了单相风流流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用FLUENT软件对全岩机掘面压风口距掘进头不同长度时形成空气幕的状况进行了数值模拟,结果显示,随着压风口距掘进头长度的增大,压风形成覆盖巷道整个断面空气幕的能力不断增强,压风口距掘进头30 m时,在距掘进头约8.7 m的位置即可形成1.62 Pa的空气幕,是形成压风空气幕的最佳距离。设计了压风空气幕封闭除尘系统,在唐口煤矿南部回风大巷全岩机掘面试验了该系统压风口距掘进头分别为10,20,30和35 m时的除尘效果,数据表明,应用4种方式后,现场的粉尘浓度均有了明显降低,尤其压风口距掘进头30 m时,效果最为明显,全尘和呼尘的降尘率分别高达95.1%和96.1%,这与数值模拟结果一致。     

8 m特大采高工作面粉尘综合防控技术研究及应用

8 m及以上特大采高综采技术大幅提升了煤炭产量,但其产尘量及采场空间也随之增大,导致传统防尘工艺技术很难解决由此产生的粉尘污染问题。为了解决工作面粉尘污染的难题,提出以采煤机割煤防尘和液压支架防尘为主的大采高综采工作面空间粉尘分区治理思路,通过采用数值计算、实验室试验和现场试验相结合的方法,开发出“气水喷雾+机载除尘+支架封闭控尘+高位抽尘与微雾净化”粉尘综合防控技术,研发了远射程低耗水型气水喷雾器、采煤机随机抽尘净化装置、液压支架封闭控尘装置和负压除尘微雾净化装置,最终形成了一套适应8 m特大采高综采工作面粉尘综合防控技术及装备。试验结果表明：上述4项措施联合的综合降尘效率在90%以上,工作面有人作业空间内粉尘质量浓度可降低至10 mg/m³以内,粉尘防控效果显著,能够有效解决类似特大采高综采工作面粉尘污染问题。     

ZPW型自动喷雾灭尘装置的研制与应用

介绍了煤尘产生的原因 ,ZPW型灭尘装置的组成及工作原理。     

综采工作面司机处粉尘隔离技术的研究及实践

根据流体力学中空气射流理论,从理论和实验上研究了空气幕隔离综采工作面司机处呼吸性粉尘的原理及其方法。空气幕在采煤机司机工作区与煤壁间形成了一道“无形透明的屏障”,阻隔采煤机截煤过程中粉尘向司机处扩散,应用于现场效果明显,隔离呼吸性粉尘效率达８２．３４％。     

中国煤矿粉尘危害防治技术现状及发展方向

为了解决煤矿综掘工作面粉尘污染难题,以唐口煤矿3110运输巷综掘工作面为研究对象,对压抽风量比r为0.5、0.8、1.2、1.5条件下的多径向涡旋气幕运移及其阻尘效果开展数值模拟研究。结果表明,随着r的减小,控制风流结构的主要因素由惯性转变为抽风负压,气幕保持径向涡旋状态的轴向运移距离及其前部低速紊流区均随之减小,当r减小至0.8及0.5时,能够在掘进作业区域形成轴向阻尘流场,粉尘污染范围也随之减小。结合综掘工作面实际情况,选取r为0.8,经现场应用,掘进机司机前部断面形成了较为完整的轴向阻尘流场,风速减小至0.38~1.19 m/s,掘进机司机处粉尘质量浓度降至63.0 mg/m³。