[发明专利]一种综掘工作面喷雾降尘模拟实验系统

说明书

技术领域

本发明属于矿井通风领域，特别涉及一种综掘工作面喷雾降尘模拟实验系统。

背景技术

可持续发展战略对煤矿作业环境及生产安全提出了更高的要求。目前，随着煤矿机械化程度的不断提高，大功率掘进机的广泛采用，综掘工作面的产尘量剧增，作业环境恶化，尤其是掘进机司机处的粉尘浓度常常严重超标。

目前，我国综掘工作面通常采用喷雾降尘技术来降低综掘工作面粉尘浓度。在实践中，由于缺乏相关理论的指导，采用喷雾方法往往达不到预期的降尘效果。生产现场甚至会出现消耗了大量的水，粉尘的浓度依旧很高，在某些固定场所还造成大量积水，反而对生产造成不利的影响。据实测，我国煤矿的综掘工作面喷雾降尘效率普遍较低，全尘降尘效率一般低于50%，对呼吸性粉尘的降尘效率甚至低于30%。综掘工作面喷雾降尘效果与喷雾及通风参数密切相关，影响工作面粉尘浓度分布与喷雾降尘效果的参数包括喷雾压力、送风速度、喷雾布置方式等。为了在实践中合理的确定喷雾参数，需要进一步对综掘工作面喷雾降尘开展研究。煤矿井下综掘工作面生产现场由于受生产和地质条件的制约，很难开展各种通风与喷雾条件下的综掘工作面粉尘浓度分布及喷雾降尘效率实测。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种综掘工作面喷雾降尘模拟实验系统，本发明可模拟煤矿井下综掘工作面通风与喷雾降尘，并可对不同送风与喷雾条件下的综掘工作面粉尘浓度分布及喷雾降尘效果进行实测，为生产现场提供一定指导。

为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：包括模型巷道、模拟机身、高压水泵、储水箱、控制装置、轴流风机、发尘器、喷嘴、仪器支架、风管、水管、水流量计、水压表、旁通阀及气体流量计；所述的模型巷道的一端为掘进端头，并设有发尘器，模拟机身设于模型巷道内并靠近掘进端头，喷嘴安装于模拟机身上靠近掘进端头，用水管将喷嘴、水流量计、水表、高压水泵、储水箱依次相连；模型巷道内设有风管，风管的进气端与轴流风机相连，风管内设有气体流量计，风管的出风口靠近掘进端头；控制装置通过数据线分别与高压水泵和轴流风机相连；

上述的综掘工作面喷雾降尘模拟实验系统中，所述的模型巷道底部一侧设有污水槽，且底板与水平面的夹角为5-10度。

上述的综掘工作面喷雾降尘模拟实验系统中，所述的模型巷道内沿巷道设有多个仪器支架，仪器支架上设有粉尘测定仪。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：通过建立综掘工作面喷雾降尘模拟实验系统，在不影响生产的情况下，对各种通风与喷雾条件下综掘工作面粉尘浓度分布及喷雾降尘效率进行测量，测量结果能够为实践中合理确定喷雾参数提高指导。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示，本发明包括模型巷道1、模拟机身2、高压水泵3、储水箱4、控制装置5、轴流风机6、发尘器7、喷嘴8、仪器支架9、污水槽10、风管11、水管12、水流量计13、水压表14、旁通阀15及气体流量计16。所述的模型巷道1的底部一侧设有污水槽10，且底板与水平面之间的倾角为5-10度，保证排水顺畅。所述的发尘器7安装于模型巷道1的掘进端头17，用于模拟掘进机截割头截割产尘，发尘器7的发尘量可根据工况调节。所述的喷嘴8安装于模拟机身2的靠掘进端头17一侧，模拟机身2布置于距掘进端头17一定距离。所述的高压水泵3和轴流风机6与控制装置5相连，并通过控制装置5对高压水泵3的供水压力和轴流风机6的风量进行变频调节。

本发明的工作原理为：实验开始前，先将喷嘴（8A、8B和8C）分别安装于模拟机身上，并将粉尘测定仪分别安装于仪器支架9A、9B、9C、9D、9E、9F和9G上。实验开始时，先通过控制装置5，启动和调节轴流风机6，使轴流风机6的风量达到预定值，轴流风机6的送风量可通过安装于风管11的气体流量计16进行测量。轴流风机6的送风流经风管11输送至模型巷道1的掘进端头17。待风流稳定后，再通过控制装置5启动高压水泵3，并将其调节至预定的喷雾压力。高压水泵3的供水压力由水压表14读取，供水流量可由水流量计13获得。高压水泵3运行稳定后，观测喷嘴雾化效果，确定无误后，将发尘器7中装载待测煤尘，启动发尘器7，并调节发尘速度。发尘器7发尘稳定后，开启仪器支架9A、9B、9C、9D、9E、9F和9G上的粉尘测定仪，使其进入测定状态。实验结束后，可通过粉尘测定仪的测量数据分析该通风和喷雾条件下工作面粉尘浓度分布及喷雾降尘效率。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。