一、研發(fā)背景
礦井粉塵及有毒有害氣體是煤礦生產(chǎn)過程中的主要不安全因素，不僅污染工作環(huán)境,損壞設(shè)備；而且危害人體健康,長期吸入粉塵會造成塵肺、煤肺的疾病。煤塵與井下瓦斯等有害氣體由于管理不當(dāng)會發(fā)生煤塵爆炸和瓦斯爆炸等重大事故。
未解決這一問題，技術(shù)人員經(jīng)過長期的實踐與研究，利用射流原理，研制成功了濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)，能有效降低掘進(jìn)工作面的粉塵，同時該風(fēng)機(jī)可以安裝在采煤工作面上隅角，能夠安全快速的排除上隅角的瓦斯及粉塵。
掘進(jìn)工作面和采煤工作面是粉塵和有毒有害氣體產(chǎn)生的主要場所之一，采煤工作面上隅角由于位置特殊，容易瓦斯集聚，一直是采煤作業(yè)重大的安全隱患。煤塵與井下瓦斯等有害氣體由于管理不當(dāng)會發(fā)生煤塵爆炸和瓦斯爆炸等重大事故。
技術(shù)人員經(jīng)過長期的實踐與研究，利用射流原理，研制成功了濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)，經(jīng)過一段時間的現(xiàn)場應(yīng)用及改進(jìn)，在掘進(jìn)工作面獲得全塵除塵率達(dá)到61.53%，呼吸塵除塵率達(dá)到77.75%的使用效果。噪音測試為84.9dB。該抽排風(fēng)機(jī)的使用能有效降低掘進(jìn)工作面的粉塵，同時該風(fēng)機(jī)可以安裝在采煤工作面上隅角，能夠安全快速的排除上隅角的瓦斯及粉塵。
二、技術(shù)方案
1.基本原理
利用流體力學(xué)中的射流方法，高壓氣體在引流鐵桶內(nèi)從噴嘴高速噴出時﹐在喉管入口處因周圍的空氣被射流卷走而形成真空﹐被輸送的帶有粉塵空氣即被吸入。兩股流體在喉管中混合并進(jìn)行動量交換﹐使帶有粉塵空氣的動能增加﹐最后通過擴(kuò)散管將大部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能，然后從導(dǎo)向風(fēng)筒出口噴出。同時在導(dǎo)向風(fēng)筒出風(fēng)口安裝噴霧裝置，進(jìn)行泥化來消除粉塵。原理圖如下：
2.抽排風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)工作面安裝及使用方法
（1）風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)安裝架固定在二運機(jī)上；
（2）安裝導(dǎo)向鐵筒，再接好若干節(jié)Φ600mm5000mm負(fù)壓風(fēng)筒；
（3）安裝引流鐵筒，再接好若干節(jié)Φ600mm5000mm負(fù)壓風(fēng)筒（達(dá)到綜掘機(jī)旋轉(zhuǎn)臺，超過綜掘機(jī)司機(jī)位置）；
（4）安裝供風(fēng)Φ32mm風(fēng)管，供風(fēng)源為掘進(jìn)工作面壓風(fēng)管路；
（5）安裝除塵Φ10mm水管，水源為掘進(jìn)工作面供水管路；
（6）開始割煤時，供風(fēng)管及供水管路齊打開。
3.抽排風(fēng)機(jī)在采煤工作面回風(fēng)上隅角安裝及使用方法
（1）風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)安裝在工作面回風(fēng)順槽；
（2）在工作面上隅角安裝引流筒，用Φ600mm5000mm負(fù)壓風(fēng)筒與抽排風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口連接；
（3）再接好Φ600mm5000mm負(fù)壓風(fēng)筒到工作面10米外回風(fēng)順槽；
（4）安裝供風(fēng)Φ32mm風(fēng)管，安裝除塵Φ10mm水管；
（5）開始割煤時，供風(fēng)管及供水管路齊打開。
三、適用場合
本設(shè)備安裝方便安全可靠，除了煤礦掘進(jìn)工作面及采煤工作面上隅角使用，還可以用于露天煤礦及各種非煤礦山和其它有粉塵及危險爆炸性氣體的場所。具體的適用場合及主要用途有：
1.露天煤礦
（1）鉆場除塵；
（2）采場局部除塵；
（3）各礦渣、原煤裝卸點除塵。
2.洗煤廠、焦化廠、水泥廠、化工廠等企業(yè)
（1）各原煤（材料）轉(zhuǎn)載點局部除塵；
（2）廠房等密閉空間除塵；
（3）在使用電力等常規(guī)動力存在漏電、爆炸等安全隱患的極端場所除塵及抽排有毒有害及爆炸性氣體。
3.非煤礦井
（1）轉(zhuǎn)載點除塵；
（2）工作面除塵，抽排有毒有害及爆炸性氣體。
4.其它有壓縮空氣，經(jīng)常移動或使用常規(guī)動力有困難的場所通風(fēng)除塵。
四、應(yīng)用效果
1.風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)除塵效果測定結(jié)果
使用濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)時，一方面粉塵通過除塵器時受高速氣流沖擊和霧化的水滴結(jié)合較好，未被捕捉到的濕潤粉塵在巷道中運行短距離后會很快沉降；另一方面由加濕噴霧噴出的水滴經(jīng)過高速風(fēng)流吹出后得到較好的泥化增加了和巷道中粉塵的結(jié)合率，干粉塵和巷道中細(xì)化較好的水霧結(jié)合運行短距離后也會很快沉降。經(jīng)現(xiàn)場觀察不使用除塵器時巷道中漂浮的粉塵大約需要10分鐘以上時間才能全部沉降，而使用除塵器時巷道中漂浮的粉塵大約需要4～5分鐘的時間就能全部沉降。
濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)安裝好投入正常使用后進(jìn)行了除塵效果測試，測點選在除塵風(fēng)機(jī)外側(cè)距離除塵風(fēng)機(jī)安裝位置約10米處。掘進(jìn)機(jī)正常掘進(jìn)時，在同一測定地點分別測量不開啟除塵器時、正常開啟除塵器時兩種狀態(tài)下測點的全塵及呼吸塵濃度，每種狀態(tài)下分別進(jìn)行四次粉塵濃度的測量。經(jīng)過礦通風(fēng)隊粉塵測量，達(dá)到預(yù)想的結(jié)果。測量接入如表所示：
2.濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)與電動除塵風(fēng)機(jī)使用效果對比
（1）電動除塵風(fēng)機(jī)經(jīng)行測試，噪音高達(dá)129dB，影響到職工的身體健康，在井下掘進(jìn)工作面無法使用。濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)經(jīng)行測試，噪音是98dB，后期經(jīng)過改良添加消音器后噪音可降低至85 dB以下，安裝使用過程中，既不影響工作面正常信息交流，同時對人體起到很好的保護(hù)作用。
（2）濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)在使用過程中全塵可減少61.53%、呼吸塵可減少77.75%；除塵風(fēng)機(jī)在使用中全塵和呼吸塵可減少60%-70%，通過比較可知，濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)除塵性能與除塵風(fēng)機(jī)相當(dāng)。
（3）電動除塵風(fēng)機(jī)機(jī)身笨重，不便于拆卸及移動，濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)重量小，便于拆解及移動。
（4）濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)安裝簡單，故障率極低，運行安全可靠。整機(jī)沒有電源，運行平穩(wěn)，沒有振動，不僅節(jié)能環(huán)保，而且從根本上遏制了漏電、引爆煤塵瓦斯等安全事故的發(fā)生。
（5）從經(jīng)濟(jì)效益來說，濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)使用工作面壓風(fēng)管路的壓風(fēng)動力，不需要重復(fù)投資，與電動除塵風(fēng)機(jī)相比每月可以節(jié)約可觀的電費，同時省去了電纜、開關(guān)等一系列投資。由于其結(jié)構(gòu)簡單實用，重量較輕，維護(hù)量極少，可以節(jié)省勞務(wù)成本。而且其設(shè)計巧妙，沒有漏電、摩擦發(fā)熱、火花等安全隱患，產(chǎn)生的安全效益無法用現(xiàn)金來衡量。同時減輕職工勞動強(qiáng)度，能夠提高職工幸福指數(shù)，有利于安全生產(chǎn)。
五、相關(guān)說明
本濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)主要適用于選煤廠、掘進(jìn)工作面、采煤工作面回風(fēng)上隅角等地點的降塵除塵，效果明顯，具有較強(qiáng)的推廣意義。
本項目的其它相關(guān)內(nèi)容介紹可參閱2018年12月10日能源科技成果轉(zhuǎn)化平臺發(fā)布的《新型濕式風(fēng)動除塵器研究與應(yīng)用》。
礦井粉塵及有毒有害氣體是煤礦生產(chǎn)過程中的主要不安全因素，不僅污染工作環(huán)境,損壞設(shè)備；而且危害人體健康,長期吸入粉塵會造成塵肺、煤肺的疾病。煤塵與井下瓦斯等有害氣體由于管理不當(dāng)會發(fā)生煤塵爆炸和瓦斯爆炸等重大事故。
為解決這一問題，技術(shù)人員經(jīng)過長期的實踐與研究，利用射流原理，研制成功了濕式風(fēng)動抽排風(fēng)機(jī)，能有效降低掘進(jìn)工作面的粉塵，同時該風(fēng)機(jī)可以安裝在采煤工作面上隅角，能夠安全快速的排除上隅角的瓦斯及粉塵。
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