预荷电喷雾降尘技术的研究

应用荷电后的水雾粒能有效捕集直径为０．１￣２μｍ的尘粒的特点。研究成功不需要外电源就能使水雾荷电的电介喷嘴及预荷电高效喷雾降尘技术。实验室试验和井下使用结果表明，这种喷雾降尘技术对总粉尘，特别是对呼吸尘具有显著的降尘效果。     

电介喷嘴高效喷雾降尘的试验研究

对电介喷嘴和普通喷嘴喷雾时的水雾荷质比和降尘效率进行了试验研究，分析了电介喷嘴喷雾对降尘效率的主要影响因素，从而确定出电介喷嘴的最佳使用水压条件。     

电介喷嘴高效喷雾降尘的试验研究

对电介喷嘴和普通喷嘴喷雾时的水雾荷质比和降尘效率进行了试验研究，分析了电介喷嘴喷雾对降尘效率的主要影响因素，从而确定出电介喷嘴的最佳使用水压条件。     

荷电水雾振弦栅除尘效率影响因素的试验研究

针对荷电水雾振弦栅除尘效率的影响因素问题,进行了荷电水雾振弦栅除尘效率试验研究。试验通过对过滤风速、电极是否荷电、不同型式的电极、喷雾水量、粉尘粒径等条件的改变,得到了在各个试验条件下的除尘效率与喷雾水量、过滤风量、荷质比之间的关系。通过分析得出：同等工况条件,大多数情况下荷电的水雾比不荷电的水雾的除尘效率要提高0.8～2.7个百分点;在用两种极板分别试验时,不同工况下板状电极要比环状电极的除尘效率高一些;荷电水雾对微细粉尘的去除效率比不荷电的更好,但当粉尘粒径逐渐增加到10 μm时,荷电水雾与不荷电水雾的去除效率基本一致;在板状电极试验中,随着风速增加,荷电水雾与不荷电水雾除尘效率之差也逐渐增大;在环状电极试验中,则相反。      

基于磁、电及其耦合作用的液滴表面张力研究

为了进一步提高水雾降尘效率,提出一种新型联合降尘技术并确定其最佳技术参数至关重要。采用交叉实验法,对不同磁场强度、荷电电压下的液滴表面张力进行测量,并运用Materials Studio模拟软件对水分子进行动力学模拟,得到磁化、荷电及磁电耦合作用下液滴表面张力的变化规律。结果表明：磁化、荷电及磁电耦合作用均能使液滴表面张力发生变化,其改善能力的强弱为磁电耦合作用>荷电作用>磁化作用,当荷电电压为9 kV、磁场强度为300 mT时,是获得最小表面张力的最佳磁电耦合参数。     

感应式荷电细水雾荷质比影响规律研究

荷电细水雾可以有效地提高抑制瓦斯爆炸的效率。其中,雾滴的荷质比是细水雾抑爆效率的重要影响因素。利用网状目标法测试系统,通过改变荷电电压、电极间距、喷雾压力、环形电极的横截面积和材质,研究各种因素对水雾荷质比的影响规律。结果表明:水雾荷质比随荷电电压的升高呈现线性增长关系,随电极间距或环形电极横截面积的增大而增大;喷雾压力增大,荷质比呈现增长趋势,但增长幅度不明显;水雾荷质比不受电极环材质影响。在实验条件下,当荷电电压为7 k V、电极间距为12 mm、电极横截面积为4 mm2,喷雾压力为1.4 MPa时,雾滴荷电效果最好,荷质比为0.539 7 m C/kg。     

综采工作面采煤机防尘技术的实践与认识

针对采煤机防尘的难题,通过改革采煤机滚筒参数减少煤尘的形成;改革采煤机的喷雾,使之更有效地降尘;实现机载加压泵,解决了高压水源的问题;采用高压荷电喷雾、负压二次降尘技术,高效率地防、降尘。     

掘进工作面高倍数泡沫降尘器研制与应用

为了提高掘进时的降尘效果,提出了兼具水喷雾和化学抑尘优点的高倍数泡沫降尘器。通过对该降尘器的性能分析,得到降尘器的最佳发泡风压为0.55 MPa;最佳泡沫试剂浓度为2.5%。通过现场实践表明,该泡沫降尘技术对全尘的降尘率是传统水雾降尘技术的2.3倍,对呼吸性粉尘的降尘率是传统水雾降尘技术的2.8倍,降尘效果十分显著。     

大佛寺煤矿40110综放面综合防尘技术研究与应用

通过对大佛寺煤矿40110综放工作面的实际产尘点进行分析,根据各个尘源点的实际情况,制定了采煤机高压喷雾降尘技术、采煤尘源跟踪喷雾降尘技术、移架放煤自动喷雾降尘技术和回风巷超限自动喷雾技术为一体的综合降尘技术措施。9 MPa高压水经水路到达各终端形成以粒径较小的液滴为主的降尘水雾进行煤尘沉降,通过治理后,取得了显著的降尘效果。     

混流云雾煤矿除尘装置研究与应用

针对煤矿开采工作面粉尘量大、除尘难度大、除尘效果不佳的问题,通过对荷电水雾降尘的技术方法研究,选取合适的荷电方式,设计混流云雾煤矿除尘装置。通过除尘装置,带电荷的小分子云雾颗粒与飘散的煤粉碰撞并凝聚成团聚物,团聚物不断变大、变重后自然沉降,大大提高了煤矿除尘的效率。     

煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果实验研究

为分析煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果,采用自行设计的喷雾降尘实验系统,对井下常用的螺旋型压力喷嘴在不同压力下的雾化特性及其降尘效果进行了系统的实验研究。结果表明：① 随着喷雾压力的提高,喷嘴流量不断增加,而雾化锥角不断减小。② 喷雾所形成的雾粒的粒径随着喷雾压力的增加而减小,但当压力增大至8 MPa时,继续增加压力,减小幅度有所减缓。③ 随着喷雾压力的增加,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均不断增加。当喷雾压力增加至8 MPa后,若继续提高喷雾压力,降尘效率提高不明显。④ 依靠增加喷雾压力来提高降尘效率（特别针对呼吸性粉尘）具有一定的局限性,对于实验所选用的喷嘴喷雾压力选用8 MPa较为合理。⑤ 喷雾所产生的雾粒,对于跟雾粒平均粒径接近的粉尘颗粒降尘效果最好;对于粒径小于雾粒平均粒径的粉尘颗粒,降尘效率随着粉尘粒径的减小而减小;而对于大于雾粒平均粒径的粉尘颗粒,降尘效率随着粉尘粒径的增加而略有下降。     

微米级水雾在井下巷道降尘中的应用

为改善煤矿井下的降尘效果,基于微米级水雾降尘技术原理研制了煤矿井下巷道内降尘设备,并在梁北煤矿井下采掘工作面进行了应用。对梁北煤矿11141工作面回风巷和11101掘进工作面降尘设备使用前后粉尘浓度进行测定,结果表明：11141工作面回风巷微米级水雾降尘设备除尘率达到74.3%,比普通喷淋水幕降尘率提高了34.2%;11101掘进工作面的微米级水雾降尘设备的除尘率达到84.2%,比普通喷淋水幕提高41.2%。微米级水雾降尘技术相对于普通喷淋水幕具有更好的降尘效果,可以更有效地降低煤矿井下的粉尘浓度。     

地下金属矿山矿房直接降尘技术

根据地下金属矿山矿房爆破后出矿时粉尘浓度大、持续时间长的特点,通过分析现阶段喷雾降尘方法存在缺点和不足的原因,提出利用高压降尘喷枪将降尘水直接作用于产尘源,从粉尘产生的源头上降低爆破后和出矿时的粉尘浓度。根据这一思路,设计制作了适用于地下金属矿山的降尘喷枪,通过传粉尘浓度感器控制降尘喷枪的开启,使降尘过程实现自动化。目前该技术已经在会宝岭铁矿现场进行了应用,较常规水幕降尘方法,可将爆破后等待炮烟时间缩短60%以上,可降低出矿巷道内粉尘浓度75%以上,降低上水平回风巷道内粉尘浓度60%以上。     

出口直径对内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘性能的影响

为了掌握喷嘴出口直径对气水喷雾降尘的影响,基于自行设计的气水喷雾降尘实验平台,对不同出口直径的空气雾化喷嘴流量、雾化特性及降尘性能进行了实测,并对实验结果作对比分析。研究结果表明:随着出口直径的增加,喷嘴耗水量几乎保持线性增长,而耗气量呈现指数增长的变化趋势;喷雾射程和雾滴体积分数均随着出口直径的增大不断增大,而雾化角先增大后减小;出口直径为2. 0 mm的喷嘴雾化质量最好,所形成的雾滴索太尔平均直径D[3,2]最小,且雾滴粒径呈现正态分布,雾滴尺寸较为集中;雾滴速度沿喷嘴轴线方向不断衰减,且喷嘴直径越大雾滴速度衰减越缓慢;随着喷嘴直径的增加,雾滴速度呈现先增大后减小的变化规律;全尘和呼吸性粉尘降尘效率随着喷嘴出口直径的增加均有所提高,但增幅较小;综合考虑喷嘴降尘性能、耗水量和耗气量等因素,在采掘作业场所进行气水喷雾降尘时,选择出口直径为2. 0～3. 0 mm的空气雾化喷嘴较为合适。     

煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率理论研究

为分析煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率,借助流体力学、多相流及气溶胶等相关理论,对气水喷雾雾化特性与喷雾降尘效率进行了全面的理论研究。根据流体力学与多相流相关理论,建立了求解空气雾化喷嘴气、液质量流量的完整方程组,并给出了雾化粒径和雾滴速度的计算公式;通过建立煤矿井下气水喷雾降尘数学模型,推导出分级效率的理论计算式,并采用Origin软件绘制出分级效率与供气流量、供水流量及粉尘粒径的关系曲线;同时,结合粉尘粒径和频率分布式,建立了全尘降尘效率与呼吸性粉尘降尘效率的理论计算式,并分析了粉尘中位径及粒径分布指数对降尘效率的影响。     

抑尘雾炮系统的研制及其在掘进工作面的应用

综掘工作面粉尘浓度大,严重威胁着井下工作人员的职业安全健康和煤矿的安全生产。研制出了一种高效的抑尘雾炮系统,该系统包括聚焦型控源抑尘雾炮、发散型隔断抑尘雾炮和水射流吸液装置。该装置在漳村煤矿480材料巷综掘面进行现场试验,对比分析了未采用任何防尘措施,采用外喷雾降尘措施和采用雾炮除尘系统3种工况条件下粉尘浓度。结果表明,综掘面的粉尘浓度大大降低,整个工作面全尘和呼尘的浓度降低了93．9%和94．4%,较原先喷雾降尘技术降尘效果提高30%以上,解决了综掘面粉尘浓度过高的难题。     

掘进机外喷雾负压二次降尘装置的研制与应用

为了有效喷雾沉降综掘工作面掘进机截割产尘,数值模拟确定了喷雾负压二次吸风装置吸风及内部风流场的运移规律,研制了可形成完全覆盖截割产尘的水雾幕及对截割臂周围粉尘有效吸入净化的新型掘进机外喷雾负压二次降尘装置,并对其性能进行了测定实验,结果表明:喷雾压力由2 MPa增大至8 MPa过程中,选用喷嘴在4 MPa压力时,喷雾场雾化角及距喷口1.5 m处雾滴群的索特平均直径D32分别为87.6°及56.295μm,综合雾化性能最优,新型装置的气液比先增大后减小,4 MPa时达到最大值1.269,因此,选定4 MPa为最佳喷雾压力;新型装置的现场试验结果表明:相对于原有方式,对全尘和呼尘的平均降尘率分别提高了19.4%和20.1%,其中,负压二次降尘分别提高了6.0%和6.5%。     

放顶煤液压支架后尾梁喷雾系统的应用

神东柳塔煤矿根据12111工作面放顶煤液压支架在操作放煤过程中会产生大量煤尘和粉尘的情况进行改造,在液压支架进水三通处引一条管路,通过后尾梁操作阀控制液控单向阀,将水路进入喷嘴处,达到喷雾效果,起到降尘的作用。     

王庄煤矿综采工作面粉尘综合治理技术实践

为了有效降低综采工作面粉尘浓度,改善工作面作业人员工作环境,王庄煤矿通过采取煤层注水、采煤机负压二次降尘、架间挡尘装置、红外线传感技术自动控制综放面喷雾装置、转载运输系统自动喷雾降尘、风流净水喷雾降尘及全程粉尘监测等粉尘综合治理技术,对易产生粉尘的作业过程进行有针对性防范治理,工作面降尘取得明显效果。     

塔山煤矿8116工作面综合防尘系统的研究与应用

塔山煤矿原有防尘方法包括洒水抑尘、喷雾除尘、煤层预注水除尘.该方法降尘效果较差,割煤机作业现场粉尘浓度最高达968 mg/m3.针对该问题,塔山煤矿采取了"优化钻孔布置+封闭除尘+水幕截尘"三个方面的除尘措施,从改善煤质含水量降尘、源头控制减尘、切断粉尘扩散传播途径三个方向进行防尘.应用效果表明,工作面巷道粉尘浓度降低...