[发明专利]一种大采高垮落煤尘的防治方法

说明书

本发明为一种大采高垮落煤尘的防治方法，具体为：在采煤机机身左、右侧板的下端分别安装喷雾模块，喷雾模块的喷出方向为水平平射，喷雾模块的有效射程穿过垮落煤尘到达垮落区域最前端；在采煤机机身前端两侧分别安装悬臂喷雾杆，悬臂喷雾杆的喷出方向为喷向煤壁。本发明方法基于从产尘源出发解决煤尘问题的基本思想，根据空气动力学原理，喷雾水雾体覆盖垮落尘源，形成自由紊流与非均质流体中的紊流，使垮落煤尘基本不能形成扩散运移，在“萌芽”状态下对其进行有效碰撞、拦截和沉降，从而提高了捕集垮落煤尘效率，尤其提高了捕集10um以下可吸入煤尘的能力，实现降尘效率达到85%以上。

技术领域

本发明涉及煤矿生产技术领域，特别涉及一种现场易操作、可靠稳定的煤尘防治方法，具体是一种井下采煤机一次采全高的大采高垮落煤尘的防治方法。

背景技术

随着采煤机械化程度的提高，厚煤层一次采全高的采煤技术得到普遍应用，但由于瓦斯抽采的缘故，在采煤机滚筒割顶煤时1-2架液压支架处会造成严重的煤体垮落，煤体垮落面积很大，垮落区范围：宽度大约2.3m（采煤机挡煤板到煤壁的距离），长度大约5.2m（1-2架液压支架宽度+采煤机滚筒半径），距离采煤机本体大约为7-9m，垮落区瞬间产生煤尘可达1000-2000mg/m³，严重污染采煤工作面的生产环境。

现有的喷雾降尘技术普遍存在如下问题：1）现有采煤机上设置有内外喷雾系统，其降尘方法就是在采煤机滚筒处形成雾屏，使其完全笼罩在水雾中，从而达到降尘效果，但是其完全没有考虑垮落产生的煤尘，对垮落煤尘完全无效；2）现有井下喷雾降尘技术由于受技术方法限制，其喷雾有效射程短，无法完全到达垮落煤尘区域，尤其是采煤机逆风割煤状态下，更无法到达垮落煤尘区域；3）现有大多数降尘技术仅仅停留在书面理论上，其只是为解决技术问题而设计，并没有考虑到生产实践中的各种实际问题，例如安装在液压支架上的喷雾，易于淋湿采煤机司机和下风流操作工人的衣服；安装在采煤机机身上的喷雾，易于被掉落煤、煤块掩埋和砸坏；喷雾耗水量大，容易影响煤质和发热量等等。

上述各类问题的存在，使得防治垮落煤尘成为了实际生产过程中的难点，迫切需要解决的现实问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种大采高垮落煤尘的防治方法。本发明方法是从实际生产出发并针对垮落煤的特点及垮落煤尘尘源而设计的一种专项防治方法，针对性强且不脱离实际，为解决垮落煤尘问题提供了有效的防治方案。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种大采高垮落煤尘的防治方法，在采煤机机身左、右侧板的下端分别安装喷雾模块，喷雾模块的喷出方向为水平平射，喷雾模块的有效射程穿过垮落煤尘到达垮落区域最前端；在采煤机机身前端（人行道一端）两侧分别安装悬臂喷雾杆，悬臂喷雾杆的喷出方向为喷向煤壁。

本发明方法中，设置于采煤机机身侧板上的喷雾模块，喷出的水雾体可以有效穿过垮落煤尘区，覆盖煤尘或抑制垮落区周围煤尘的扩散，并且喷出的水雾体能够形成负压区，有效卷吸煤尘颗粒，达到沉降煤尘的目的。设置于采煤机机身前端的悬臂喷雾杆，喷出的水雾体直接喷向煤壁，能够诱导煤尘颗粒向煤壁运移，形成隔离降尘带。

作为优选的技术方案，喷雾模块由若干个膛线喷嘴组成，膛线喷嘴内部设置有六线等距膛线。六线等距膛线结构是基于角动量守恒理论设计的，水在压力作用下，穿过膛线喷嘴内的膛线结构而产生纵轴旋转，通过螺旋仪效应增加喷出水流稳定性、有效射程和高速运行；根据射流破碎机理，膛线产生对称的扰动波使得射流破碎，并经膛线喷嘴孔口空气的摩擦，使液膜产生的液带非常快速的破碎，形成微米级的液滴。该膛线喷嘴能够很好地用来传感与维持雾流方向，喷雾射程远，实现低压高射程高压高雾化，低流量高射程，能够彻底解决现有喷雾系统射程短、需要压力高、耗水量大等问题。该膛线喷嘴在低耗水量的前提下即可完成抑尘、除尘、降尘的工作，能够避免现场煤体积存过剩水的情况，从而避免了对煤质及发热量的影响、给现场操作工人生产活动带来的不便。