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CN104819007A - 一种液压支架除尘喷嘴系统 - Google Patents

一种液压支架除尘喷嘴系统 Download PDF

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CN104819007A CN201510224574.1A CN201510224574A CN104819007A CN 104819007 A CN104819007 A CN 104819007A CN 201510224574 A CN201510224574 A CN 201510224574A CN 104819007 A CN104819007 A CN 104819007A
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万志军
冀胤霖
王志民
张源
程敬义
张栩强
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开了一种液压支架除尘喷嘴系统，包括底座(7)、顶梁(1)、悬浮立柱(4)、第一、第二、第三液压调控系统；第一液压调控系统包括八个第一除尘喷嘴，所述第一除尘喷嘴安装在顶梁(1)的上端面；第二液压调控系统包括六个第二除尘喷嘴，所述第二除尘喷嘴安装在顶梁(1)的下端面；第三液压调控系统包括两个第三除尘喷嘴，且这两个第三除尘喷嘴安装在顶梁(1)前端倒角中部。本发明基于产尘源位置，合理布置喷嘴位置，设置三个独立的液压调控系统，根据生产需要安排喷雾时间，各液压调控系统相互协同，共同作用，能够在避免能源和水资源浪费的同时降低了生产环境中的粉尘浓度。

Description

一种液压支架除尘喷嘴系统
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下长壁开采工作面的液压支架除尘喷嘴系统，属于煤矿喷雾除尘技术领域。
背景技术
目前，喷雾除尘技术在粉尘控制中被广泛地应用。喷雾除尘是利用高速运动的水雾粒对漂浮在空气中的粉尘颗粒进行碰撞、截获、捕集，最后凝结沉降，采用这种除尘方法，将会极大地降低粉尘浓度。在液压支架移架和采煤机割煤过程中会产生大量的粉尘，严重污染生产环境，是造成工人尘肺病和井下粉尘爆炸的主要原因。为此，必须采取有效措施，降低生产环境中的粉尘浓度。目前，主要是在液压支架的顶梁下端面的中心线处安装若干除尘喷嘴，在液压支架顶梁上端面和前端倒角中部并没有布置除尘喷嘴，这样会导致喷雾量过小，采煤机机身上方粉尘和支架移架过程中产生的粉尘向支架间扩散进而导致无法有效降低粉尘的浓度。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种液压支架除尘喷嘴系统，基于产尘源位置，合理布置喷嘴位置，设置三个独立的液压调控系统，根据生产需要安排喷雾时间，各液压调控系统相互协同，共同作用，能够在避免能源和水资源浪费的同时降低生产环境中的粉尘浓度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种液压支架除尘喷嘴系统，包括底座(7)、顶梁(1)，所述底座(7)与顶梁(1)通过液压支架连接支撑，且顶梁(1)的后端与底座(7)之间通过上连板(5)和下连板(6)转动连接，还包括第一、第二、第三液压调控系统；第一液压调控系统包括八个第一除尘喷嘴，所述第一除尘喷嘴安装在顶梁(1)的上端面，且这八个第一除尘喷嘴以顶梁(1)中心线为对称轴分为两排，每排四个第一除尘喷嘴，每排中各第一除尘喷嘴等距布置，同时第一液压调控系统与液压支架之间通过闭锁联接；第二液压调控系统包括六个第二除尘喷嘴，所述第二除尘喷嘴安装在顶梁(1)的下端面，且这六个第二除尘喷嘴以顶梁中心线为对称轴分为两排，每排三个第二除尘喷嘴，同时，所述其中四个第二除尘喷嘴设置在前两个悬浮立柱(4)之间，而另两个第二除尘喷嘴设置在后两个悬浮立柱(4)之间；第三液压调控系统包括两个第三除尘喷嘴，且这两个第三除尘喷嘴安装在顶梁(1)前端倒角中部，同时这两个第三除尘喷嘴以顶梁中心线对称布置。
优选的：所述第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴的喷嘴轴线均与顶梁(1)端面垂直；所述第三除尘喷嘴沿顶梁(1)前部倒角的外法线方向；同时第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴与顶梁(1)表面的垂直距离相等。
优选的：第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴的射流发散角度θ，其中，0°＜θ＜45°。
优选的：所述第一液压调控系统中的两排第一除尘喷嘴之间的排间距为2x，每排中相邻的第一除尘喷嘴的间距为y；所述第二液压调控系统中位于前两个悬浮立柱(4)之间的第二除尘喷嘴的排间距为2x，每排中相邻的第二除尘喷嘴的间距为z；所述第三液压调控系统中的两排第三除尘喷嘴之间的排间距为2x；且距离x、y和z满足第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴、第三除尘喷嘴相邻的除尘喷嘴之间不发生射流干涉。
优选的：所述第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴喷洒液态水和除尘添加剂的混合液体。
一种液压支架除尘喷嘴系统在煤矿井下长壁开采中的使用方法：在液压支架移架过程中第一液压调控系统处于工作状态，并与液压支架实现闭锁；在整个开采过程中第二液压调控系统处于工作状态，在支架操作工操作液压支架期间第二液压调控系统处于关闭状态；在采煤机割煤过程中第三液压调控系统处于工作状态。
本发明提供的一种液压支架除尘喷嘴系统，相比现有技术，具有以下有益效果：
由于设置有三个独立的液压调控系统，在液压支架移架(降架后和升架前)过程中第一液压调控系统处于工作状态，并与液压支架实现闭锁；抑制了降架后和升架前因顶板破碎产生的粉尘。在开采过程中第二液压调控系统处于工作状态，在支架操作工操作液压支架期间第二液压调控系统处于关闭状态，降低支架操作工工作环境中粉尘浓度的同时，防止支架操作工在喷雾环境下工作。在采煤机割煤过程中第三液压调控系统处于工作状态，降低了采煤机机身上方粉尘浓度，防止采煤机机身上方粉尘向支架间扩散。因此，本发明的主要优点如下：1、通过设置三个独立的液压调控系统，根据生产需要安排喷雾时间，各液压调控系统相互协同，共同作用，能够在避免能源和水资源浪费的同时降低生产环境中的粉尘浓度。2、通过在支架顶梁上端面和顶梁前端倒角中部布置喷嘴，能够有效控制液压支架移架和采煤机割煤过程中产生的粉尘。
3、通过对称布置增加了喷雾量，能最大限度地降低工作面工人工作环境中的粉尘。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是本发明的顶梁上端面喷嘴布置平面示意图；
图3是本发明的顶梁前端和顶梁下端面喷嘴布置平面示意图。
图中，1—顶梁；2—销轴；31—第一除尘喷嘴；32—第二除尘喷嘴；33—第三除尘喷嘴；4—悬浮立柱；5—上连板；6—下连板；7—底座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种液压支架除尘喷嘴系统，如图1所示，包括底座7、顶梁1，所述底座7与顶梁1通过液压支架连接支撑，所示液压支架包括四个悬浮立柱4，悬浮立柱4通过销轴2与顶梁1连接，在顶梁1的后端与底座7之间通过上连板5和下连板6转动连接，还包括第一、第二、第三液压调控系统；第一液压调控系统包括八个第一除尘喷嘴，所述第一除尘喷嘴安装在顶梁1的上端面，且这八个第一除尘喷嘴以顶梁1中心线为对称轴分为两排，每排四个第一除尘喷嘴，每排中各第一除尘喷嘴等距布置，同时第一液压调控系统与液压支架之间通过闭锁联接；当液压支架移架时，第一液压调控系统开启；若第一液压调控系统不开启，则液压支架不能移架；第二液压调控系统包括六个第二除尘喷嘴，所述第二除尘喷嘴安装在顶梁1的下端面，且这六个第二除尘喷嘴以顶梁中心线为对称轴分为两排，每排三个第二除尘喷嘴，同时，所述其中四个第二除尘喷嘴设置在前两个悬浮立柱4之间，而另两个第二除尘喷嘴设置在后两个悬浮立柱4之间；第三液压调控系统包括两个第三除尘喷嘴，且这两个第三除尘喷嘴安装在顶梁1前端倒角中部，同时这两个第三除尘喷嘴以顶梁中心线对称布置。
所述第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴的喷嘴轴线均与顶梁1端面垂直；所述第三除尘喷嘴沿顶梁1前部倒角的外法线方向；同时第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴与顶梁1表面的垂直距离相等。
第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴的射流发散角度θ，其中，0°＜θ＜45°。
如图2所示，所述第一液压调控系统中的两排第一除尘喷嘴之间的排间距为2x，每排中相邻的第一除尘喷嘴的间距为y；如图2所示，所述第二液压调控系统中位于前两个悬浮立柱4之间的第二除尘喷嘴的排间距为2x，每排中相邻的第二除尘喷嘴的间距为z；所述第三液压调控系统中的两排第三除尘喷嘴之间的排间距为2x；且距离x、y和z满足第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴、第三除尘喷嘴相邻的除尘喷嘴之间相互不干涉。
所述第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴喷洒液态水和除尘添加剂的混合液体。
一种液压支架除尘喷嘴的布置方式，如图1所示，在液压支架顶梁的上端面安装八个除尘喷嘴，如图2所示，将这八个除尘喷嘴以顶梁中心线为对称轴分为两排，每排四个除尘喷嘴，每排中各除尘喷嘴等距布置，相互间距为y；其中一排除尘喷嘴布置在距顶梁中心线一侧宽x的位置处，另外一排除尘喷嘴以顶梁中心线为对称轴，布置在顶梁中心线的另外一侧，所述的八个除尘喷嘴在液压支架的降架、移架和升架的过程均处于工作状态，进行喷雾除尘；在液压支架顶梁的下端面安装六个除尘喷嘴，其中，如图3所示，在液压支架的前两个悬浮立柱之间以顶梁中心线为对称轴布置四个除尘喷嘴，位于顶梁中心线一侧的两个除尘喷嘴在液压支架悬浮立柱之间布置，间距为z；在液压支架的后两个悬浮立柱中间以顶梁中心线为对称轴布置两个除尘喷嘴；这六个除尘喷嘴以顶梁中心线为对称轴，一排除尘喷嘴布置在距顶梁中心线一侧宽x的位置处，另外一排除尘喷嘴以顶梁中心线为对称轴，布置在顶梁中心线的另外一侧，所述的六个除尘喷嘴在一般生产过程中处于工作状态，但在支架操作工操作支架期间处于关闭状态；在液压支架顶梁前端倒角中部，以顶梁中心线为对称轴布置两个除尘喷嘴，其中一个除尘喷嘴布置在距顶梁中心线一侧宽x的位置处，另外一个对称布置，所述的两个除尘喷嘴在采煤机割煤过程中均处于工作状态；所述距离x、y和z均满足所有相邻除尘喷嘴之间不相互干涉；所述所有除尘喷嘴以顶梁上端面、顶梁下端面和顶梁前端倒角分为三部分，形成三个独立的液压调控系统；所述顶梁上端面的八个除尘喷嘴和顶梁下端面的六个除尘喷嘴的喷嘴轴线与顶梁端面垂直；所述顶梁前端倒角中部的两个除尘喷嘴沿顶梁前部倒角的外法线方向；所述所有除尘喷嘴距离顶梁表面的垂直距离相等，所述所有除尘喷嘴的射流发散角度θ为：0°＜θ＜45°。所述所有除尘喷嘴同时通过液态水和除尘添加剂两种介质。
一种液压支架除尘喷嘴系统在煤矿井下长壁开采中的使用方法：
在液压支架移架过程中第一液压调控系统处于工作状态，并与液压支架实现闭锁，如图1、2所示，顶梁上端面的八个除尘喷嘴形成一个可独立第一液压调控系统，且在液压支架移架过程中均处于工作状态，同时该第一液压调控系统与液压支架实现闭锁，即若液压支架移架，第一除尘喷嘴必须开启；若不开启，将不能移架。
在整个开采过程中第二液压调控系统处于工作状态，在支架操作工操作液压支架期间第二液压调控系统处于关闭状态，如图1、3所示，顶梁下端面的六个除尘喷嘴形成一个可独立第二液压调控系统，在生产过程中处于工作状态，但在支架操作工操作支架期间处于关闭状态。
在采煤机割煤过程中第三液压调控系统处于工作状态，如图1、3所示，顶梁前端倒角中部的两个除尘喷嘴形成一个可独立第三液压调控系统，在采煤机割煤过程中均处于工作状态。
现场实测显示，在煤矿井下长壁开采工作面，因液压支架移架所导致的顶板破碎产生的粉尘占总粉尘的45％左右，而余下的55％左右均为采煤机割煤产生的粉尘。本发明提供的一种液压支架除尘喷嘴系统，通过在顶梁上端面安装第一除尘喷嘴，将有效控制45％的粉尘；通过在顶梁前端倒角中部安装第三除尘喷嘴，将有效控制采煤机割煤产生的55％的粉尘向支架间逸散；通过在顶梁下端面安装第二除尘喷嘴，将进一步降低支架间的粉尘浓度。另外，由于粉尘具有由高浓度向低浓度区域扩散的特性，因此液压支架移架所导致的顶板破碎产生的粉尘会向顶梁前端以及顶梁下端面扩散，而顶梁上端面安装第一除尘喷嘴不能够百分之百完全有效地控制此部分扩散的粉尘，此时，由于设置有第二、第三除尘喷嘴，因此能够进一步的控制扩散到此区域的粉尘。而采煤机割煤产生的粉尘，通过第三、第二除尘喷嘴进行第一、第二阶段的有效控制，而扩散到顶梁上端面粉尘通过第一除尘喷嘴进行控制。因此，通过三个既独立又统一的液压调控系统，各液压调控系统相互协同，共同作用，一方面能够有效的节约能源和水资源，另一方面能有效的控制粉尘扩散。而传统的液压支架除尘喷雾系统，只是在顶梁下端面的中心线处安装若干除尘喷嘴，在液压支架顶梁上端面和前端倒角中部并没有布置除尘喷嘴，除尘效果不佳，达不到国家煤矿安全规程规定限值。通过使用本发明提供的一种液压支架除尘喷嘴系统，将有效抑制上述各处的粉尘，使得工人工作环境中的粉尘浓度将降低到国家煤矿安全规程规定的1mg/m3的浓度限值，预防工人尘肺病和井下粉尘爆炸事故的发生。
由上述可知，本发明通过设置三个独立的液压调控系统，根据生产需要安排喷雾时间，各液压调控系统相互协同，共同作用，能够在避免能源和水资源浪费的同时降低生产环境中的粉尘浓度；通过在支架顶梁上端面和顶梁前端倒角中部布置喷嘴，能够有效控制液压支架移架和采煤机割煤过程中产生的粉尘；通过对称布置增加了喷雾量，能最大限度地降低工作面工人工作环境中的粉尘。因此本发明设置的独立液压调控系统，合理布置喷嘴位置，减小采煤生产环境中的粉尘浓度，根据生产需要安排喷雾时间，增加喷雾量，避免能源和水资源浪费的同时降低生产环境中的粉尘浓度。因此本发明基于产尘源位置，合理布置喷嘴位置，设置三个独立的液压调控系统，根据生产需要安排喷雾时间，各液压调控系统相互协同，共同作用，能够在避免能源和水资源浪费的同时降低了生产环境中的粉尘浓度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种液压支架除尘喷嘴系统，包括底座(7)、顶梁(1)，所述底座(7)与顶梁(1)通过液压支架连接支撑，且顶梁(1)的后端与底座(7)之间通过上连板(5)和下连板(6)转动连接，其特征在于：还包括第一、第二、第三液压调控系统；第一液压调控系统包括八个第一除尘喷嘴，所述第一除尘喷嘴安装在顶梁(1)的上端面，且这八个第一除尘喷嘴以顶梁(1)中心线为对称轴分为两排，每排四个第一除尘喷嘴，每排中各第一除尘喷嘴等距布置，同时第一液压调控系统与液压支架之间通过闭锁联接；第二液压调控系统包括六个第二除尘喷嘴，所述第二除尘喷嘴安装在顶梁(1)的下端面，且这六个第二除尘喷嘴以顶梁中心线为对称轴分为两排，每排三个第二除尘喷嘴，同时，所述其中四个第二除尘喷嘴设置在前两个悬浮立柱(4)之间，而另两个第二除尘喷嘴设置在后两个悬浮立柱(4)之间；第三液压调控系统包括两个第三除尘喷嘴，且这两个第三除尘喷嘴安装在顶梁(1)前端倒角中部，同时这两个第三除尘喷嘴以顶梁中心线对称布置。
2.根据权利要求1所述的液压支架除尘喷嘴系统，其特征在于：所述第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴的喷嘴轴线均与顶梁(1)端面垂直；所述第三除尘喷嘴沿顶梁(1)前部倒角的外法线方向；同时第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴与顶梁(1)表面的垂直距离相等。
3.根据权利要求1所述的液压支架除尘喷嘴系统，其特征在于：第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴的射流发散角度θ，其中，0°＜θ＜45°。
4.根据权利要求1所述的液压支架除尘喷嘴系统，其特征在于：所述第一液压调控系统中的两排第一除尘喷嘴之间的排间距为2x，每排中相邻的第一除尘喷嘴的间距为y；所述第二液压调控系统中位于前两个悬浮立柱(4)之间的第二除尘喷嘴的排间距为2x，每排中相邻的第二除尘喷嘴的间距为z；所述第三液压调控系统中的两排第三除尘喷嘴之间的排间距为2x；且距离x、y和z满足第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴、第三除尘喷嘴相邻的除尘喷嘴之间不发生射流干涉。
5.根据权利要求1所述的液压支架除尘喷嘴系统，其特征在于：所述第一除尘喷嘴、第二除尘喷嘴以及第三除尘喷嘴喷洒液态水和除尘添加剂的混合液体。
6.一种基于权利要求1所述的液压支架除尘喷嘴系统在煤矿井下长壁开采中的使用方法，其特征在于：在液压支架移架过程中第一液压调控系统处于工作状态，并与液压支架实现闭锁；在整个开采过程中第二液压调控系统处于工作状态，在支架操作工操作液压支架期间第二液压调控系统处于关闭状态；在采煤机割煤过程中第三液压调控系统处于工作状态。
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