气体雾化喷嘴在悬臂式掘进机上的应用

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1、气体雾化喷嘴在悬臂式掘进机上的应用ApplicationofGasAtomizationNozzleinCantileverExcavator白雪峰BAIXue-feng(中国煤炭科工集团太原研究院，太原030006)(CCTEGTaiyuanResearchInstitute,Taiyuan030006，China)摘要院木文针对目前综掘工作面粉尘防治的重要性，介绍了悬臂式掘进机常用的喷雾降尘方法，分析了其在实际生产中的优缺点，通过对气体雾化灭尘机理的研宄，提出将气体雾化喷嘴应用于掘进机外喷雾的方案，结合工程实例，取得了良好的降尘效果。Abstract:Aimingattheimportan

2、ceofcomprehensivetunnelingworkingfacedustcontrol,thispaperintroducesthecantilevermachinespraydustmethodsandanalyzestheadvantagesanddisadvantagesinpracticalproduction.Throughthestudyofgasatomizationmechanismofdustextinguishing,itputsforwardapplyinggasatomizationnozzletosprayoutsidethemachine.Combined

3、withpracticalengineering,goodeffecthasbeenobtained.关键词院悬臂式掘进机；哦雾；降尘；气体雾化Keywords:cantileverexcavator；spray；dustfall；gasatomization中图分类号院U455.3+1文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)18-0059-020引言随着掘进机械化程度的不断提高，巷道掘进方法和工艺向着高产、集约化生产的方向发展，效率不断提高。但是效率的提高也造成了综掘工作面的产尘浓度越来越高，粉尘污染越来越严重，已经成为煤矿的最大污染源。粉尘的大量产生首先会严重危害综掘工作面工

4、人的身体健康。据统计，综掘工作面的粉尘浓度高达5000mg/m3,其中呼吸性粉尘在煤尘中的浓度接近25%左右，在岩巷掘进时，粉尘浓度还会更高，造成的严重后果就是尘肺病人数的急剧增加。另外，粉尘浓度的增加，也存在着煤尘爆炸的隐患，资料显示，煤尘爆炸及煤尘参与的瓦斯爆炸所造成的重大事故占煤矿事故的很大比重，不但造成大量人员伤亡，且严重威胁着矿井安全生产。因此井下工作面粉尘治理是0前一个重要的研究方向。1常见喷雾降尘系统国内外针对粉尘治理的研究越来越多，总体来看，这些技术或手段可归为两大类：干式除尘和湿式除尘。干式除尘主要采用集尘器收集粉尘，效果较好，但是成本高，体积大，对巷道尺寸要求较高。湿式除尘

5、主要是利用水雾，使其与尘粒接触而分离补集粉尘，有结构简单，成本低，体积小等优点，但是降尘效果不太理想。0前国内综掘工作面人多数采用掘进机喷雾系统来降低粉尘浓度。掘进机的常见喷雾系统分为内、外喷雾。井下水通过一个总进水球阀后接入掘进机，分为两路，一路通过管路直接从截割头上的喷嘴喷出，称为内喷雾；另一路先经过减压阀减压，再通过冷却器对液压汕进行冷却，然后依次通过泵站电机和截割电机的水套，对电机起到冷却作用，最后通过喷嘴喷出，称为外喷雾。内喷雾水路不需要经过减压阀，喷雾压力较高，降尘效果好，在喷雾降尘的同吋也可以起到冷却截齿的作用，但内喷雾喷嘴一般布置在截割头靠近齿座的位置，在截割过程中很容易堵塞，

6、而且内喷雾的配水系统也是故障率比较高，因此一般掘进机内喷雾可靠性较差；外喷雾喷嘴一般固定在悬臂段上，离截割头冇一段距离，不容易堵塞，但是外喷雾水路要经过电机冷却水套，有耐压设计限制，水压一般在0.5耀IMPa,雾化效果差，不能满足降尘要求。因此对掘进机常规喷雾系统的改进非常重要，特别是对外喷雾系统喷嘴的改进。实验资料表明，高压水在通过喷嘴后能形成雾化状态的压力值相当高，一般需要7耀lOMPa，掘进机的外喷雾显然无法达到这么高的压力。而风水相结合的雾化方式，配套条件普遍成熟，可以使水流在较低压力的情况下仍然能实现较好的雾化，达到理想的降尘效果。2气体雾化喷嘴气体雾化的降尘机理是：高压风将水雾化成

7、微细小滴，喷射于空气中与浮尘碰撞接触，尘粒被水捕捉而附于水滴上或者湿润的尘粒互相凝集成大颗粒，从而加速其沉降，使之尽快变为落尘。影响水滴捕尘效果的主要因素是水滴粒度。水滴小，在空气中分布密度就大，与矿尘接触机会就越多，捕尘效果就越好。但如果水滴太小对降尘效果会冇所影响。因为过小的水滴湿润尘粒后其重量增加不大，难以在空气中沉降下来，同吋水分也易被风流带走和蒸发，不利于捕尘。根据测定，水雾的粒度在50