[发明专利]一种矿井掘进工作面控尘除尘装置及使用方法

权利要求书

1.一种矿井掘进工作面控尘除尘装置，其特征在于，包括集尘室、多个加压混合室和净化装置；所述集尘室与净化装置之间 安装有多个加压混合室，相邻加压混合室之间均通过排尘风筒连接，所述加压混合室外圆面设置有用于控尘除尘装置的固定支架；

所述集尘室为“漏斗”结构，其大口径端指向粉尘源方向，小口径端嵌入加压混合室进口端内壁内，且通过集尘室与加压混合室连接处设置在外壁面上的法兰环连接；

所述加压混合室为“圆柱体”结构，其两端外壁面处均设有法兰环，加压混合室内壁靠近进口端设置有高压气体喷嘴，高压气体喷嘴后端的加压混合室内壁加工成非等直径管壁；环形高压气体喷嘴喷射出的高压气体从加压混合室内壁的前端进入，在加压混合室的内壁的最窄处，动态压力达到最大值，静态压力达到最小值，气体的速度因为通流横截面面积减小而上升，同时在加压混合室内壁前部空间内形成一个真空度，产生负压效应；

所述高压气体喷嘴采用高强度耐腐蚀金属管材质制成的环形的高压气体喷嘴，环形的高压气体喷嘴外圆面设置有贯穿至加压混合室管壁的连接管，连接管与外设的空气压缩机连接，环形的高压气体喷嘴沿周向设置的喷口通过螺旋固定头与气体增压喷嘴进口端连接；

所述气体增压喷嘴为高强度耐腐蚀金属材质，气体增压喷嘴结构为“子弹型”，其连接端设有螺旋固定头，中部为圆管型，且内壁加工成两端薄中间厚结构的高压气体加压室，喷头部分为中空“圆台”结构的收敛型喷头；当高压气体经过气体增压喷嘴中部时会形成负压效应，将环型高压气体喷嘴内高压气体加速吸入收敛型喷头，并使气体得到加压后从收敛型喷头喷射而出；所述的高压气体为空气压缩机提供的高压空气；

所述净化设置包括耐腐蚀金属管道、高压水雾喷嘴及蓄水池，所述耐腐蚀金属管道倾斜设置，耐腐蚀金属管道一端通过法兰环与高压水雾喷嘴一端连接，高压水雾喷嘴另一端与加压混合腔出口端通过法兰环连接，耐腐蚀金属管道另一端与蓄水池侧壁通孔贯通，且焊接在蓄水池通孔处侧壁上，蓄水池为圆桶状结构，蓄水池侧壁的通孔处安装有单向限位开关，所述蓄水池内装有水，蓄水池内设置有透气挡板，且透气挡板位于水的上方，蓄水池底端平行设置的两个侧壁上分别焊接有出水管和回水管，回水管延伸至过滤箱内，且与过滤箱内的水泵连接，过滤箱内设置有过滤挡板，经过过滤挡板过滤的水经过出水管返回至蓄水池内；

所述高压水雾喷嘴采用高强度耐腐蚀金属管材质制成的环形结构，包括环形基体，所述环形基体上的连接管与高压水管连接，环形基体内壁沿周向均匀设置有螺旋牙导水芯喷嘴，且螺旋牙导水芯喷嘴的喷口端均指向环形管圆心设置。

2.根据权利要求1所述的一种矿井掘进工作面控尘除尘装置，其特征在于：所述过滤挡板由框架和滤膜组成，滤膜镶嵌在框架的内表面处。

3.一种基于权利要求1所述的矿井掘进工作面控尘除尘装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据现场需要，架设本设备于独头长距离掘进巷道内；其中集尘室位于掘进工作面，大量粉尘产生地点；环型高压气体喷嘴上的连接管与外部矿井自备的空气压缩设备连接，高压水雾喷嘴上的连接管与矿井自备的高压水管连接；控尘除尘装置气路水路连接完成后，同时启动空气压缩机、高压供水装置及水泵，供应高压气体和高压水，设备开始工作；

步骤2，高压气体经过高压气体喷嘴及气体增压喷嘴后进入加压混合腔内，在高压气体经过气体增压喷嘴中部的高压气体加压室时会形成负压效应，将环形的高压气体喷嘴内高压气体加速吸入气体增压喷嘴的收敛型喷头，并使气体得到加压后从收敛型喷头喷射而出进入加压混合腔内二次加压；在加压混合腔内壁的最窄处，动态压力达到最大值，静态压力达到最小值；气体的速度因为通流横截面面积减小而上升，同时就在加压混合室内壁前部空间内形成一个真空度，产生负压效应，使集尘室开口周围的粉尘和空气被吸入加压混合室内，被加速的高压气体和吸入的粉尘在加压混合室内壁后部收敛性内壁中发生碰撞，完成第一次混合后，从加压混合室尾部排出，进入净化装置中；

步骤3，经过加压混合室进入净化装置中的粉尘混合气体进入高压水雾喷嘴的环形基体内，被高压水雾喷嘴的螺旋牙导水芯喷嘴雾化加湿，进而形成“气-液-固”三项混合物；“气-液-固”三项混合物在高压气体作用下通过倾斜安装内壁光滑的耐腐蚀金属管道进入蓄水池，并在较高速度的冲击下，使粉尘颗粒与水充分混合，气体在水中成气泡状浮出水面，通过透气挡板排出到巷道中；从耐腐蚀金属管道流入水中的粉尘颗粒在重力作用下慢慢沉降到蓄水池底部，在水泵动力作用下，经过出水管输出端进入过滤箱，在可定期更换的过滤挡板过滤作用下，粉尘颗粒被收集在过滤挡板一侧，水通过过滤挡板，在水泵动力作用下经过回水管返回至蓄水池内，进入新的循环，形成具有可持续性的净化系统。