喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响

为了研究湿式除尘中喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响,设计了由粉尘产生系统、喷雾系统、测试系统组成的细水雾除尘实验平台。对不同喷头布置方式下细水雾除尘效率进行了实验研究,得到了喷雾压力和喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响：细水雾除尘效率随喷雾压力的增加而提高,但当喷雾压力超过1.6 MPa后提高速率变缓;各个喷雾压力下,双喷头的除尘效果均优于单喷头;喷头距离尘源越远,全部粉尘的除尘效果越好,而呼吸性粉尘的除尘效果越差。     

锚喷工作面粉尘治理试验研究

针对煤矿井下锚喷工作面的产尘特点,采用涡流控尘、控尘罩控尘与湿式除尘器除尘相结合的综合粉尘治理技术,分别对喷射机喷射产尘区和喷射机机身产尘区的降尘技术进行了试验研究并优化了相关技术参数和结构参数,最后通过模拟煤矿井下锚喷工作面锚喷作业时的工作情况对喷射产尘区和喷射机机身产尘区的降尘效率进行了试验。结果表明:采用综合粉尘治理技术后,喷射产尘区降尘效率达到98.4%,喷射机机身产尘区的降尘效率达到98.1%,极大降低了锚喷工作面的粉尘危害。     

翻车机扬尘干雾捕集技术应用

针对翻车机卸煤时产生的高浓度粉尘采用干雾除尘,利用超声波产生的微细水雾捕集凝聚微细煤粉尘,可将煤尘直接抑制在翻车机料槽,避免了煤尘外溢,煤尘得到了有效控制,提升了岗位环境质量。     

泡沫降尘技术在转载点的应用

通过研究降尘泡沫的特点和转载点粉尘的产生机理,有针对性地设计了泡沫降尘的工艺流程。最后根据平顶山一矿明斜井机头转载点的实际情况,构建了转载点泡沫降尘系统,通过在煤仓上方安装能产生大角度的扇形泡沫喷头,覆盖产尘点,阻断粉尘扩散通道,取得了良好的效果,数据显示,泡沫降尘效率可达89.73%,对呼吸性粉尘的降尘效率也达到了83.75%,同时,降尘后悬浮空气的平均全尘浓度为6.32mg/m3,呼吸性粉尘平均浓度为4.64mg/m3,符合国家标准,降尘效果非常明显。     

岩巷锚喷作业粉尘防治技术与效果分析

针对东滩煤矿岩巷锚喷作业的产尘源,采取了以大风量抽出式湿式除尘为主,捕尘净化风流为辅的净化降尘措施。通过加大除尘风机风量,增加防尘净化水幕等措施,实现了全方位、立体式控制粉尘目标,有效地控制了粉尘浓度。巷道粉尘质量浓度由降尘措施实施前的105.0 mg/m3下降到7.7 mg/m3,综合降尘率达到98.2%,控尘效果明显。     

喷雾帷幕降尘机理分析及实验研究

针对微细粉尘扬尘过程的复杂多变性以及目前喷雾降尘系统存在的问题, 设计了喷雾帷幕降尘装置。分析了喷雾帷幕降尘机理。选用铁矿粉尘作为实验粉尘, 对喷雾帷幕装置进行了除尘效果实验研究。结果表明, 该喷雾系统由于形成了一个封闭的喷雾帷幕, 基本上不受风向的影响, 在有风和无风情况均具有较高的除尘效率。该装置对微细粉尘具有良好的降尘效果, 降尘效率达到88%以上。     

泡沫降尘技术在胡家河煤矿的应用

由于胡家河煤矿采用综合机械化掘进,工作面产尘量相对过大,传统的除尘方式已经不能满足需要,简便、高效的新型除尘方式的应用势在必行,而泡沫降尘技术的应用很好地弥补了传统降尘方法的不足。利用井下已有的压水和压缩风流为动力,通过添加器添加发泡剂,经与发泡器产生高性能泡沫,并喷射至产尘点,捕捉粉尘,从而达到降尘效果。应用泡沫降尘技术后降尘效果显著,值得推广应用。     

基于气固两相流的带式输送机转载点控尘技术研究

针对带式输送机转载点粉尘污染大的问题,分别提出了负压除尘与喷雾除尘两种方案。以霍州煤电集团木瓜煤矿为例,根据现场皮带转运点粉尘运移规律,应用气固两相流理论,分别对负压除尘与喷雾除尘进行数值模拟。根据数值模拟结果研究两种控尘方案的控尘机理,并通过现场试点应用,对两种方案分别进行了应用比较。结果表明,负压控尘方案与喷雾控尘方案均能达到控尘效果,降尘效率均达到95%以上,但实际应用中喷雾除尘的成本更低,更适合应用于木瓜煤矿的输煤系统。通过研究,对负压控尘和喷雾除尘的控尘规律及应用进行了对比,为皮带转运点降尘提供了理论依据。     

选煤厂转载点产尘特性及高效治理技术

大多数选煤厂对粉尘主要采取事后治理措施,侧重于对已积粉尘的清扫轻视对尘源的防治。为了提出更有效的转载点粉尘治理措施,首先对转载点粉尘产生特性进行了分析,其次对封闭抑尘技术和超细水雾降尘技术进行了研究,提出了适用于选煤厂转载点的封闭抑尘和超细水雾降尘配合使用的高效治理技术,最后在安徽淮北某矿选煤厂转载点处进行实际应用,并测定了相关参数。     

综采工作面新型高效细水雾降尘系统应用研究

为了降低矿井10412综采工作面在回采过程中产生的大量粉尘,在自行设计的新型高效细水雾降尘装置的基础上,现场实测在不同降尘方案下的粉尘浓度,结果表明:回风侧水幕的开启,可以适当降低工作面粉尘浓度;单独启用采煤机细水雾炮时,工作面粉尘浓度全尘和呼尘的平均浓度下降到125mg/m~3和56mg/m~3,降低效果很明显。其中进风水幕、采煤机细水雾炮、回风水幕全尘降尘效率分别为:88.18%、76.97%、81.68%。研究结果表明进风顺槽水幕是降低工作面环境粉尘浓度的第一道屏障,改善了作业面环境;采煤机细水雾炮的降尘效果是最强的,是降低粉尘浓度的主要环节;回风顺槽的降尘作用是最关键的,是防止粉尘扩散的最后一道防线。     

引进真空负压技术 降低综放面煤尘

负压除尘系统采用的除尘理论非常先进,具有较高科技含量。除尘器从喷嘴喷出高压水雾,形成水雾活塞运动使腔体内产生真空,负压使水雾颗粒细化,雾化效果理想,改善了工人的作业环境,提高了安全生产的可靠性。     

带式输送机转载点锥形空心喷嘴喷雾降尘技术

根据带式输送机转载点产尘特点,设计出低水压、低耗水、高雾化且适宜带式输送机转载点喷雾降尘的锥形空心喷嘴,并在实验室验证了其在低压力、低耗水情况下的雾化效果。通过在山西国阳新能公司一矿带式运输转载点现场试验和应用,证明锥形空心喷雾降尘技术能有效地治理转载点的粉尘污染。     

全岩巷综掘面综合防尘技术及应用

为了解决全岩巷综掘面高浓度粉尘危害问题,提出了构建以降尘泡沫、除尘风机为主,以分级净化水幕、个体防护为辅的综合控(除)尘体系,并在张集矿1123(3)~1124(3)瓦斯底抽巷综掘现场进行应用,结果表明:司机处测得的总粉尘和呼吸性粉尘的降尘率分别为92.5%和96%,配合个体防护及净化水幕,有效地治理了掘进巷道粉尘危害。     

露天矿掘沟爆破的爆炸水雾场降尘技术研究

由于露天矿掘沟爆破的孔网参数小、炸药单耗高,与正常台阶爆破相比,露天掘沟爆破产生的粉尘浓度更高、扩散速度更快、污染危害更大。传统爆区地表洒水预浸润的方法仅能湿润浅表岩体,并且受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,矿用水炮车等远程喷淋降尘方法无法与爆破产尘同步实施。此外,爆破粉尘扩散后的被动治理难度大、效果差。通过Fluent数值模拟研究露天矿掘沟爆破粉尘的生成及初期扩展特性,提出了在掘沟爆区四周布设爆炸水雾场实施就地降尘的技术方案。通过爆炸水袋及爆炸水雾场定型正交试验,确定了爆炸水袋构成及爆炸水雾场的空间尺度及滞空时间等重要降尘技术参数。在白云鄂博铁矿现场降尘试验中按照“四周拦截、同步生成、就地吸附”的原则布设了爆炸水雾场,现场高速摄影分析表明:爆炸水雾场在爆破蘑菇粉尘云形成初期高速生成,对爆破粉尘实施就地拦截和同步吸附,实现了源头降尘的环保目标。测试结果显示:爆破粉尘的质量浓度降低了40%,为低粉尘掘沟爆破和露天矿山绿色开采提供了一种新的环保型技术。     

煤矿综放工作面高压雾化降尘对粉尘颗粒微观参数影响规律分析

喷嘴高压雾化降尘是综放工作面首要防尘方法。对于喷雾前后粉尘浓度的降低情况研究较多,而忽视了喷雾前后尘粒的粒度、粒径分布、形状系数、比表面积等颗粒微观参数的变化情况。采用显微颗粒图像分析法对生产现场喷雾降尘前后各主要作业地点的粉尘进行了微观参数测定。结果表明:喷雾降尘前后,各采样点的D10,D25,D50,DP,XNL,XNS一般在1.0~7.0μm之间小幅度变化,但D75,D90,D100,XNV,XLS,XLV,XSV,XPV却在3.3~56.8μm之间大范围变化;粉尘粒度变化与喷嘴雾化效果的关系为雾化效果越好,粉尘粒度则变得越大,反之亦然;喷雾降尘对粉尘的形状系数和比表面积影响较小;雾化降尘前后,工人主要作业区域呼尘所占比例及其4种粒级频率分布、累计分布较大幅度降低;除粉尘浓度外,还应将粉尘粒度及不同粒径粉尘颗粒的频率分布与累计分布的变化情况作为考核喷嘴雾化降尘效果的重要依据。     

金属矿山爆破微细粉尘云雾除尘机理及试验研究

为降低金属矿山爆破微细粉尘浓度,提出了巷道全断面云雾除尘技术,净化回风流中的粉尘。利用自行设计的雾化实验平台,分析了云雾喷嘴的雾化效果及气压、水压对雾化效果的影响,获得气流量、水流量随气压的变化规律,认为当气压为0.5 MPa,水压为0.2 MPa,水流量为35 L/h,气流量为2.65 m3/h时,云雾雾滴中值粒径D50最小,约6.0 μm。基于云雾喷嘴雾化特性及最佳工况条件,以云雾除尘主机和气水源处置为主体,研发了巷道全断面云雾除尘技术,并在梅山铁矿进行了现场试验。结果表明：爆破落矿后,经云雾除尘装置净化后,回风流中全尘、呼吸尘的降尘效率分别为96.89%、96.04%,表明云雾与粉尘粒径匹配效果好,可有效降低沿风流方向的微细粉尘浓度,提高降尘效率,取得较好经济效益和社会效益。     

三维LDV/APV系统在降尘喷嘴雾特性参数测量中的应用

阐述了三维LDV/APV系统用于测量水喷雾流场特性参数的原理,对降尘喷嘴雾特性参数进行了精确测量。结果表明：喷嘴工作压力增大,雾粒径减小,雾场径向覆盖范围扩大,水雾/含尘空气体积通量加大;旋转射流主体段,轴向速度在径向及轴向衰减平缓,径向及切向速度在径向呈单峰形分布;旋转射流卷吸周围含尘气体的能力增强,降尘效率提高。     

瓦斯输送管道内细水雾颗粒运动及沉积模拟研究

通过建立瓦斯气体流动模型、细水雾颗粒运动模型,在拉格朗日框架下对细水雾颗粒在瓦斯输送管道内的运动及沉积过程进行追踪。对数值模拟结果分析可知,混合流场在喷嘴两侧分别作顺时针、逆时针运动;细水雾颗粒沉积率在1.5m处达到最大值,在5m以后基本处于稳定状态。通过研究分析,为认识细水雾的运动及沉积规律,解决输送管道内喷嘴安装距离问题提供了一定的理论依据。     

掘进机外气动涡旋雾幕控尘装置的研制与实验

为有效控制由掘进机截割头旋转破碎引发的粉尘污染,基于高压喷雾在涡旋气体射流场中的运动规律及二次雾化破碎特性,研制了一种可以阻隔工作区域高质量浓度粉尘迁移扩散的新型掘进机外气动涡旋雾幕控尘装置。绘制了包含掘进系统的气动涡旋雾幕控尘装置的比例模型,并通过利用CFD数值模拟软件获得该型设备外部风流场迁移规律和液滴粒子运动规律,以模拟结果为理论基础建立实验平台,并对设备的雾化性能及控尘性能进行了实验测定。模拟结果表明:在环状风筒前端形成了完整旋转风幕,外环高压喷雾受内环高速旋转风流冲击,加剧了液滴的破碎、迁移扩散与捕尘性能。雾化性能实验结果表明:该型设备雾化性能主要由气体射流与高压喷雾的相间速度差决定,喷雾夹角为45°～75°,相间速度差较大,气相射流风速对雾化性能影响占主导地位;喷雾夹角大于75°时,相间干涉减小,喷雾压力占主导地位;随着沿流向方向的距离增大,风速快速衰减,液滴运动趋于稳定。控尘性能实验研究结果表明:当喷雾压力、喷雾夹角不变的情况下,单独提高引射射流风速时,涡旋雾幕前方粉尘捕集较差,全尘和呼尘平均捕集率分别为21.21%和26.24%;而雾幕后方,不同风速下的全尘捕集率分别为84.98%,87.88%和90.70%,呼吸性粉尘捕集率为83.89%,87.87%和88.71%,照比传统高压喷雾表现出更好的控尘性能。