煤矿用多级过滤防尘面罩的设计及试验研究

为解决传统防尘面罩容尘量低、在高浓度粉尘环境有效使用时间短的问题,提出1种基于轻质微球的多级过滤防尘面罩。该防尘面罩第1级采用轻质微球,不仅能够提高面罩的孔隙率、增加容尘量,而且能够实现及时清灰和水洗的功能;第2级采用高精度纤维滤膜,保障吸入空气的质量。采用3D打印对多级防尘面罩进行结构设计,并在煤矿井下进行现场试验。试验结果表明:1级轻质微球能够阻挡煤尘中93%以上的粉尘;轻质微球的过滤效率随着使用时间的增长而不断增加;轻质微球的过滤效率与巷道内风速有关,风速越大过滤效率越低,但过滤效率均保持在93%以上。研究结果表明:基于轻质微球的多级防尘面罩可有效减少传统纤维滤膜的负荷,从而延长口罩滤膜在煤矿井下高浓度环境的有效使用时间。