采煤机机载喷雾引射除尘技术及装备的研究

针对3 m左右采高综采工作面使用采煤机喷雾控降尘措施时沿煤壁一侧运移的高浓度粉尘危害严重、机面安装电动除尘风机空间受限的问题，提出了一种利用喷雾引射作为动力进行集中抽尘净化的除尘措施，并采用测试分析的方法对喷雾引射风量、引射效率与喷管直径、喷管长度、喷嘴张角、喷雾水量、喷雾压力之间的关系进行了研究，在此基础上研制出一种高度小于300 mm的机载多管组合式喷雾引射除尘器，其抽吸风量和负压可达到200 m³/min和800 Pa以上，配合使用采煤机喷雾控降尘技术，可将采煤机逆风割煤时下风侧10 m处的呼吸性粉尘降尘效率提高至90%以上。     

基于负压诱导技术的架间引射装置的设计与应用

针对降柱移架产尘特点,基于负压诱导技术,研制了一种新型架间喷雾引射降尘装置,并通过正交试验,综合液气比与引射风量2个指标,对架间喷雾引射降尘装置的性能进行了测定。结果表明:试验条件下,喷嘴孔径、喷管直径是液气比的主要影响因素,喷雾压力对其影响不明显;喷嘴孔径1.2 mm、喷管直径150 mm、喷雾压力8 MPa为该降尘装置的最优参数。现场应用表明,架间喷雾引射降尘装置对总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率分别达到了72.5%和84.9%,喷雾引射降尘效果明显。     

高压气流引射喷雾降尘除尘技术的应用研究

 摘要：为了有效降低采煤工作面粉尘浓度,减少工人尘肺病发病次数,避免粉尘爆炸等恶性事故,本文在滚筒采煤机切割煤炭过程中产尘机理的基础上,结合流体动力学等相关理论,提出了高压气流引射喷雾降尘理论与技术。详细阐述了高压气流引射喷雾降尘的基本原理和卷吸机理;深入分析了高压气流引射喷雾降尘技术体系中雾尘的相互作用;介绍了高压气流引射喷雾降尘技术的主要特点。通过工业性试验,测定了高压气流引射喷雾降尘设备的实际效果,为煤矿粉尘防治工作提供了新的思路和方法,取得了良好的效果。     

采煤机机载喷雾引射除尘装置的设计及应用

针对高煤公司井下采煤机截煤过程中,其机面与摇臂根部区域粉尘浓度过高,危害较大情况,设计了一种基于喷雾引射管的喷雾除尘装置,并探索了影响管实际引射风量大小的因素。应用结果表明：机载喷雾引射除尘装置能有效降低采煤机顺风和逆风区域的粉尘浓度,对比之前呼尘平均降尘率达59.58%,大幅度提高除尘效率。     

高压喷雾引射降尘装置的理论与实验研究

针对我国综放工作面呼吸性粉尘浓度高且难于控制的实际情况,根据高压射流和空气动力学有关理论,提出了一种缩放喷管式高压喷务引射降尘装置,并对其工作机理作了深入分析;借助于计算流体动力学方法,从理论上系统地研究了喷雾装置的内部流动特性。计算结果表明,在经济有效的喷雾压力下,缩放喷管以丘里管方式工作;在适当的渐缩角、渐扩角、过渡圆弧和各段长度条件下,可获得最佳的引射效果,对主要结构参数优选后的喷雾引射装置地面实验和井下初步应用表明,在同等条件下,该装置引射含尘气流的能力接爱最高水平;对周围环境中呼吸性粉尘降尘率达到70％以上。     

射流混合装置多变参数试验优化及分散机制

射流混合装置被广泛应用于各个领域，其参数对引射性能、微粒运动及作用机制会产生重要的影响。但目前应用于煤泥浮选领域的射流混合装置多变参数缺乏系统性优化。为了优化射流装置的多变参数，搭建射流混合测试系统，探究面积比Ar、喉嘴距Le、喉管长度L、引射管开启度γ和喷嘴出口速度V等关键参数对引射性能的影响规律；基于物理模型参数优化值，调节测试系统，研究射流流场对物料的作用机制，考察射流流场对煤粒表面细泥的剥离能力；运用高速摄像仪捕捉射流流束对引射气泡的卷吸破碎情况；采用激光粒度分析仪揭示气泡粒径的迁移规律。结果表明：当面积比Ar=3.24、喉嘴距Le=0.56 D_h(D_h为喉管直径)时，引射流体流量比q最大；综合考虑引射能力和沿程损失，当喉管长度L=9D_z(D_z为喷嘴直径)、喷嘴出口速度V≥15 m/s时，射流装置的引射性能最为理想；引射流体的流量与引射管开启度γ成正比关系，引射速度受限于射流速度(以喷嘴出口速度V表征)，当射流速度达到15 m/s，引射速度达到上限；基于最优引射性能参数，单次射流混合作用对物...     

基于引射喷雾和挡尘帘的采煤机含尘气流控制技术研究

针对采煤机逆风割煤时司机处粉尘污染严重的问题,在分析粉尘产生及其运移规律的基础上,根据喷雾射流的有关理论,提出了一种利用引射喷雾和挡尘帘来控制采煤机含尘气流的技术措施,并通过理论分析和现场试验对其控制原理和效果进行了研究。研究结果表明,在最佳参数条件下,该技术能有效控制采煤机含尘气流沿煤壁侧运移,可将综采工作面人行道一侧司机处的总粉尘和呼吸性粉尘质量浓度分别降低91.3%和88.5%。     

喷射式浮选机射流搅拌装置流场分析及结构优化

以喷射式浮选机射流搅拌装置结构优化为目的,选用合理的CFD数值模拟计算方案,综合考查引射性能和流场特性两个指标,对面积比、喉嘴距、喉管长度、引射管布置方式和位置进行优化计算;设计了长喉管、短喉管、导流叶片喷嘴和无导流叶片喷嘴共4组不同结构参数的射流搅拌装置试验,考查并验证了喉管长度和喷嘴内导流叶片对引射能力的影响;采用激光粒子测速仪测试了喷嘴内导流叶片对射流流束形态演变的影响。结果表明:面积比a=1.96～3.24,喉嘴距L_e=0.2D_h～0.6D_h(D_h为喉管直径)、引射管采用双侧对称布置、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6D_z～12D_z(D_z为喷嘴直径),射流装置的混合效率最理想,引射管布置位置对混合效率影响较小;喷射室压力在0.145～0.160 MPa时,喷嘴内设置导流叶片,长、短喉管吸气能力平均至少提高30.73%和33.94%,引射管全开时长喉管较短喉管的吸气能力高出15%以上。结构参数对流场的影响表现在,面积比增大及引射管靠近喷嘴出口布置,喉管内射流流束的中心速度衰减越快,喉嘴距变化对中心速度的衰减影响较小;喉管长度≤6D_z时,流束中心的流核一直持续到喉管出口,引射流体和工作流体在喉管内动、质量交换不完全;喷嘴内设置导流叶片,有利于流束中心的流核区减小,原因是流束以旋转射流的形式从喷嘴喷出,形成了更有利于工作流体与引射流体动、质量交换的湍流流场;基于理想的引射性能和流场特性,面积比a=3.24、喉嘴距L_e=0.6D_h、引射管采用双侧对称且正对流核区域布置方式、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6D_z～12D_z为射流搅拌装置的最优结构参数。     

综采面综合防尘技术研究及其应用

 《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》中对尘源点防尘的规定：对可注水煤层应采取注水防尘措施,采煤机外喷雾水压力不得小于8MPa;液压支架移架和放煤时应有自动喷雾,喷雾压力不小于1.5MPa; 本研究就是针对煤矿井下粉尘综合防治技术规范的要求和煤矿综采面的实际情况,从喷雾动力系统,高压引射喷雾装置,智能跟踪高压喷雾降尘装置;液压支架自动喷雾降尘装置（移驾和放煤）人手,在引射喷雾和跟踪喷雾的作用下, 避免了含尘气流污染采煤司机的工作区间和向人行道空间扩散, 同时将污浊风流中的粉尘降下来,取得了良好的控制含尘风流及降尘的效果。     

浮选药剂射流乳化参数的试验研究

为了优化射流乳化器的结构参数,对最优结果进行了单因素分析,运用CILAS 1064高精度激光粒度分析仪对乳化效果进行粒度和比表面积测定。试验结果表明喷嘴离喉管的距离、给入水流的压力是影响乳化效果的显著性因素,各因素对乳化效果的影响规律为:给入压力(喷嘴和喉管之间的距离(喉管长度(喷嘴直径(药剂流量。试验获得的最佳射流乳化效果是油滴比表面积为3 541.57 cm2/g,当喷嘴和喉管之间的距离为4mm、喉管长度为55mm、喷嘴直径为6mm、药剂流量为45kg/h时,射流乳化效果最好。     

矿井综合防尘技术在山脚树矿的应用

主要介绍了综合防尘技术在矿井中的应用,详细介绍了采煤机负压引射控尘、液压支架自动喷雾、粉尘浓度在线监测超限自动喷雾等技术。综合防尘技术为工作面建立起了立体防尘,解决了工作面主要产尘源的问题,改善了工作面能见度低、影响工人身体健康的情况。     

采煤机高压外喷雾降尘技术应用研究

综采工作面采煤机高压喷雾具有雾粒细、速度高、射程远、水量较小、覆盖面积大、降尘效率高、引射风量大以及喷嘴不易堵塞等优点.降尘效果在很大程度上取决于喷雾射流的引射风量以及采煤机截割滚筒周围是否能形成均匀的喷雾水幕,以阻止粉尘向外扩散并消除尽可能多的粉尘.介绍了高压喷雾降尘技术及其应用效果.     

大倾角综放面尘源特性与抑尘引射除尘系统研究

考虑大倾角综放面生产条件复杂,采煤机产尘量大,放煤口处的粉尘易扩散,运用现场测试与实验分析相结合的方法对采煤机割煤时产尘量和粒径分布进行研究,对采煤机割煤工序浮尘量与落尘量进行了测算,设计了集抑尘、强化喷雾除尘和尘流控制的大倾角综放工作面采煤机抑尘引射除尘系统,并进行现场试验应用。结果表明:采煤机割煤时产生的粉尘近一半为浮尘,粉尘中位粒径为8.22μm,呼吸性粉尘约占全尘的44.5%,应重点防治。采煤机抑尘引射除尘系统对呼吸性粉尘的除尘效率由原来的49.5%提高到了65.3%。通过在液压支架上安装喷雾喷嘴和引射除尘器,对全尘的除尘效率由69.4%提高到85.7%。该方法可为大倾角综放工作面放煤口位置处的粉尘防治提供参考。     

引射分级气动喷雾降尘技术研究及应用

为了贯彻实行“健康中国”战略,解决井下粉尘危害严重、传统湿式降尘手段能耗高、工效差的现实问题,提出了引射分级气动喷雾降尘技术,并研制了引射分级气动喷雾降尘装置。利用数值模拟分析了引射分级装置内部流场、速度场,通过搭建引射分级气动喷雾降尘试验平台开展吸风风速试验和降尘试验,进行了喷头选型以及引射结构模型设计,同时以吸风风速和试验降尘效果作为关键监测指标,探究了引射分级气动喷雾降尘装置的可行性。研究结果表明:引射分级装置内部形成引射气流且吸风口风流向喷雾处运移;引射分级雾幕降尘装置最优选择为SV980喷头搭配B型引射结构模型,吸尘口中心风速最高为1.27 m/s,吸尘口侧壁风速最高为1.53 m/s;B型引射结构模型总降尘效率、一级降尘效率、二级降尘效率分别达到83.9%、76.6%、7.4%,优于单一喷头及A型引射结构模型。现场试验表明:掘进司机位置处总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率分别为85.67%和81.02%,有效降低了井下粉尘浓度,保障了人员健康。     

采煤机负压降尘装置的研究与应用

针对煤矿综采工作面采煤机降尘技术难题,设计研制了一种由机身负压引射降尘器和内喷雾引射增压器两部分组成的采煤机负压降尘装置,取得了较好的使用效果,为综采工作面采煤机降尘提供了一种新的途径和措施。     

小纪汗煤矿11217大采高工作面综合降尘技术研究及应用

针对小纪汗煤矿217大采高综采工作面生产过程中的粉尘污染问题，在深入分析其产尘特点的基础上，提出“先抑、后控、再降”的粉尘治理思路，决定在该工作面采用尘源跟踪喷雾控尘系统+采煤机引射控降尘+摇臂高压喷雾降尘相结合的控降尘技术，并根据支架在降柱移架期间产尘量大的特点，设计了支架架间水力引射除尘装置。采取上述降尘措施后，工作面正常生产时的总粉尘和呼吸性粉尘浓度分别降低90%和86%以上，取得了显著的降尘效果。     

二次负压降尘装置的外流场正交实验及仿真研究

利用ANSYS FLUENT软件对二次负压降尘器喷管外的速度流场进行了数值模拟仿真,通过正交优化试验,观察分析喷管外速度流场的仿真结果,得出在其他工况一定的情况下,喷嘴口径、喉管长度、喷射水压和渐扩管扩散角度对喷管外部速度流场的影响变化。各因素对喷管外速度流场降为零的距离影响由大到小依次是喷射水压、喷嘴口径、渐扩管角度和喉管长度。     

采煤机滚筒灭尘水雾喷嘴的试验特性与数值模拟

根据采煤机滚筒喷雾灭尘的需要,针对一种旋流型喷嘴特性参数进行试验,经理论分析推导出3个主要喷雾特性参数的理论模型。利用Pro/E软件对采煤机水喷雾喷嘴内流场进行三维建模,用ANSYS/FLOTRAN CFD来模拟并分析采煤机水喷雾喷嘴内的流场情况,比较喷嘴不同结构尺寸对喷嘴内流场的影响。     

用于综掘机内喷泡沫的水射流吸液装置研究

综掘机内喷管路弯曲细小,泡沫输送过程中阻力较大,传统的定量泵添加装置无法在煤矿井下环境使用,文丘里添加装置阻力损失大,出口压力较小,无法满足泡沫输送的动力需求。因此研究高出口压力水射流吸液装置具有重要意义。借鉴液体射流泵的原理,利用水射流形成的负压添加发泡剂,对水射流发泡剂添加装置不同结构尺寸下的吸液特性进行了研究。通过数值模拟进行结构参数的初步设计,探明其对流场特性及压力损失的影响规律;实验室实验验证模拟结果的可靠性。结果表明,在现场条件下,喷嘴孔径为3 mm,喷嘴出口与喉管入口距离为2.5 mm,喉管直径为5 mm,喉管长度为30 mm时,吸液效果最佳,压力损失最低,装置稳定性最高,能够满足高输送阻力下的发泡剂稳定添加。     

矿用空气幕引射风流在安庆铜矿的应用

矿用空气幕在安庆铜矿 - 4 0 0m主斜坡道的试验研究结果表明 :空气幕可以引射风流起辅扇作用 ,不仅有效抑制 - 4 6 0m～ - 5 80m主斜坡道风流的反向 ,而且增加了 - 4 6 0m～ - 5 80m各中段的进风量 ,提高有效风量率。