[01389073]高效喷雾降尘技术研究及关键设备开发

在煤矿井下恶劣的工作环境中，采用喷雾降尘方法来降低作业场所的粉尘污染，既经济又有效。由于现有采掘设备上的内喷雾系统工作不可靠，表现为喷嘴雾化效果差、极易堵塞、清理困难而寿命短，喷雾系统压力、流量和喷嘴口径不匹配因而降尘效率低。该项目针对这些问题提出研究，于2003年被列为山西省科技攻关项目，编号为031121。该项目针对煤矿井下恶劣的工作环境，通过对压力水雾化机理、喷雾降尘效率等方面的理论分析和试验研究，研制开发了适应恶劣工作环境、喷嘴芯与壳体易分离、维护方便的喷嘴，而且双头导流折返X形状喷嘴芯不仅能产生雾化细微、分散均匀的水雾，还因内部流道较宽不易形成内部堵塞，降低了喷嘴内部堵塞的可能性，与其它同类喷嘴比较雾化性能好，不易堵塞且易维护，堵塞的喷嘴清理也方便，能延长喷嘴的使用寿命。为改善水质，使喷嘴堵塞的可能性降到最低，设计了清洗简便的反冲式水介质过滤器。对喷雾系统进行优化设计，不仅提高了喷雾系统的工作可靠性，还提高了降尘效率。此外还开发了用于采掘工作面回风巷的联动喷雾降尘装置，采用了“雾柱”降尘方法，并通过喷雾降尘系统与工作面采煤设备联动，扩大了降尘空间与几率，又可以节约水资源。其主要性能指标为：① 水压8MPa以上时水雾粒度达到80μm以下，且分散均匀。② 喷嘴出口雾流速度在水压2MPa达到40m/s以上。③ 5MPa水压时降尘率可达到80%以上。该项目成果经在潞安矿业集团公司王庄、五阳和常村煤矿及晋城煤业集团公司古书院煤矿应用表明，喷雾降尘效果良好，运行可靠，有效地解决了采掘设备内喷雾系统工作不可靠的问题。课题的研究主要针对煤矿井下采掘工作面的粉尘沉降，但其技术、方法和思路可用于其他有大量粉尘的作业场所，尤其是维护方便的喷嘴和反冲式过滤器的设计更适用于所有水质较差和工作环境恶劣的工作场所。雾化性能优良的喷嘴设计也适用于所有喷雾降尘作业环境。