煤矿用除尘器——矿用泡沫降尘装置

机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT总第191期2019年第3期Total 191No.3, 2019实践与应用D01:10.16525/l4-1134/th.2019.03.069ZPW12.6Z 矿用无线水气两相喷雾降尘装置在阳煤一矿的应用车根根（阳泉煤业（集团）有限责任公司一矿，山西阳泉045008）摘要：介绍了 ZPW12.6Z 矿用无线水气两相喷雾降尘装置工作原理、主要技术参数，并分析了其在阳煤一矿 皮带大巷的应用效果。

结果表明：该装置自动化程度高，可无线发射、接受信号，控制喷雾开关动作，能够降低职工频繁开关喷雾阀门的繁琐工序，降尘效率高，取得了较好的应用效果。

关键词：无线水气两相喷雾降尘自动控制降尘效果中图分类号汀D714.4文献标识码:A文章编号:1003-773X （ 2019 ）03-0157-02引言以往煤矿井下降尘效果不明显，降尘治理难度大，采掘工作面、皮带大巷等地点作业环境差，给煤 矿职工的身体健康造成了极大的损害，为此阳煤一矿通过积极研究与探索，引进ZPW12.6Z 矿用无线 水气两相喷雾降尘装置在皮带大巷转载点进行降尘,降尘效果明显，获得职工一致好评⑴O 1 ZPW12.6Z 矿用无线水气两相喷雾降尘装置简介1.1工作原理ZPW12.6Z 矿用无线水气两相喷雾降尘装置由常州天启电子科技有限公司研发制造，主要用于皮 带运输转载点降尘，由喷雾控制主机和喷雾组两部分组成。

工作时无线发射传感器在探测到皮带开启 运行后，将开启信号用无线方式发射到喷雾控制主机,主机内的中央处理器根据预置程序，打开内置电 动球阀，装置开始喷雾。

皮带停止运行后，传感器将停止信号无线发射到控制主机，主机经过设定的延 时时间，关闭内置的电动球阀，装置停止喷雾回。

1.2主玮术参数（畦1）表1 ZPW12.6Z 装置主要技术参数水压/MPa0.2 ~ 3.0喷雾有效面积/m ，M5风压/MPa M0.5主机供电电压/V127喷雾有效距离/m M3直线信号传输距离/m 200延时时间/s1〜999（可调）2巷道情况及原降尘方法北翼新补五部皮带沿15号煤基本顶掘进的半 煤岩巷，巷道为矩形断面，净宽5.1 m,净高3.0 m,用收稿日期:2018-11-26作者简介：车根根（1986—）,男，毕业于阳泉职业技术学院机械制造与自动化专业，机械助理工程师，现在阳煤集团一矿从 事煤矿机电技术管理工作。

煤矿井下粉尘的危害主要有哪些？钻孔、打眼、爆破、掘进落煤、顶板来压等是煤矿开采必不可少的工序，不可避免的会产生较多数量的粉尘，其是一种固体颗粒，体积很小，可在空气中停留，不但会对开采工人的健康造成严重威胁还会影响煤矿的安全生产，是煤矿生产中重要灾害之一。

粉尘对煤矿工人的危害粉尘是生产的伴生物，在煤炭工人中尘肺病是一种职业病，主要原因是工人在工作中吸入游离二氧化硅，经过呼吸达到肺部，工人长期处于这种环境下，粉尘就会形成有毒物质在人体肺部堆积，长此以往，就会杀死体内活性肺细胞，使肺部产生纤维性病变，进而使得人体肺部组织发证硬化，丧失肺功能，据统计，每年患有尘肺病的人数逐渐增多，成为威胁煤矿工人生命安全的顽固疾病，另外，在长期影响下，还会引发肥大性鼻炎、眼角膜受损、粉刺、毛囊炎等疾病的发生。

煤矿粉尘具有较强的易爆性煤矿粉尘在井下如果达到一定浓度，在高温热源的条件下，极易引发爆炸，爆炸产生的大量有害气体，会对矿工造成严重的生命安全问题。

粒度在<75um的煤尘是引发爆炸的主体，其含量越高，爆炸的危险程度越大，含量在70%~80%时爆炸力最强。

对设备造成一定的损害煤矿粉尘会附着于设备上，长此以往，会严重磨损设备的阀门、支架等结构，从而影响到设备的正常使用，也会大大减少使用期限，随着煤矿开采过程中机械化和自动化的不断普及，粉尘危害也越来越突出，安全性也越来越低。

对采掘工作有一定的影响采掘工作在大量粉尘中的作业环境中，如果漂浮于空气中的粉尘过多，工作人员的视力会受到严重影响，易发生模糊现象，稍有不慎就会操作不当，导致事故发生。

煤矿粉尘长期困扰煤矿安全生产和工人健康，对煤矿粉尘的治理刻不容缓。

徐州博泰研发的矿用泡沫降尘装置对煤矿粉尘具有很好的治理效果，泡沫抑尘覆盖性能好，形成无空隙的泡沫体罩住尘源，阻止粉尘向外界扩散；接触面积大，同体积液体以泡沫形式喷洒出去其总体积和总的表面积要比水雾大30~50倍。

这大大增加了与尘粒的碰撞几率；湿润速度快，泡沫中含有添加剂，增加了粉尘被湿润的速度；粘附性能好，泡沫具有很好的粘性，增加了泡沫和粉尘的粘附效率；设备体积小，与除尘风机相比，弥补了除尘风机体积大、搬运水箱工作繁琐、无法应用于高瓦斯矿井和巷道较低的矿井等缺点。

煤矿泡沫降尘发泡特性实验研究陆新晓;王德明;任万兴【摘要】阐述了泡沫的形成及聚并机制，探讨了泡沫最终稳定形成所需的条件，并通过构建完整的泡沫发生系统，设计新型的泡沫发生器，研究得出了供风量与产泡量之间呈先增大后减小的“抛物线”型关系，超过最佳风量（44～47m3/h）后，液气逐渐分离，消泡现象明显，泡沫因不能获得足够的气体动力，产泡量开始减小；泡沫驱动压力上、下限与水量呈“剪刀状”关系，水量小于0.703 m3/h或者大于1.052 m3/h 时，驱动压力变化剧烈，最大波动幅度9.1％，当水量在0.798～0.948m3/h时，驱动上限与驱动下限值重合，泡沫驱动压力趋于稳定，近似维持在0.068～0.069MPa；风量对泡沫的喷射有重要影响，风量为65m3/h时，喷射距离可达3m，但单纯依靠提升风量来进一步提升喷射距离存在局限性。

%This paper introduced foam formation and coalescence mechanism.The condition needed for foam stable formation was dis-cussed.By constructing whole foam generation system , new-style foam generator was designed.Research showed that air supply and bubble productiontook on first-large-then-small parabola relationship.After exceeding optimum air supply (44~47m3/h), liquid and gas gradually separated , defoaming phenomenon was obvious.Foam production reduced for absent air pressure.Upper and floor limit of foam drive pressure and water volume took on scissor relationship.When water volume lesser than 0.703 m3/h or larger than 1.052 m3/h, drive pressure variation was large , maximum fluctuation range reached 9.1%;when water volume was within0.798~0.948 m3/h, drive pressure tended to be stable and kept at0.068~0.069 MPa.Air supply influenced foam injection largely , when it was 65m3/h, injection distance could be 3m, but it was limited only by increasing air supply to advance injection distance.【期刊名称】《煤矿开采》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P102-106)【关键词】泡沫;降尘;聚并;产泡量;驱动压力;喷射距离【作者】陆新晓;王德明;任万兴【作者单位】中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州 221116; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州 221008;中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州221116; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州 221008;中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州 221116; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】TD714.4泡沫降尘作为一种新型的降尘技术手段，以其用水量少，除尘效率高的特点在煤矿得到了广泛应用，综掘工作面、转载点、采煤工作面等作业场所均有使用[1-2]，平均除尘效率可达80%～90%，尤其是对小颗粒的呼吸性粉尘除尘效果更为显著。

矿用自动洒水降尘装置技术要求参考型号：ZP-127
主要技术特征：主机可接入粉尘浓度传感器、光控等设备，系统自动感知粉尘浓度超限、人员通过、皮带运煤等信息，自动控制降尘，可实现在线监测粉尘浓度，并同步显示测量数据。

自带增压装置，采用螺旋牙导水芯高压雾化喷头，组合式喷头可定制、可拆卸。

主要技术参数和要求：
1、主控制器电源电压：127V AC
2、加压泵功率：4kW
3、装置额定压力：10MPa
4、装置额定流量：25L/min
5、装置动作维持时间：15s～1h可调节设定，设定时间准确度5%
6、光控传感器探测距离：≤5m
7、粉尘浓度测量范围：0.01mg/m³～1000mg/m3；
8、粉尘测量准确度：±15%
9、采样流量稳定性：8h内采样流量稳定性2 L/min ±3％
10、装置工作稳定性：传感器连续工作15天的基本误差不超过±15％* 11、粉尘浓度传感器与KJ370监控系统关联，必须取得MA证书、防爆证书、计量器具制造许可证，并提供国家级安全生产检测检验报告复印件。

12、配置清单（单套设备）
设备（配件）名称规格数量
矿用自动洒水降尘装置主
ZP-127Z1台
机
粉尘浓度传感器GCG1000(A)1台
矿用电动球阀DFB-15/12Q2台
光控传感器ZP-12R2台
增压装置含电磁启动器1套
组合式雾化喷头1套
过滤器1套
高压胶管20米
通信电缆100米
附件管路接头等1批。

煤矿巷道除尘降尘方法有哪些？煤矿巷道掘进过程中产生的粉尘主要为岩尘和煤尘，它们主要源于采掘环节与装运环节，具有产生量高、浓度高等特点。

粉尘中的煤尘还具有易燃易爆属性，巷道内煤尘积累过多，遇到明火后可能引发爆炸，对整个矿井生产巨大的威胁。

煤矿巷道掘进中，在截割煤岩、打眼支护和装载运输环节会产生大量粉尘，导致巷道内能见度严重降低，大量粉尘堆积于巷道内，难以清理，对巷道掘进施工的安全性相当不利。

煤层注水是常见的巷道降尘技术，首先要在煤层进行钻孔，将大量的压力水与注水增强剂水溶液注入煤层，使煤体含水量不断增大，以避免破碎媒体散发灰尘。

喷雾降尘要通过喷雾装置完成，用水雾喷洒来捕捉巷道粉尘，增加粉尘密度进而使其下沉。

可以直接利用喷雾降尘将水喷洒到岩堆与煤堆上，使粉尘始终保持湿润沉积效果，杜绝粉尘飞扬现象的出现。

净化水幕降尘技术是利用多个高压喷嘴共同组装形成一道净化水幕，其最佳安装位置为巷道内距离工作面20m~25m处。

在割煤作业过程中，水幕会自动打开，起到良好的洒水降尘效果。

巷道掘进过程中，如果工作面经过水幕，可大量去除粉尘。

徐州博泰研发的泡沫除尘技术具有结构简单、耗水量少、对呼吸性粉尘除尘效率高等特点，适用于煤矿井下掘进巷道除尘。

泡沫剂和水按一定比例混合，通过发泡器的喷嘴将起泡能力很强的泡沫剂溶液均匀地喷洒于发泡网格上，在网孔上形成薄膜，再经过风流的吹激，使每个网孔连续不断地形成汽液两相的空气机械泡沫。

气流使泡沫离开网格，并沿着输送管流动，输往尘源处。

在与粉尘的碰撞、隔离、湿润、沉积等多种机理的作用下，基本可以捕集所有与之相遇的粉尘，特别是对微细粉尘具有很强的集聚能力，尤其是对呼吸性粉尘的捕集，而且耗水量少。

泡沫除尘技术是一种安全、环保、除尘效率高的新型技术，其对粉尘具有强大的湿润、粘附和包裹能力，使其降尘能力极为突出。

通过在采煤工作面、掘进工作面和运输转载点等处布置泡沫除尘系统，可以有效的防止粉尘扩散，保证了作业工人的身体健康。