本實(shí)用新型實(shí)施例涉及煤礦除塵技術(shù)，具體涉及一種抑塵裝置。

背景技術(shù)：

礦井煤塵的防治工作是煤炭工業(yè)安全生產(chǎn)中的重要內(nèi)容。礦井煤塵不僅具有爆炸危險(xiǎn)，會(huì)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)帶來很大的威脅，而且還會(huì)危害人體健康，礦工長(zhǎng)期吸入煤塵后，輕者會(huì)患呼吸性疾病、重者會(huì)患上塵肺病，而塵肺病引發(fā)的礦工致殘和死亡人數(shù)在國(guó)內(nèi)外都十分驚人，據(jù)統(tǒng)計(jì)，塵肺病死亡人數(shù)是工傷死亡人數(shù)的六倍。另外，礦井煤塵聚集可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)，煤塵還會(huì)加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器的使用壽命；礦井煤塵還會(huì)危害電氣設(shè)備安全，引起電氣設(shè)備短路、接地等故障，會(huì)對(duì)煤礦正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，因此搞好煤炭工業(yè)煤塵防治工作對(duì)于保障礦工的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，煤礦的除塵方法主要采用大水幕除塵、煤壁提前注水等措施來除塵。煤壁提前注水，用水量大，容易造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。傳統(tǒng)的大水幕除塵裝置，價(jià)格比較昂貴，成本高，對(duì)水質(zhì)要求高；而且大水幕結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦損壞后維修難度大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提出一種抑塵裝置，以解決上述技術(shù)問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提出一種抑塵裝置，其包括：噴霧器和抑塵網(wǎng)，抑塵網(wǎng)包括安裝架和紗網(wǎng)，紗網(wǎng)覆設(shè)在安裝架上；噴霧器包括噴桿和多個(gè)噴咀，所述多個(gè)噴咀分別安裝在噴桿上，相鄰噴咀相距預(yù)定距離，噴桿與供水管路連接；抑塵網(wǎng)安裝在噴咀下方的預(yù)定位置處。

可選地，每個(gè)噴咀均與抑塵網(wǎng)呈預(yù)定夾角，預(yù)定夾角為30°-60°。

可選地，其中，預(yù)定夾角為45°。

可選地，其中，抑塵網(wǎng)與噴咀的間距小于等于50cm。

可選地，其中，相鄰噴咀間距相等，間距為20-30cm。

可選地，其中，噴咀包括咀身和咀頭，咀身和咀頭焊接而成，咀身為管狀，咀頭為空心圓錐體，其上具有噴孔，噴孔的直徑小于等于2mm。

可選地，其中，噴桿為不銹鋼鋼管，其內(nèi)徑小于等于34mm。

可選地，其中，安裝架為矩形框架，由不銹鋼制作而成。

可選地，其中，紗網(wǎng)為塑料網(wǎng)，塑料網(wǎng)的網(wǎng)孔的尺寸小于等于0.2cm×0.2cm。

可選地，其中，噴桿通過連接管與供水管路連接，連接管上具有用于控制供水管路向噴桿內(nèi)注水的閥門。

本實(shí)用新型實(shí)施例提出的抑塵裝置通過設(shè)置噴霧器和抑塵網(wǎng)，將抑塵網(wǎng)設(shè)置在噴霧器下風(fēng)側(cè)的預(yù)定位置，即可形成霧化水簾，實(shí)現(xiàn)噴霧降塵，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的大水幕降塵裝置，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的抑塵裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，便于裝卸和維護(hù)，復(fù)用率高；通過將噴咀與抑塵網(wǎng)設(shè)置為預(yù)定夾角，使得噴霧器落在抑塵網(wǎng)上的面積最大化，可覆蓋全斷面，實(shí)現(xiàn)全方位除塵，除塵效率高。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的抑塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的噴霧器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是固相、液相和氣相接觸角示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的抑塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的噴霧器的結(jié)構(gòu)示意圖。抑塵裝置包括噴霧器和抑塵網(wǎng)，抑塵網(wǎng)包括安裝架7和紗網(wǎng)6，紗網(wǎng)6覆設(shè)在安裝架7上；噴霧器包括噴桿1和多個(gè)噴咀2，多個(gè)噴咀2安裝在噴桿1上，相鄰噴咀2相距預(yù)定距離，噴桿1與供水管路連接；使用時(shí)，噴桿1安裝在巷道頂板上，抑塵網(wǎng)安裝在噴咀下風(fēng)側(cè)的預(yù)定位置處。

抑塵裝置可設(shè)置在有粉塵、煤塵的巷道下風(fēng)側(cè)的任意位置，安裝要求低，例如綜采工作面回、運(yùn)順槽、掘進(jìn)工作面、主要回風(fēng)大巷、轉(zhuǎn)載點(diǎn)等地點(diǎn)的下風(fēng)側(cè)。

安裝時(shí)，首先，將噴霧器沿巷道頂板安裝完成，噴桿1的長(zhǎng)度方向與巷道走向垂直，噴桿1的長(zhǎng)度與巷道寬度適配。噴桿1距離巷道頂板不大于10cm，每個(gè)噴咀2迎風(fēng)方向設(shè)置，每個(gè)噴咀2與抑塵網(wǎng)呈預(yù)定夾角(如45°)。將噴桿2與礦井供水系統(tǒng)連接。其次，將抑塵網(wǎng)安裝在滅塵地點(diǎn)，設(shè)置在噴霧器的下風(fēng)側(cè)，使用鐵絲等與巷道頂進(jìn)行連接和加固。噴咀2與抑塵網(wǎng)相距預(yù)定距離(如50cm)。安裝完成后，將噴霧器打開，抑塵網(wǎng)上會(huì)形成一道噴霧霧化水簾，立即捕捉風(fēng)流攜帶的大量粉塵、煤塵，不間斷的進(jìn)行噴霧，霧化墻也在不間斷的成型，不間斷的進(jìn)行降塵，在帶塵風(fēng)流通過抑塵裝置時(shí)，將煤塵留下，化作了泥土，凈化了風(fēng)流，提高了作業(yè)環(huán)境質(zhì)量，保障了煤礦安全生產(chǎn)。

為了增大水幕面積，每個(gè)噴咀2均與抑塵網(wǎng)呈預(yù)定夾角，夾角為30-60°。優(yōu)選地，噴咀2與抑塵網(wǎng)的夾角為45°，根據(jù)接觸角原理和楊氏方程計(jì)算可知，水霧落在了抑塵網(wǎng)上面的面積最大，可覆蓋全斷面，實(shí)現(xiàn)全方位除塵，滅塵效果最佳。

進(jìn)一步地，噴咀2與安裝架7間距小于等于50cm，間距在50cm以內(nèi)時(shí)，噴霧器開始噴霧時(shí)，在霧化時(shí)，能在抑塵網(wǎng)上形成一道全封閉的水霧簾，以覆蓋全斷面，當(dāng)粉塵、煤塵通過水霧簾時(shí)將其全部除去，實(shí)現(xiàn)全方位除塵。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，噴桿1由不銹鋼無縫鋼管制成，其內(nèi)徑小于等于34mm。噴桿1的長(zhǎng)度可根據(jù)巷道寬度進(jìn)行設(shè)置，例如4.2m。噴桿1上具有帶螺口安裝孔，用于安裝噴咀2。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，噴咀2采用銅質(zhì)材料制成，銅質(zhì)材料抗腐蝕性強(qiáng)，而且強(qiáng)度高，可保證在礦井水的壓力下不會(huì)損壞。在圖2中，噴咀2的數(shù)量為8個(gè)，相鄰噴咀2的間距相等，例如將間距設(shè)置為20-30cm。噴咀2的數(shù)量設(shè)置，以噴咀2噴出的水霧能全部覆蓋斷面即可。

進(jìn)一步地，噴咀2包括咀身和咀頭，咀身和咀頭焊接而成，咀身采用銅管制成，銅管的外徑為2cm，內(nèi)徑為1.6cm。咀頭為空心圓錐體，圓錐體壁厚為0.4cm，咀頭具有噴孔，噴孔的直徑≤2mm。噴孔的直徑越小，霧化效果越好。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，安裝架7為矩形框架，由不銹鋼制成。安裝架7的尺寸可根據(jù)巷道進(jìn)行設(shè)置，例如寬×高＝4.2m×3.2m或者3.6m×3.2m。根據(jù)巷道斷面的需要，還可將安裝架7分成若干個(gè)小框架，小框架的尺寸可設(shè)為30cm×30cm。每個(gè)小框都用紗網(wǎng)6進(jìn)行覆蓋。小框架的周向上設(shè)置有卡槽，紗網(wǎng)通過螺栓和壓條與卡槽固定連接。紗網(wǎng)6可采用網(wǎng)孔尺寸不大于0.2cm×0.2cm的高分子塑料網(wǎng)，如聚乙烯或聚氯乙烯，也可采用其他具有阻燃性能的材料。

進(jìn)一步地，如圖1所示，安裝架7上還具有用于人員通行的小門8，小門8也用塑料網(wǎng)進(jìn)行覆蓋。小門8在設(shè)計(jì)時(shí)必須能夠?qū)崿F(xiàn)自關(guān)，人員通行后可自動(dòng)關(guān)閉，例如，可通過一根彈簧實(shí)現(xiàn)小門8的自動(dòng)關(guān)閉，將彈簧的兩端分別固定在門拉手5和安裝架7上。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，噴桿1與供水管路通過連接管3連接，連接管采用高壓軟管，供水管路的壓力應(yīng)不小于2MPa。

進(jìn)一步地，連接管3上設(shè)置有閥門4，用于控制供水管路向噴桿1內(nèi)注水，可方便控制噴霧器工作，節(jié)約用水。閥門4可采用電動(dòng)閥門，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

本實(shí)用新型實(shí)施例的抑塵裝置的理論基礎(chǔ)和依據(jù)如下：

粉塵顆粒與液體接觸后能否相互附著難易程度的性質(zhì)叫做濕潤(rùn)性。粉塵可根據(jù)能夠被水濕潤(rùn)的程度分為兩類：疏水性粉塵(如：石墨、炭黑)和親水性粉塵(如：石英、粉塵、鍋爐灰)。疏水性粉塵與液體接觸時(shí)，接觸面趨于縮小而不能附著，粉塵不易被濕潤(rùn)；親水性粉塵與液體接觸時(shí)，接觸面擴(kuò)大而相互附著，粉塵易被濕潤(rùn)。隨著粉塵粒徑的減小、壓力的降低以及溫度的升高，粉塵的濕潤(rùn)性降低。此外，粉塵的濕潤(rùn)性還與粉塵的種類、歷經(jīng)和形狀、生成條件、組成、溫度、含水率、表面粗糙度及荷電性等性質(zhì)有關(guān)；同時(shí)還與液體的表面張力及塵粒與液體之間的粘附力和接觸方式有關(guān)。表面張力越小的液體，粉塵濕潤(rùn)性越好。

一般來說，礦井巷道內(nèi)由于生產(chǎn)所產(chǎn)生的大量粉塵和煤塵，單靠一組簡(jiǎn)單的灑水裝置，除塵是不徹底的，只能解決一小部分粉塵和煤塵。本實(shí)用新型實(shí)施例的抑塵裝置通過設(shè)置噴霧器和抑塵網(wǎng)，利用礦井的供水系統(tǒng)形成一個(gè)網(wǎng)狀噴霧水珠墻，使粉塵和煤塵在風(fēng)流的帶動(dòng)下，通過該抑塵裝置時(shí)，將所有粉塵和煤塵消滅。粉塵濕潤(rùn)是指液體將塵粒表面氣體擠出后，在其表面鋪展的過程。在這一過程中，固-氣界面消失，形成固-液界面和液-氣界面，所以濕潤(rùn)過程也就是固-液-氣三相界面上表面能變化的過程。粉塵的濕潤(rùn)性是決定除塵設(shè)施除塵效果的重要因素，它取決于液體和塵粒表面的接觸角。接觸角θ是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角，是潤(rùn)濕程度的量度。液體和塵粒界面(AC)與液體表面的切線(AB)間的夾角，由圖3可知：

cosθ＝(Fd.a-Fd.w)/Fw.a

式中Fd.a——塵、氣界面的表面張力，P_a；

Fd.w——塵、液界面的表面張力，P_a；

Fd.a——液、氣界面的表面張力，P_a；

若cosθ＜0，即θ＞90°時(shí)，塵粒不被水濕潤(rùn)；若0＜cosθ＜1，即θ＜90°時(shí)，塵粒能被濕潤(rùn)；若cosθ＝0，即θ＝0時(shí)，就能完全濕潤(rùn)。

容易被濕潤(rùn)的粉塵稱為親水性粉塵，不容易被濕潤(rùn)的粉塵稱為疏水性粉塵。各種礦巖的濕潤(rùn)邊界角大小因其礦物成分和巖石化學(xué)成分不同而不同，其中巖塵和煤塵都能夠被水濕潤(rùn)，而且?guī)r塵比煤塵更容易被水濕潤(rùn)，因此，均可采用噴霧降塵。該抑塵裝置正是利用了煤塵與水良好的接觸性，從而將其濕潤(rùn)、聚集、沉降，從而達(dá)到降塵除塵的目的。

該新型抑塵裝置主要應(yīng)用于煤礦，用來消除生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的煤塵、粉塵，從而為廣大煤礦工人提供一個(gè)良好的作業(yè)環(huán)境，降低和消除煤礦工人塵肺病、矽肺病的得病率。同時(shí)，消除煤礦井下粉塵、煤塵爆炸，保障安全生產(chǎn)。

本實(shí)用新型實(shí)施例的抑塵裝置在綜采工作面等地點(diǎn)應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)，具體如下：

(1)抑塵裝置的設(shè)置位置：掘進(jìn)巷道設(shè)在距工作面不大于150米處，綜采工作面設(shè)在回風(fēng)順槽距工作面不大于50米處。原則上設(shè)置一組抑塵裝置，有條件的可設(shè)置兩組以上，相鄰抑塵裝置的間距不大于600米；

(2)井下供水管路必須保證有充足的水量，供水水壓大于2.0MPa；

(3)連接管上的閥門必須保持常開狀態(tài)，工作人員不得擅自關(guān)閉閥門；

(4)抑塵裝置安裝必須牢固、安全、可靠，防止其脫落，造成損壞；

(5)抑塵裝置必須便于安裝和拆卸，且安裝位置必須遠(yuǎn)離電氣設(shè)備，防止影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；

(6)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員應(yīng)愛護(hù)抑塵裝置，嚴(yán)禁人員隨意敲擊新型抑塵裝置，另外需安排人員定時(shí)檢查抑塵裝置的噴咀防止其堵塞，影響噴霧效果；

(7)工作面回風(fēng)、運(yùn)輸順槽、掘進(jìn)工作面工具房?jī)?nèi)應(yīng)準(zhǔn)備足夠量的備用抑塵裝置，一旦發(fā)現(xiàn)損壞可以立即進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)更換，確保正常使用；

(8)損壞的抑塵裝置應(yīng)該及時(shí)回收進(jìn)行維修，嚴(yán)禁亂扔亂放；

(9)工人出入采掘工作面要隨手關(guān)閉抑塵網(wǎng)的門，以保證防塵、滅塵效果；

(10)安裝時(shí)，嚴(yán)格按照使用說明書操作，在靠近抑塵網(wǎng)風(fēng)流上風(fēng)側(cè)安設(shè)噴霧器，噴霧器的噴霧應(yīng)覆蓋全斷面，并保證噴霧能正常的使用；

(11)由各使用單位對(duì)抑塵網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)和管理，定期對(duì)抑塵網(wǎng)進(jìn)行清洗。

本實(shí)用新型實(shí)施例的抑塵裝置與傳統(tǒng)的除塵裝置相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)該抑塵裝置不需要專門人員去開關(guān)閥門，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，降低了勞動(dòng)力成本，提高了滅塵效率，還可節(jié)約用水量，降低生產(chǎn)成本；

(2)該抑塵裝置可實(shí)現(xiàn)全斷面、全方位滅塵，該抑塵裝置噴霧霧化效果好，在抑塵網(wǎng)上形成一層水幕，在風(fēng)流經(jīng)過時(shí)，徹底洗掉煤塵、粉塵；同時(shí)該抑塵裝置的紗網(wǎng)給風(fēng)流一個(gè)阻力，可放緩風(fēng)流速度，減少揚(yáng)塵數(shù)量，也給回風(fēng)量施加了一定的阻力，采空區(qū)風(fēng)流流出量放緩，可減少氧氣流入量，放緩采空區(qū)氧化速度，防止采空區(qū)自然發(fā)火，消除火患；

(3)該抑塵裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，便于制造、維修和恢復(fù)；

(4)礦井所有巷道均有供水管路，直接安裝便可使用，利用水壓作為動(dòng)力，無需電能驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行成本低，安全性能高；

(5)應(yīng)用范圍廣，對(duì)風(fēng)流大小要求低，不僅消除煤塵、粉塵，還可濕潤(rùn)空氣，提高作業(yè)環(huán)境。

以上，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，所描述的具體實(shí)施例用于幫助理解本實(shí)用新型的思想。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上做出的推導(dǎo)和變型也屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。