本發(fā)明屬于煤礦防塵，涉及一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理方法與裝置。

背景技術(shù)：

1、綜采工作面的粉塵防治一直以來都是煤礦粉塵防治的重點(diǎn)和難點(diǎn)。采煤作業(yè)時(shí)，采煤機(jī)滾筒割煤、液壓支架降柱移架、煤層垮落、片幫等都產(chǎn)生大量的粉塵。測試表明，在不采取防塵措施的情況下，綜采工作面原始粉塵濃度高達(dá)1000mg/m3以上，割煤和移架時(shí)的瞬時(shí)總粉塵濃度甚至超過2000mg/m3。綜采工作面作業(yè)空間狹小，機(jī)電設(shè)備眾多，視覺環(huán)境差，粉塵污染不但嚴(yán)重危害作業(yè)人員的身心健康，也嚴(yán)重危及煤礦安全生產(chǎn)及設(shè)備安全。但由于綜采工作面風(fēng)速較高、塵源復(fù)雜、粉塵擴(kuò)散速度快，粉塵防治一直缺乏理想的方法和措施。

2、采煤機(jī)割煤產(chǎn)塵是綜采工作面的主要塵源。該塵源范圍包括采煤機(jī)前、后滾筒割煤區(qū)域以及由滾筒割煤引起的垮落區(qū)域，空間范圍廣，產(chǎn)塵強(qiáng)度大，且隨采煤機(jī)運(yùn)行而移動(dòng)。由于綜采工作面空間狹小工況惡劣，采煤機(jī)無法配置大型控除塵裝備，主要采用采煤機(jī)內(nèi)噴霧和外噴霧進(jìn)行粉塵控制，降塵效率約50％。近年來嘗試采用采煤機(jī)塵源跟蹤噴霧降塵技術(shù)進(jìn)行采煤工作面粉塵治理，使用高壓大流量噴霧對滾筒割煤區(qū)域進(jìn)行跟蹤覆蓋。這一方法能減少采煤機(jī)產(chǎn)塵，但導(dǎo)致工作面水霧彌漫，遮擋視線帶來安全問題，打濕工人衣服，并且引起煤炭含水率超標(biāo)，因此這一方法目前較少使用。內(nèi)、外噴霧只能減少大約一半割煤產(chǎn)塵，逃逸的粉塵一部分隨風(fēng)流向下風(fēng)側(cè)運(yùn)動(dòng)，一部分粉塵向人行區(qū)域擴(kuò)散。滾筒割煤時(shí)垮落的大塊煤層不斷與輸送機(jī)煤流撞擊，造成底板揚(yáng)塵嚴(yán)重，該部分粉塵一部分被風(fēng)流夾帶流向下風(fēng)側(cè)，一部分越過電纜槽向人行區(qū)域擴(kuò)散，嚴(yán)重污染工作面的環(huán)境。

3、液壓支架降柱移架是綜采工作面另一個(gè)主要塵源。根據(jù)作業(yè)規(guī)程，采煤機(jī)割煤后，液壓支架應(yīng)及時(shí)降柱移架。隨著采煤機(jī)連續(xù)割煤，液壓支架連續(xù)降柱移架不斷產(chǎn)塵。液壓支架主要由底座、立柱、頂梁、掩護(hù)梁、護(hù)幫板、連桿及控制系統(tǒng)組成，主要作用包括支護(hù)采煤工作面、維護(hù)安全作業(yè)空間和推移工作面，是至關(guān)重要的人行區(qū)域。液壓支架隨綜采工作面的回采前移，是一個(gè)帶壓移動(dòng)過程。移架過程中，破碎的煤巖從相鄰兩個(gè)液壓支架側(cè)護(hù)板之間的縫隙處掉落，在工作面風(fēng)流的作用下細(xì)顆粒粉塵快速擴(kuò)散。因液壓支架區(qū)域設(shè)備構(gòu)件阻擋，風(fēng)速較低，連續(xù)的降柱移架將產(chǎn)生和聚集大量粉塵，嚴(yán)重污染下風(fēng)側(cè)作業(yè)區(qū)域，給支架下方人行區(qū)域作業(yè)人員的身體健康帶來極大危害。目前針對降柱移架產(chǎn)塵主要有三種措施：一是在支架頂梁處安裝噴霧，當(dāng)支架降柱移架時(shí)自動(dòng)開啟，但該方法將導(dǎo)致支架下方人行區(qū)域濕滑泥濘，帶來安全風(fēng)險(xiǎn)；另一種措施是將噴霧布置在液壓支架掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板處，直接噴霧濕潤頂板破碎煤體。由于煤體破碎掉落速度快，這一方法對煤體潤濕程度有限，降塵效果有限，且噴霧造成人行區(qū)域濕滑泥濘；還有一種措施是在相鄰兩個(gè)支架之間的縫隙處安裝導(dǎo)塵槽阻止破碎的煤體在人行區(qū)域下落，將其引導(dǎo)到液壓支架后方區(qū)域落下，但這種方法無法阻止掉落的煤體粉塵隨氣流快速擴(kuò)散污染人行區(qū)域。

4、因此總體而言，目前對于綜采工作面人行區(qū)域的粉塵治理效果有限，缺乏高效可行的治理措施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理方法與裝置，通過噴霧引射產(chǎn)生負(fù)壓抽吸液壓支架下方人行區(qū)域的含塵氣流予以凈化，使用噴霧覆蓋巷道底板及刮板輸送機(jī)產(chǎn)塵區(qū)域，捕集潤濕煤塵減少揚(yáng)塵，利用噴霧產(chǎn)生的卷吸作用引導(dǎo)霧場周邊含塵氣流沿巷道風(fēng)流方向遷移，減少粉塵橫向擴(kuò)散，降低綜采面人行區(qū)域的粉塵濃度，改善作業(yè)人員的工作環(huán)境，減少粉塵危害。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理裝置，包括采煤機(jī)，主控制箱，液壓支架，設(shè)置在液壓支架頂部區(qū)域的引射除塵裝置以及設(shè)置在液壓支架的連桿上的除塵控制箱；引射除塵裝置用于產(chǎn)生負(fù)壓抽吸液壓支架下方人行區(qū)域的含塵氣流，并對其進(jìn)行凈化，其包括收塵罩、風(fēng)管、進(jìn)水口、自動(dòng)調(diào)壓閥、水氣引射器、噴嘴、導(dǎo)風(fēng)筒和安裝座；安裝座將引射除塵裝置吊掛在液壓支架的頂梁上，收塵罩設(shè)置在液壓支架下方，用于收集人行區(qū)域的粉塵，壓力水從進(jìn)水口經(jīng)自動(dòng)調(diào)壓閥調(diào)節(jié)至所需壓力后，通過噴嘴噴射入水氣引射器，在水氣引射器內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈負(fù)壓，通過收塵罩和風(fēng)管抽吸含塵氣流，并與噴霧混合后從導(dǎo)風(fēng)筒噴出；除塵控制箱用于接收液壓支架和采煤機(jī)的工作信號(hào)，并控制引射除塵裝置；除塵控制箱與主控制箱和自動(dòng)調(diào)壓閥電連接，并能接收定位器的信號(hào)；采煤機(jī)的下風(fēng)側(cè)還設(shè)置有定位器，用于識(shí)別采煤機(jī)在巷道內(nèi)的工作位置。

3、可選的，收塵罩為一個(gè)或多個(gè)分布式布置，前端為圓形或矩形，入口正對液壓支架下方含塵氣流。

4、可選的，導(dǎo)風(fēng)筒的出風(fēng)方向在工作面立面上指向右下方，在工作面平面上指向右上方。

5、可選的，引射除塵裝置及除塵控制箱間隔布置在綜采工作面液壓支架上，以每2-3個(gè)支架配置一套為宜。

6、一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理方法，應(yīng)用如上述的一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理裝置，包括以下步驟：

7、s1，安裝布置好各部件，并設(shè)定引射除塵裝置的三種工作模式：高壓模式、低壓模式和待機(jī)模式，并通過除塵控制箱與主控制箱及自動(dòng)調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制；

8、s2，治理過程：

9、s21，高壓模式；

10、當(dāng)采煤機(jī)割煤行進(jìn)至下風(fēng)側(cè)引射除塵裝置設(shè)定距離范圍內(nèi)時(shí)，定位器發(fā)送信號(hào)至除塵控制箱；除塵控制箱接收信號(hào)后，啟動(dòng)引射除塵裝置，并將自動(dòng)調(diào)壓閥設(shè)置為高壓；此時(shí)，壓力水通過噴嘴噴射入水氣引射器，產(chǎn)生強(qiáng)烈負(fù)壓，抽吸液壓支架下方人行區(qū)域的含塵氣流，并與噴霧混合后從導(dǎo)風(fēng)筒噴出，形成大范圍霧場覆蓋煤體垮落、片幫沖擊巷道底板及刮板輸送機(jī)區(qū)域，捕集粉塵并潤濕煤塵，同時(shí)利用噴霧產(chǎn)生的卷吸作用引導(dǎo)含塵氣流沿巷道風(fēng)流方向遷移，減少粉塵橫向擴(kuò)散；

11、s22，低壓模式；

12、當(dāng)采煤機(jī)不在設(shè)定距離范圍內(nèi)，且液壓支架進(jìn)行降柱移架時(shí)，主控制箱發(fā)送移架信號(hào)至除塵控制箱；除塵控制箱接收信號(hào)后，將自動(dòng)調(diào)壓閥設(shè)置為低壓，引射除塵裝置采用低壓噴霧模式工作；此時(shí)，裝置產(chǎn)生的負(fù)壓抽吸人行區(qū)域的含塵氣流，并與噴霧混合后從導(dǎo)風(fēng)筒噴出，覆蓋刮板運(yùn)輸機(jī)區(qū)域，潤濕并沉降揚(yáng)塵，有效控制降柱移架時(shí)產(chǎn)生的粉塵；

13、s23，待機(jī)模式；

14、當(dāng)采煤機(jī)不在設(shè)定距離范圍內(nèi)，且液壓支架未進(jìn)行降柱移架時(shí)，引射除塵裝置處于待機(jī)狀態(tài)，不消耗水資源，避免造成工作面濕滑泥濘；

15、s3，循環(huán)作業(yè)；

16、隨著采煤機(jī)的割煤行進(jìn)和液壓支架的連續(xù)降柱移架，除塵控制箱根據(jù)接收到的信號(hào)，控制設(shè)定距離范圍內(nèi)或降柱移架位置的引射除塵裝置順次切換至相應(yīng)的工作模式，實(shí)現(xiàn)綜采工作面整個(gè)人行區(qū)域范圍內(nèi)的持續(xù)、高效粉塵治理。

17、可選的，高壓為≥8mpa，低壓為＜8mpa。

18、本發(fā)明的有益效果在于：

19、1)本發(fā)明一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理方法與裝置，針對采煤機(jī)割煤產(chǎn)塵和液壓支架降柱移架產(chǎn)塵對采煤工作面人行區(qū)域的污染，通過噴霧引射產(chǎn)生負(fù)壓抽吸液壓支架下方人行區(qū)域的含塵氣流予以凈化，使用噴霧覆蓋巷道底板及刮板輸送機(jī)產(chǎn)塵區(qū)域捕集潤濕煤塵減少揚(yáng)塵，利用噴霧產(chǎn)生的卷吸作用引導(dǎo)霧場周邊含塵氣流沿巷道風(fēng)流方向遷移，減少粉塵橫向擴(kuò)散，降低綜采面人行區(qū)域的粉塵濃度，改善作業(yè)人員的工作環(huán)境，減少粉塵危害；

20、2)本發(fā)明一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理方法與裝置，引射除塵裝置在整個(gè)綜采工作面按一定間隔布置，在工作面全程實(shí)現(xiàn)了受采煤機(jī)割煤產(chǎn)塵及液壓支架降柱移架產(chǎn)塵污染的人行區(qū)域粉塵治理；

21、3)本發(fā)明一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理方法與裝置，采用壓力水噴霧引射作為產(chǎn)塵動(dòng)力，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備尺寸小，無噪聲污染，不影響綜采工作面正常作業(yè)；

22、4)本發(fā)明一種綜采工作面人行區(qū)域粉塵治理方法與裝置，引射降塵裝置針對割煤產(chǎn)塵和液壓支架降柱移架產(chǎn)塵分別采用高壓模式和低壓模式，在有效降低粉塵濃度的前提下，使噴霧耗水量最小化，避免造成工作面濕滑泥濘。

23、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。