矿用水射流负压降尘器的研制及应用研究

• 作 者: 巫殷文
• 机 构: 北京科技大学
• 出 处: 北京科技大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 矿用降尘器 综采工作面 射流负压控尘 喷雾降尘 数值模拟

本文从综采面防治粉尘措施、射流负压控尘、喷雾降尘等入手，研究矿用水射流负压降尘技术。该技术的应用对于降低综采工作面的粉尘浓度及改善工人工作环境有重要的意义。　　
本文首先研究了矿用水射流负压降尘器的基本结构，主要由旋转喷头、轴孔供水轴套和防爆电机组成。地面试验结果表明，当采用3喷嘴时用水量为最少，为246.67L；供水压力为1.4MPa，用水量为15L/min；在上风向和下风向时除尘效率达到95.86％和65.04％。　　
本文运用fluent对降尘器的内部流场进行了数值模拟。模拟结果表明，旋流水罩的压力可分成三个区，一个次负压区，位于旋流水罩区域内的的中心处，第二个是高负压区，位于有水流存在的附近区域，且在水罩内侧，第三个是次负压区，位于水流存在的附近区域，且在水罩外侧。在x=500-900mm段，水流对区域的封闭性良好，属于稳定区，为控制粉尘主要作用区域。　　
通过测定4339综采工作面不同地点的粉尘浓度，分析了粉尘运移规律；在此基础上，将降尘设备在4339工作面进行了现场试验，试验结果表明，降尘器的喷嘴口与煤壁的距离为1.5m左右时为最优状态，此时水罩较为封闭、而且降尘尘器在采煤机行进过程中不与其他设备发生碰撞和摩擦；安装除尘器后综采面采煤时呼吸性粉尘和全尘的去除率的增加量平均为13％以上，回风巷道的粉尘去除率增加量最高达21.43％，去除效果明显，且不会引起瓦斯的集聚，能安全使用。　　
在上述基础上，本文简单研究了降尘器的降尘机理，旋转射流通风之所以能防止粉尘向外扩散，由于水罩内中心是次负压区，往外靠近水流附近是高负压区，这样不仅将粉尘控制住，而且被控制住的粉尘将往高负压区运动，即往水流处运动，使得粉尘顺着水流而被除去。