[发明专利]一种井下喷淋除尘定量化模拟装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于喷淋除尘技术领域，尤其涉及一种井下喷淋除尘定量化模拟装置及方法。

背景技术

在煤矿开采过程中, 如钻眼、爆破、掘进及采煤作业, 顶板管理, 煤的装载运输等各个环节, 都会产生大量的粉尘.而井下喷淋除尘是现有除尘常用的方法。北方矿区大部分处于缺水地区，煤矿开采造成地下水水位，矿井水已成为矿区重要的水资源。现今，矿区矿井水经过简单的过滤/混凝过滤（SS? 30）或反渗透等深度处理后，绝大部分排入矿井，用于井下除尘（占用水量绝大部分）和消防，对喷淋除尘用水量并没有进行科学的定量，从而有可能造成水资源的巨大浪费，也有可能增加对地下水的污染。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种井下喷淋除尘定量化模拟装置及方法，旨在解决矿区矿井水经过简单的过滤/混凝过滤（SS?30）或反渗透等深度处理后，绝大部分排入矿井，用于井下除尘（占用水量绝大部分）和消防，对喷淋除尘用水量并没有进行科学的定量，从而有可能造成水资源的巨大浪费，也有可能增加对地下水的污染的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种井下喷淋除尘定量化模拟装置，该井下喷淋除尘定量化模拟装置包括：

鼓风机：用于把粉碎的煤粉送入喷淋室；

煤粉室：用于载有各种粒径的煤粉；

筛子，由各种孔径的筛子组成，用于根据需要选择不同粒径范围内的煤粉，以便考察喷淋对不同粒径的煤粉去除效果；

喷淋室：用于模拟巷道空间；

喷头：喷淋处理的矿井水，用于除尘，其喷头面积由喷淋室的面积；

装有煤矸石的管道：用于模拟井下巷道，以便考察喷淋水经巷道水质变化；

采用矿区混凝过滤工艺，以悬浮物为指标，用于确定水中重金属、硫酸根、硝态氮和铵态氮对除尘效果的影响的混凝过滤室；

气体取样口：用于抽取气体，对气体成分进行分析，从而评价除尘效果。

进一步，喷淋室形状为长方体、顶部配有喷头、底部为排水孔。

本发明的另一目的在于提供一种井下喷淋除尘定量化模拟方法，煤粉的粒径范围可通过不同孔径（150目、1600目和6000目）的筛子及组合以模拟TSP、PM10和PM2.5及区间悬浮颗粒物，考察不同水量、水质（不同循环次数经常规的混凝过滤的水质，也可根据需要人为添加不同浓度梯度的某种污染物）对不同浓度及粒径的粉尘颗粒物的去除效果（水质指标：悬浮物（SS）、重金属、硫酸根、硝态氮和铵态氮）；大气悬浮颗粒物指标：TSP、PM10和PM2.5；有害气体指标：矿安全规程（第十三版）中有害气体），确定最佳的用水量，从而对喷淋用水进行定量化。

本发明提供的喷淋除尘的模拟装置及方法，对喷淋水质、循环次数、粉尘的粒径和浓度对除尘效果的影响进行研究，从而为喷淋除尘用水量的定量化提供科学依据；也可掌握喷淋除尘后的矿井水在巷道中水质的变化规律；并对合理的矿井水处理工艺或混凝剂种类的选择提供指导。

附图说明

图1是本发明实施例提供的喷淋除尘的模拟装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明用于矿井水井下喷淋除尘的机理及定量化研究，提供了一种井下喷淋除尘定量化模拟方法，通过鼓风机鼓入不同粒径的煤粉，煤粉的粒径范围可通过不同孔径的筛子及组合实现，以便考察喷淋除尘对不同粒径的煤粉及浓度的去除效果，并依据除尘效果对喷淋用水进行定量化。

使喷淋水通过载有开采煤层的煤矸石的管道，以模拟喷淋水经巷道后水质的变化，考察水质变化对地下水的影响，及循环的喷淋水经常规混凝过滤，达标后，水中其它离子对除尘效果的影响。为合适的矿井水处理工艺或混凝剂种类的选择提供指导，并依据除尘效果对喷淋用水进行定量化。

该井下喷淋除尘定量化模拟装置包括：

鼓风机：用于把粉碎的煤粉送入喷淋室；

煤粉室：用于载有各种粒径的煤粉；

筛子，由各种孔径的筛子组成，用于根据需要选择不同粒径范围内的煤粉，以便考察喷淋对不同粒径的煤粉去除效果；

喷淋室：用于模拟巷道空间；

喷头：喷淋处理的矿井水，用于除尘，其喷头面积由喷淋室的面积；

装有煤矸石的管道：用于模拟井下巷道，以便考察喷淋水经巷道水质变化；