[发明专利]一种防治巷道掘进面粉尘的细水雾与液氮雾联动系统

说明书

本发明公开了一种防治巷道掘进面粉尘的细水雾与液氮雾联动系统，包括空气幕生成系统、细水雾降尘系统、液氮雾化系统和粉尘引流系统，在掘进工作面迎头和掘进司机室之间设置两道空气幕，将粉尘控制在掘进工作空间内，防止粉尘向整个巷道扩散；采用细水雾与粉尘结合进行降尘，同时在液氮雾滴的低温作用下，带粉尘水雾快速凝结，加快其下降速度，并且通过二次沉降有效提升了降尘效率与降尘效果；通过粉尘引流系统，既能加快粉尘向下的移动速度，保证液氮雾和细水雾联动下的快速降尘，又能除去残余的粉尘，并且离心扇能将掘进工作空间内的空气不断抽出，也能降低掘进工作空间内的瓦斯浓度；防止切割煤岩产生火花引发瓦斯煤尘爆炸事故。

技术领域

本发明涉及一种用于粉尘防治的细水雾与液氮雾系统，具体是一种防治巷道掘进面粉尘的细水雾与液氮雾联动系统。

背景技术

巷道掘进工作面是煤矿井下的最主要产尘点之一，作业过程中粉尘产生量大，大量粉尘悬浮于空气中，不仅使得工作面能见度降低，对巷道正常掘进造成较大影响，而且对作业人员的身体健康构成严重危害，据统计，85%以上的煤矿尘肺病患者的作业地点在岩巷掘进工作面。为了防治煤矿井下巷道掘进工作面粉尘危害，目前普遍采用掘进机内外喷雾、煤层注水、除尘风机等装置，但由于这些装置自身的局限性导致防降尘效果还不理想。如，煤层注水系统及工艺复杂，耗水量大，需施工大量注水钻孔，工程量大，成本较高；内外喷雾的喷嘴极易堵塞，降尘效率较低，降尘用水的利用率低；另外除尘风机的有效吸程较短，吸尘率较低，并且其过于庞大笨重，移动很不方便，且存在电气安全隐患。除此之外，目前还有空气幕与除尘风机联合使用的降尘方法，即通过空气幕将掘进工作面产生的粉尘控制在一定的范围内，再使用除尘风机对封闭区的粉尘进行吸尘处理；该方法为一种干式降尘方法，除有以上所述除尘风机本身的缺陷外，封闭区域内的粉尘、瓦斯浓度相对较高，切割煤岩时一旦产生火花容易诱发煤尘、瓦斯爆炸等恶性事故。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种防治巷道掘进面粉尘的细水雾与液氮雾联动系统，能将掘进迎头产生的粉尘控制在一个较小的空间内，从而保证人员工作环境的空气质量；另外通过液氮雾、细水雾和瓦斯引流相互配合对粉尘进行降尘及瓦斯引流的处理，从而降低控制空间内粉尘浓度及瓦斯浓度，最终防止掘进迎头产生火花时导致煤尘爆炸或瓦斯爆炸的情况发生。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种防治巷道掘进面粉尘的细水雾与液氮雾联动系统，包括空气幕生成系统、细水雾降尘系统、液氮雾化系统和粉尘引流系统，且各个系统均设置在巷道内；

所述空气幕生成系统包括底板空气幕发生器、第一进风管、顶板空气幕发生器、第二进风管、压风管和第三三通阀，所述压风管一端与第三三通阀其中一个端口连接；第三三通阀另外两个端口分别与第一进风管一端和第二进风管一端连接，第一进风管另一端与底板空气幕发生器连接，第二进风管另一端与顶板空气幕发生器连接；所述顶板空气幕发生器固定在巷道顶板、且朝向底板喷气产生第一空气幕，底板空气幕发生器固定在巷道底板、且朝向顶板喷气产生第二空气幕；所述第一空气幕和第二空气幕相互平行；第一空气幕和第二空气幕之间形成防尘缓冲区，且第一空气幕和第二空气幕将巷道分隔成掘进工作空间和人员操作空间；掘进面迎头处于掘进工作空间内；

所述细水雾降尘系统包括第一细水雾管、第二细水雾管、第二三通阀、第三细水雾管、细水雾发生器和磁化水注入管，第二三通阀、第三细水雾管、细水雾发生器和磁化水注入管均处于人员操作空间内；所述磁化水注入管一端与细水雾发生器的进口连接，细水雾发生器的出口通过第三细水雾管与第二三通阀其中一个端口连接，第二三通阀另外两个端口分别与第一细水雾管一端和第二细水雾管一端连接，第一细水雾管另一端装有细水雾向下喷头、且其穿过第一空气幕和第二空气幕伸入掘进工作空间内，第二细水雾管另一端装有细水雾直喷头、且其穿过第一空气幕和第二空气幕伸入掘进工作空间内；细水雾直喷头高于细水雾向下喷头，通过细水雾直喷头和细水雾向下喷头向掘进工作空间内喷洒细水雾；