[发明专利]一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置及瓦斯防治方法

说明书

本发明公开了一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置及瓦斯防治方法，涉及综掘面控尘技术领域，包括综掘机、抽风口，抽风口后布设抽风筒；综掘机上设有Y型智能分风器，Y型智能分风器包括轴向弱流箱体、轴向强流箱体与径向箱体，轴向弱流箱体与轴向强流箱体的连接处、轴向强流箱体与径向箱体的连接处，均设有智能风量调节结构。本发明Y型智能分风器，将压风分流成轴向强流出风、轴向弱流出风、径向出风，在附壁效应下沿着巷道各形成一个涡流场，双涡流场将卷吸迎头粉尘进入负压抽风筒内，同时强流出风、轴向弱流出风形成无形的“Y型屏障”，减少漏风、逸尘现象，使迎头风流均匀；径向出风喷射巷道壁面后，在附壁效应下形成旋流风，供给新鲜风流。

技术领域

本发明涉及综掘面控尘技术领域，尤其涉及一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置及瓦斯防治方法。

背景技术

近年来，随着矿井智能化、机械化、自动化水平的日益提高，煤矿大型采掘设备快速发展并得到推广与应用，使得煤炭开采效率大大提升。但是，在煤炭年产量不断提升的同时，产尘强度增高、产尘量增大、尘肺病患病效率增高等系列问题也随之而来。

粉尘是煤矿五大灾害害之一，严重影响企业的安全生产和职工健康。高浓度的粉尘不仅会引发煤尘爆炸、诱发尘肺病，也会直接影响煤矿智能装备中相关传感元件的可靠性，已经成为当前煤矿亟待解决的重大难题。其中，综掘面尤其是粉尘SiO₂含量较高的岩巷综掘面煤工尘肺病例数约占煤工尘肺病总数的50％以上。据实测，综掘工作面不采取防尘措施时，在其工作面迎头粉尘浓度高达3000mg/m³以上，其中呼吸性粉尘占近40％。而岩巷综掘工作面，其产生粉尘的分散度更高，对煤矿人员的身心健康及企业安全生产威胁更大。

为了控制综掘面的高浓度粉尘，目前已有通风除尘、喷雾降尘、化学抑尘、静电除尘等技术，其中长压短抽结合传统附壁风筒通风技术，对于控制综掘面粉尘浓度有显著效果。但现有附壁风筒技术在实际应用中仍存在一定问题，如随着综掘机的掘进，压风口和抽风口无法实时跟进，造成了控尘效果不佳，且传统方法需工人搬运附壁风筒随着掘进机向前移动，不断地拆卸重量较大的附壁风筒，以调整其最佳控尘位置，导致控尘效果不断波动、变化，控尘稳定性不强，现场工人劳动工作量大，技术难以推广。另外，传统控尘系统无法适用于瓦斯浓度较高的掘进工作面，导致技术局限性较强，易存在瓦斯积聚风险。

因此，现有控尘技术无法满足持续高强度的掘进作业需求，亟需进一步的改进与研究。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置及瓦斯防治方法，将压风分流成轴向强流出风、轴向弱流出风、径向出风共三部分，轴向强流出风和轴向弱流出风将在附壁效应下沿着巷道各形成一个涡流场，双涡流场将卷吸迎头产生的高浓度粉尘进入负压抽风筒内，同时强流出风、轴向弱流出风形成无形的“Y型屏障”，操作简便，大幅度提高了掘进效率和控除尘效果。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提出了一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置。

在一个可选实施例中，Y型双涡流式掘进智能控尘装置，包括综掘机、靠近迎头的抽风口，所述抽风口后布设抽风筒，抽风筒与一除尘风机相连通；其中，综掘机上设有一Y型智能分风器，抽风口与Y型智能分风器均随综掘机一起移动，Y型智能分风器前后分别设有迎头瓦斯浓度传感器和后方瓦斯浓度传感器；Y型智能分风器包括轴向弱流箱体、轴向强流箱体与径向箱体，轴向弱流箱体、轴向强流箱体与径向箱体分别设有轴向弱流出风口、轴向强流出风口与径向出风口，在附壁效应下，轴向强流出风口和轴向弱流出风口沿着巷道向前各形成一个涡流场，双涡流场将卷吸迎头高浓度粉尘进入抽风筒内，轴向弱流箱体与轴向强流箱体的连接处、轴向强流箱体与径向箱体的连接处，均设置有智能风量调节结构。