机载泡沫降尘装置的研制及效果分析

平家军

摘要：本文主要根据机载泡沫降尘装置的原理进行分析，能够有效降低粉尘的浓度。

关键词：煤矿生产  煤尘  机载泡沫降尘装置

1 研究背景

目前综掘机广泛运用于井下煤岩巷掘进工作，使岩/煤岩巷单进效率大大提高，伴随综掘机作业产生了大量的煤岩尘。为了减少综掘机作业接尘人员职业病危害，保证职工生命健康，降低综掘机作业产尘，借鉴最新的降尘技术，我单位设计并加工制作机载泡沫降尘装置。

2 机载泡沫降尘装置的工作原理和结构介绍

2.1 工作原理。泡沫通过截留，碰撞、扩散、黏附等方式作用于粉尘，从而有效的降低粉尘浓度。工作原理如下图所示。

2.2 结构组成该装置由吸泡装置、发泡装置、水泡混合器、箱体、风水管路、阀门及喷嘴等部件组成。下面我们将对各部件进行介绍和说明：由图1所示，箱体为钢板结构件，采用5mm厚钢板焊接而成，主要是用于存储泡沫剂，上部加工有注剂孔，方便补充泡沫剂，同时作为吸泡装置和风水管路和阀件的承载体，是该套装置的主体部分，其体积大小可以根据使用情况进行调整，主箱体可以通过底部焊接四个磁性底座，方便的固定在掘进机的机身上。

图2为吸泡装置，该装置为核心部件，主要利用负压水射流原理，将箱体内的泡沫剂吸入吸泡装置内，同时利用水压将泡沫剂与水的混合物送到发泡装置内。

图3为发泡装置，由吸泡装置过来的水和泡沫剂混合物进入发泡装置后，由压风将混合物吹送到水泡混合器内，再由各分管路到喷嘴，喷到掘进机头，实现泡沫降尘的目的。该装置由两部分组成，前部设计成两个空心锥形体，风压通过小的空心锥形体吹送到大空心锥形体的过程中，也实现了负压吸射的作用，避免了水和泡沫剂的回流;发泡装置的后部内等列错位的加工有数个片状物，通过对泡沫的截留、碰撞、扩散的作用后，将泡沫剂和水充分混合，并形成均匀的泡沫。

图4为管路布置，我们将风管和水管布置在主箱体的一侧，如图可以看出，吸泡装置与箱体的吸泡孔通过管路相连，各管路均设有闸阀，通过闸阀可以调节风、水及泡沫剂的大小，另外压力表可以显示出水的压力和吸泡的负压，通过观察压力的变化大小，调节闸阀，达到最佳的效果。通过对该装置主要部件的介绍，我们将各部件通过管路进行连接组合，即形成了该装置的结构系统图，如图5所示。

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图5

图5结构系统图所示，泡沫降尘系统分别从水管和风管的主管路上引出一个分支，连接管路用直径为19mm的高压胶管，降尘泡沫一体化装置安装在掘进机上，靠近司机一侧，便于司机操作，生成的泡沫采用直径为50mm的胶管输送至泡沫分配器，经分配器将泡沫进行均匀分配，最后由喷头喷洒至掘进机截齿产尘点，抑制矿尘的扩散。

3 机载泡沫降尘装置的效果和优势

泡沫降尘主要是通过发泡装置产生大量的泡沫喷洒到尘源上火空气中，除了能够化学抑尘外，还具备以下特点：①覆盖性能好，形成密集的泡沫体罩住尘源，从根本上阻止粉尘向外界扩散;②接触面积大，泡沫群总表面积增大，增加了与尘粒的碰撞几率;③润湿速度快，泡沫的液膜中含有增加粉尘亲水性能的表面活性剂，易使粉尘润湿。④黏附性能好，泡沫具有很好的粘性，增加了泡沫和粉尘的黏附效率。⑤该装置依靠水的动力按照比例自动添加发泡剂，采用风、水联动方式，控制方便、操作简单，且装置内无任何运动部件。⑥泡沫降尘与其它湿式抑尘相比，用水量可减少35～80%，而抑尘效率却比喷雾洒水高2～5倍。该装置能够大大提高机械化采掘工作面的降尘效率，节约水源，为采掘工作面创造良好的工作环境，保证工作面作业人员的安全，提高了工作效率，同时降低采掘一线职工患职业病的概率，是一种理想的粉尘防治方法。

参考文献：

[1]陆新晓，王德明，任万兴.煤矿泡沫降尘发泡特性实验研究[J].煤矿开采，2014（01）.

[2]任万兴.煤矿井下泡沫除尘理论与技术研究[D].中国矿业大学，2009.

[3]陆新晓.泡沫降尘技术发泡效果实验[J].黑龙江科技学院学报，2011（03）.