New Respirable Dust Suppression Systems for Coal Mines

Dust suppression in coal mines is a worldwide problem which has not been solved effectively. The applica-tion of negative pressure secondary dust removal (NPSDR) is a breakthrough in the coal mine safety field. In this paper,NPSDR technology and ultrasonic dust suppression systems are introduced. High pressure water is supplied to the NPSDR device which is mounted on the shearer. A negative pressure field is formed in the device. At the same time,the dusty air around the shearer drum will be sucked into,and purged from,the NPSDR device by the negative pressure field. An ultrasonic dust suppression system uses water and compressed air to produce micron sized droplets which suppress respirable coal dust effectively. The NPSDR technology can be used for shearer dust suppression while ultra-sonic dust suppression can be applied in areas such as the transportation positions. These dust suppression methods have the following advantages: high efficiency,wide applicability,simple structure,high reliability and low cost.

喷尘压力对磷酸二氢铵分散状况及抑制甲烷爆炸影响实验研究

本研究旨在探究不同喷尘压力下喷射磷酸二氢铵对其分散状况及抑制9.5%甲烷爆炸特性的影响。通过在60 L定容燃烧弹中进行实验,将高速摄像和压力传感器采集到的数据进行处理并结合热力学和空气动力学进行分析,发现喷尘压力通过影响分散状况对磷酸二氢铵的抑爆效果产生显著影响。实验结果表明,在1.2 MPa的喷尘压力下,3 g和6 g磷酸二氢铵的分散效果不佳。9 g磷酸二氢铵在各种喷尘压力条件下均能实现较为均匀的分散,尤其在0.8 MPa喷尘压力下表现最为显著。在较高的喷尘压力下,磷酸二氢铵对爆炸初始发展的抑制效果有所减弱。0.8 MPa的适中喷尘压力条件下,磷酸二氢铵展现出了优异的分散及抑爆效果。这些发现为理解喷尘压力对磷酸二氢铵抑制甲烷爆炸效果的影响提供了重要的实验依据,并对制定有效的矿井防爆措施具有重要的指导意义。

抑尘技术在煤炭物流基地扬尘污染综合治理体系应用研究

河西地区是我国重要产煤区和新疆煤炭进入内地的重要中转站。河西地区的煤炭物流基地数量繁多,且规模大小不一,封闭式煤场与露天煤场并存,装卸方式也大不相同。河西地区特殊的地理条件和煤炭硫磷含量较高,挥发性较强等的特征,使得煤粉扬尘问题严重,对环境和周边居民身体和生活造成了极大的影响,同时造成煤炭资源浪费。本文提出建设河西地区煤炭物流基地扬尘污染防控综合治理体系,包括:设置挡风抑尘网墙,采用复合型抑尘剂和速溶型抑尘剂,对运煤汽车采用自动化抑尘喷洒装置和装卸过程采用高压细小水雾喷洒装置,以实现对煤粉扬尘的控制。本研究亦可为其他具有相似气象及地形的煤炭物流园区提供扬尘治理方案参考。

煤矿掘进工作面喷雾降尘系统设计及应用研究

传统的喷雾抑尘系统采用喷雾式装置喷洒粉尘,使空气卷走粉尘,粉尘扩散到作业区域,但降尘率不均匀,为此进行煤矿掘进工作面喷雾降尘系统设计及应用实践研究。在硬件设计上,系统增设粉尘传感器、红外传感器,将低压喷雾泵改为高压喷雾泵;在软件设计上,借助粉尘传感器监测煤矿粉尘浓度,实时获取粉尘数据,以确定喷雾参数,结合喷雾参数动态调整喷嘴点位,利用喷淋装置将水雾喷洒到空气中,使粉尘得到润湿、凝结和沉淀,去除粉尘。通过上述设计完成煤矿掘进工作面喷雾降尘系统,实践结果表明,设置智能喷雾点位17个,分别选取201工作面和109工作面的5个采样点进行测量,采样点处粉尘浓度呈现明显降低,降尘率均可达约40%,使各区域降尘率均匀。

采煤机负压二次降尘系统的改造与应用

该文针对同忻矿综采工作面配置的负压二次降尘系统出现的喷雾泵故障频发、自动控制补水系统不可靠、喷咀堵塞严重等问题进行改造。应用3SP60-15/4.8型高压泵作为负压喷雾降尘水源动力,可解决喷雾泵故障频发问题;通过自动控制补水系统的改造实现高压喷雾泵智能化自动补水;通过降尘器喷咀改造实现喷雾距离扇面达标。三项技术改造的应用解决了采煤机在喷雾系统水源动力、自动化补水、喷雾覆盖面积等方面存在的难题,实现了设备的连续运行,极大地改善了整个工作面的作业环境,避免了粉尘对作业人员的职业健康伤害。

散货港口输煤系统多维度粉尘治理技术研究与应用

散货港口输煤系统粉尘治理是环保改造的难题。对此提出了散货港口输煤系统多维度粉尘治理方案,重点研究了高压喷雾抑尘技术、输送带清洁和物料回收技术以及复合式缓冲床技术,并在唐山港曹妃甸港区煤码头进行了现场试验。试验结果表明,此方案解决了装船机溜筒物料起尘和扬尘、回程输送带物料撒漏及运行扬尘、落料点漏料撒料和异物穿透输送带的问题,实现了散货港口输煤系统全区域、全作业过程,多维度、主动式的粉尘综合防治,取得了较高的社会效益和经济效益。

综采面无线联动负压喷雾降尘技术应用研究

为确保煤矿安全生产,减少粉尘对井下作业人员的健康威胁,利用井下现有压风和静压水管路,使静压水与压缩空气按比例混合,静压水在高压空气作用下向外喷出,形成以喷头为圆心直径约1 m的雾状射流。在喷头内侧形成一个低压区域,将外界高浓度含尘气流引入喷射装置内部,继而随着喷雾射流喷出,粉尘颗粒捕捉湿润,由此循环净化使其沉降。根据现场测定结果,采用该技术全尘质量浓度平均降尘效率达82.78%,呼吸性粉尘降尘效率达85.6%,高浓度粉尘得到有效净化,作业环境得到显著改善。

煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果实验研究

为分析煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果,采用自行设计的喷雾降尘实验系统,对井下常用的螺旋型压力喷嘴在不同压力下的雾化特性及其降尘效果进行了系统的实验研究。结果表明:1随着喷雾压力的提高,喷嘴流量不断增加,而雾化锥角不断减小。2喷雾所形成的雾粒的粒径随着喷雾压力的增加而减小,但当压力增大至8 MPa时,继续增加压力,减小幅度有所减缓。3随着喷雾压力的增加,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均不断增加。当喷雾压力增加至8 MPa后,若继续提高喷雾压力,降尘效率提高不明显。4依靠增加喷雾压力来提高降尘效率(特别针对呼吸性粉尘)具有一定的局限性,对于实验所选用的喷嘴喷雾压力选用8 MPa较为合理。5喷雾所产生的雾粒,对于跟雾粒平均粒径接近的粉尘颗粒降尘效果最好;对于粒径小于雾粒平均粒径的粉尘颗粒,降尘效率随着粉尘粒径的减小而减小;而对于大于雾粒平均粒径的粉尘颗粒,降尘效率随着粉尘粒径的增加而略有下降。

喷雾降尘效率及喷雾参数匹配研究

采用压力型雾化喷嘴沉降煤矿粉尘简单实用。为了更好地利用喷雾技术高效沉降作业场所的粉尘,采用理论分析的方法得到水雾粒度与水压力之间的关系曲线,进一步得到喷雾降尘效率与水压力之间的关系曲线,并在煤矿井下进行试验验证。从而得出高效沉降粉尘应该用小口径喷嘴和较高的喷雾压力,但应限制在10MPa以下,超过该限值,降尘率提高甚微。2MPa以下的喷雾压力,降尘效率超不过50%,对水资源是一种浪费。当限定喷雾系统的水量消耗时,应采取减小喷嘴口径或减少喷嘴数量的方法获得较高的喷雾压力,从而获得较高的降尘效率。

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。

涡旋气动雾幕控尘装置的研发与模拟分析

为有效控制由机械截割破煤产生的大量粉尘,结合风幕除尘技术与高压喷雾降尘技术,研发了一种可以阻隔工作区域粉尘扩散的新型涡旋气动雾幕控尘装置模型.通过模拟后实验的研究方法对装置进行测试,采用CFD软件对装置内部的风流速度场、涡旋气动雾幕出口速度以及涡旋气动雾幕雾滴粒子场进行了数值模拟,得出初步装置运行最佳工作参数后对实验模型装置的性能进行了测定实验.研究结果表明:水泵供水压力为8 MPa、风机供风风速为12m/s、喷嘴安装角度为75°时,涡旋气动雾幕降尘装置模型处于最佳工况,涡旋状雾幕的有效覆盖范围达到最大.

在线加湿压力和加湿流量对PM_(10)排放的影响

利用实验室粉体物料自由下落在线加湿模拟试验装置,研究气水两相喷嘴中的加湿压力和加湿流量对不同粉体物料中PM10排放的影响。通过实验,获得的最佳加湿压力为0.30MPa,最佳加湿流量为2.4 L/h。利用最佳加湿压力和最佳加湿流量可以优化在线加湿条件,达到最佳的降尘效果和节约降尘成本。

东荣矿综采工作面高压注水综合高压喷雾二级降尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区东荣矿综采工作面的实际状况，分别对煤层高压注水减尘机理、高压喷雾降尘机理及其影响因素进行了分析；通过煤层高压注水数值模拟反演实验，确定综采工作面煤层高压注水减尘的最佳参数；运用高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法确定综采工作面高压喷雾降尘的最佳参数。东荣二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾联合降尘技术应用效果表明，通过联合降尘措施，全尘总降尘率均达到了93．3％～94．8％，呼吸性粉尘总降尘率达到了92．7％～94．0％。

电牵引采煤机高压水喷雾降尘

分析了电牵引采煤机喷雾除尘效果差的原因 ,提出了喷雾系统采用高压水射流喷雾除尘 ,并对系统压力提高后涉及到的旋转密封。

综采工作面PM2.5粉尘喷雾沉降效果优化研究

基于喷雾降尘机理对各类型喷嘴喷雾性能进行分析,结合现场确定了适用于该工作面喷嘴的选取原则,选取SD302型锥形喷嘴。改变采煤机外喷雾供水压力,对工作面采煤期间不同位置处呼吸性粉尘浓度(7.07μm)和PM2.5粉尘浓度进行多次测量,并进行降尘效率计算,确定供水压力为4 MPa。

高压喷雾降尘系统在储煤场的应用

以晋城煤业集团古书院矿储煤场为例,介绍了储煤场粉尘浓度严重超标的现状,分析了新型高压喷雾降尘系统应用于储煤场的降尘效果。

综采工作面尘源跟踪高压喷雾降尘装置的设计

针对综采工作面除尘效果不理想的问题,提出了一种综采工作面尘源跟踪高压喷雾降尘装置的设计方案。该装置工作原理:当安装在液压支架上某一位置的红外接收器检测到安装在采煤机机身上的红外发射器发射的红外信号后,该位置的高压喷雾控制器将相应的位置信息上传给主控制器,由主控制器将该位置信息下传给所有联机的高压喷雾控制器,高压喷雾控制器根据主控制器设定的程序和参数,判断是否打开其所带的电磁阀,再由电磁阀控制洒水喷头喷雾降尘。实际应用表明,该装置运行良好,达到了预期目标。

高压喷雾雾化特性及降尘效率实验研究

为了研究喷嘴的雾化特性和高压喷雾降尘效果,在模拟井下巷道降尘装置性能实验平台上开展了喷雾降尘实验.利用Spraytec马尔文粒径分析仪对孔径为1.0 mm的压力型雾化喷嘴进行了5种不同压力下的雾化粒径测量实验,得到了该喷嘴在不同压力下的雾滴粒径数据;通过对巷道喷雾段前断面和喷雾段后断面的粉尘浓度同步测量,得到了不同喷雾压力下喷雾降尘效率数据.实验结果表明:对于该型号的喷嘴,随着喷雾压力增加,喷嘴流量增加,雾化粒径减小,当压力达到一定值后,继续增加喷雾压力,雾粒减小的幅度减缓;在风速和发尘浓度一定时,全尘和呼吸性粉尘降尘效率随着压力的增加而增加,达到一定的压力值后增加的幅度减小;对于孔径为1.0 mm的喷嘴,降尘效果最佳的喷雾压力为8 MPa.

安徽冬瓜山铜矿井下卸矿站冲击性粉尘综合降尘系统

为有效治理矿山井下主卸矿站卸矿时产生的大量冲击性风尘,降低运罐工粉尘职业危害,以冬瓜山铜矿-875 m水平主卸载站为研究对象,对冲击性粉尘的高效防治方法进行了研究。通过对该矿井下主卸矿站冲击性粉尘的产生机理进行分析,设计了一套综合性降尘系统,该系统采用高压喷雾方式抑制卸矿时产生的扬尘和冲击性粉尘,通过水幕进一步净化外溢粉尘。实践表明:-875 m卸矿站粉尘的时间加权平均浓度CTWA由4.1 mg/m3降至2.1 mg/m3,短时间(15 min)接触浓度CSTEL由10.9 mg/m3降至6.4 mg/m3。

综采工作面立体式高压喷雾降尘技术应用研究

针对综采工作面粉尘浓度高、治理难的问题,提出了综采工作面立体式高压喷雾降尘技术。在分析工作面粉尘产生特点和扩散规律的基础上,设计了高压喷雾降尘装置,并对装置喷嘴选型和喷射方向进行了研究。利用高压喷雾降尘、二次负压降尘、尘源跟踪喷雾降尘等多种降尘技术和设备,从不同方位喷向降尘区域,进而形成立体、密实的喷雾雾粒区域,实现了高压喷雾高效降尘的目的,总粉尘降尘效率达到92.0%,呼吸性粉尘降尘效率为78.1%,改善了工作面的作业环境。