煤矿井下除尘控制系统设计

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1、煤矿井下除尘控制系统设计第二章除尘方案选择随着煤矿机械化程度的不断提高和发展，新的采矿方法被不断发现，煤炭开采效率也越来越高，但是它带来的粉尘浓度，在煤炭生产过程中越来越高。矿井粉尘严重危害着矿工的身体健康。“预防为主，综合治理”是煤矿粉尘治理的基本方针。煤矿粉尘治理问题一直是煤矿研究人员的关注的热点，粉尘治理措施也多种多样。有泡沫除尘、通风除尘、除尘器除尘等。2.1泡沫除尘泡沫除尘采用的是用无空隙的泡沫覆盖扬起的煤尘，泡沫具有很好的黏附性,粉尘一旦和泡沫接触便会迅速被泡沫粘附,粉尘通过湿润、沉积，下降，这样粉尘便失去飞扬能

2、力，从而达到降尘效果的除尘方法。二十世纪70年代中期，英国是第一个进行这方面研究的，此后，苏联，美国，德国，日本和其他国家也开展了这方面的测试和研究，并取得了一定的成果。最近几年，中国也在铁法、潞安等矿务局开展了类似的研究和实验，也获得了不错的效果。泡沫剂是指能够产生泡沫的液体。纯净的液体不是泡沫剂，因为它不可以产生泡沫。当液体中含有颗粒状分散胶体、胶质体系或细粒状胶体时，此时液体就可以产生泡沫。2.1.1发泡原理根据图2-1发泡原理说明如下：41图2-1发泡器原理示意图由高压软管7先进行高压供水，然后过滤器器3对水进行过滤

3、，保证水质干净，再流入管道定量分配器2，此处因为高压水的隐射作用可以将储液槽4中的发泡液按一定比例（一般混合比为0.1%~1.5%）吸出。混合发泡剂后的高压水由高压软管8向发泡喷头流入。风度一定时，发泡率的大小将受到雾滴的均匀性和直径的影响。液滴过小时，很容易从网孔通过漏掉，但是无法形成泡沫；液滴过大时，气泡耗液量也会跟着增加，这样泡沫的强度和倍数也会增加，但是当耗液量不断增加时，达到一定限度，两参数将会迅速下降，伴随着泡沫耗液量的不断增加，许多溶液在发泡过程中将起不到作用。泡沫降尘方法可以在综合机组、综合采机组、带式运输机

4、和尘源固定的地方使用。泡沫除尘与其它除尘方式相比，不仅增加了粉尘的湿润和粘附效率，而且提高了粉尘与除尘材料的碰撞概率，因此除尘效率较高。2.2通风除尘通风除尘的作用是稀释并排走矿井空气中的煤尘。虽然已经对矿井中的各种尘源进行了防尘降尘措施，但是仍然会有一部分煤尘进入空气中，而且许多粉尘都是颗粒直径不大于10μm的粉尘，这些粉尘可以较长时间悬浮于空气中并且不断聚集，导致矿井空气受到严重污染，矿工健康也会受到严重危害。因此必须采取有效的通风措施稀释并排走矿尘，避免其积聚。通风防尘是矿井综合治理粉尘的重要措施之一。通风除尘是通过风

5、流稀释粉尘和瓦斯并排出矿井，降低工作面粉尘和瓦斯浓度，所以合理的通风能有效地稀释、排出工作面粉尘并且防止瓦斯积聚，为了保证矿井工人身体健康，《煤矿安全规程》规定，掘进中岩巷通风风速不能低于0.15m/s，采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷风速不能低于0.25m/s。局部通风机通风方法是煤矿采掘面目前采用的最为普遍的通风方式，也称综掘通风，局部通风机是通风动力源，通过导风筒进行导风。根据局部通风机的不同工作方式，又可以分为压入式、抽出式和混合式，他们的通风效果使用条件也不相同。目前，煤矿综掘作面通常采用长压短抽通风系统。通风防

6、尘的关键是如何选择最佳排尘风速。当风速偏低时，煤尘不能被风流有效的稀释并排出，并且随着煤尘的不断产生，造成作业地点粉尘浓度的非定量增加，导致粉尘浓度持续上升。当风速过高时，又会吹扬起矿井设备及地面积尘，同样会造成粉尘浓度升高。412.3除尘器除尘旋风除尘器。如图2-2所示图2-2旋风除尘器示意图41粉尘以14~24m/s的速度，从切向方向向外圆筒流进除尘器后，由于受到41412.4方案比较除尘方案优点缺点泡沫除尘捕尘效率高，管理工作量小费用投资高，应用范围有限通风除尘操作简单，方便快捷，成本低除尘效率低，易造成二次污染，适用

7、范围有限除尘器除尘除尘效率高一次性投资大、设备自身结构复杂、体积大、较笨重、处理风量有限2.4.1方案选择由以上方案比较可知，每种方案都有各自有缺点，但在粉尘场所适用范围上都比较窄，无法广泛推广。喷雾降尘广泛应用于煤矿粉尘场所，然而现存的喷雾降尘设备又以低压喷雾为主，低压喷雾水压较低，一般在1~2MPa左右，捕尘效率大约在50%左右,捕尘效率低。智能高压喷雾可实现高效率降尘，无人监控，适用范围广，设备维护量小，在煤矿粉尘场所应用广泛。选择智能高压喷雾降尘方案，可靠性高，实用性强。2.5智能高压喷雾除尘智能高压喷雾主要由PLC

8、、粉尘浓度传感器、热释红外线传感器、高压41喷嘴、气动马达、柱塞泵等构成。当粉尘浓度传感器检测到粉尘浓度超标时，高压喷雾装置开始喷雾降尘，当浓度低于警戒线时喷雾停止。此外，该喷雾降尘系统还安装有热释电红外线传感器，当装置检测到有人在喷雾地点时，可以自动延时或停止喷雾。智能高压雾除尘设施具有