專利名稱：一種綜掘面空氣幕封閉除塵系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及煤礦掘進工作面綜掘機除塵領域，尤其涉及一種綜掘面空氣幕封閉除
塵系統。
背景技術：
隨著掘進工作面生產現場綜合機械化程度的不斷提高，生產現場的產塵量也 急劇增加，據實測，在不采用任何防塵措施的情況下，綜采工作面迎頭的粉塵濃度為 1200-1500mg/m3，個別高達3000mg/m3左右。大量粉塵的存在，不僅污染環境，危害作業人員 身心健康，而且由于煤塵具有爆炸性，嚴重影響著礦井的安全生產。 傳統的綜采工作面防塵主要是采用綜掘機內外噴霧、綜掘機液壓除塵風機以及除 塵器的抽塵凈化系統，但是，傳統除塵技術有較多的缺陷和和局限性，遠遠不能滿足綜采工 作面有效防塵的需要。目前，世界各國在綜采工作面方面做了大量的研究，并取得了較大的 成果，初步形成了以封閉控塵和吸塵除塵相結合的綜合防塵技術，但是現有的綜掘面封閉 控塵和除塵技術仍有較多的不足，仍不能有效地降低工作面現場粉塵濃度。封閉控塵技術 主要采用擋塵簾和以附壁效應為基礎的空氣幕。擋塵簾封塵裝置結構復雜，易被巷道碰刮 變形，影響司機視線和作業空間，妨礙操作人員行走和作業，操作和維護較麻煩，以附壁效 應為基礎的空氣幕是在掘進機的一側噴射出氣流，形成空氣幕，但形成巷道全斷面的空氣 幕的難度較大，不能很好的將迎頭粉塵與掘進機司機隔離。現有的吸塵除塵技術主要是采 用綜掘機液壓除塵風機以及除塵器的抽塵凈化系統，由于現有的吸塵口設計不合理，多是 只對綜掘機前部粉塵進行吸入，而對綜掘機前部以外的粉塵吸入較少，導致對迎頭的吸塵 效果不理想。現有除塵風機多不安裝消音裝置，安裝消音裝置的結構也較為復雜，維護困 難，故障率較高，致使掘進工作面的噪音較大，嚴重影響了現場作業人員的身心健康，而且 給生產帶來了嚴重的安全隱患，影響了掘進迎頭的施工質量。由此可見，現有技術有待于更 進一步的改進。
發明內容
本發明為了解決上述現有技術中的缺陷提供一種綜掘面空氣幕封閉除塵系統，對 現有技術中的綜掘機進行科學合理的改進，以提高對掘進迎頭粉塵的吸塵效率，減少對操 作人員視線的影響。 為解決上述技術問題，本發明方案包括 —種綜掘面空氣幕封閉除塵系統，其包括綜掘機機體，其中，該綜掘機機體上設置 有空氣幕產生裝置，該空氣幕產生裝置位于該綜掘機機體的掘進迎頭與該綜掘機的司機之 間，其能向該綜掘機機體左右兩側以及豎直向上方向噴射氣流，形成一與該綜掘機掘進方 向垂直的 封閉空氣幕，該封閉空氣幕與該綜掘機機體的綜掘面形成一用于容納綜掘機機體 掘進時產生粉塵的封閉空間；該綜掘機機體上還設置有用于吸走該封閉空間內粉塵的除塵
3裝置。 所述的綜掘機，其中，上述空氣幕產生裝置包括至少一個噴嘴支撐管，該噴嘴支撐管上設置有噴嘴，該噴嘴支撐管布設在該綜掘機機體的左右兩側以及該綜掘機機體的頂部，該噴嘴支撐管與用于提供壓縮空氣的供氣管路相連通。 所述的綜掘機，其中，上述供氣管路與井下壓風管相連通，且該供氣管路上設置有用于控制壓縮空氣流速的截止閥。 所述的綜掘機，其中，上述除塵裝置包括吸塵罩，該吸塵罩與旋轉輸風器相連通，該旋轉輸風氣器與柔性風管相連通，該柔性風管與剛性風管相連通，該剛性風管與帶有消音器的濕式振弦降塵風機相連通，且該吸塵罩設置在該空氣幕產生裝置與該掘進迎頭之間，隨該綜掘機機體的截割臂一體運動。 所述的綜掘機，其中，上述柔性風管設置在柔性風管支架上，該柔性分管支架設置在綜掘機機體的皮帶運輸機之機架上；上述帶有消音器的濕式振弦降塵風機設置在自移小車上，該自移小車設置有拉移連桿。 所述的綜掘機，其中，上述吸塵罩設置在該綜掘機機體的滾筒與該空氣幕產生裝置之間的護板上，位于該綜掘機機體的頂部；該吸塵罩為前寬后窄的扁平結構，其內部拐彎處均為流線圓弧形，該吸塵罩的前部、頂部、兩側以及下部均設置有吸風口，且該吸塵罩的前部為斜面板，該斜面板上設置有15個-20個吸塵孔。 所述的綜掘機，其中，上述噴嘴為實心圓錐噴嘴，其擴散角位于80。 -120°之間，且位于上述綜掘機機體頂部的噴嘴支撐管上設置有12個-20個噴嘴，位于綜掘機機體兩側的噴嘴支撐管上分別設置有3個-6個噴嘴。 所述的綜掘機，其中，上述綜掘機機體上設置有多個噴嘴支撐管，相鄰噴嘴支撐管之間存在間隔。 本發明提供的一種綜掘面空氣幕封閉除塵系統，在綜掘機的掘進迎頭與綜掘機司機之間設置一空氣幕產生裝置，空氣幕產生裝置噴射氣流形成一與該綜掘機掘進方向垂直的封閉空氣幕，該封閉空氣幕與該綜掘機機體的綜掘面形成一用于容置粉塵的封閉空間，該封閉空間將綜掘面得粉塵封閉住，減少了粉塵想有人作業區的擴散，并且在封閉空間內設置一除塵裝置，將封閉空間內的粉塵吸走，同時使封閉空間內形成負壓場，使巷道內鮮氣流通過空氣幕的間隙流向封閉空間，從而使粉塵被有效封閉在一個無人作業的空間內，保證了司機及作業地點粉塵濃度的降低，提高了對掘進迎頭粉塵的吸塵效率，減少了對操作人員視線的影響，操作人員能夠清晰的看到掘進程度，提高了作業的安全性；不僅抽塵凈化效率大大提高，而且降低了綜掘面現場的噪聲，經過現場測試得到當綜掘面迎頭產塵量較大時，本發明可沉降超過95%的迎頭產塵，除塵風機噪聲可控制在85分貝以下，有力地保障了現場作業人員的身心健康，滿足了煤礦井下巷道的安全高效掘進。
圖1是本發明中綜掘面空氣幕封閉除塵系統的側視結構示意 圖2是本發明中綜掘面空氣幕封閉除塵系統的俯視結構示意 圖3是本發明中空氣幕產生裝置的剖面結構示意 圖4是本發明中除塵裝置的主視結構示意 圖5是本發明中吸塵罩的主視結構示意 圖6是本發明中吸塵罩的俯視結構示意圖。
具體實施例方式
本發明提供了一種綜掘面空氣幕封閉除塵系統，為了使本發明的目的、技術方案
以及優點更清楚、明確，以下將結合附圖與實施例，對本發明進一步詳細說明。 本發明提供的一種綜掘面空氣幕封閉除塵系統，在綜掘機機體上設置空氣幕產生
裝置與除塵裝置，使粉塵被有效封閉在一個無人作業的空間內，保證了司機及作業地點粉
塵濃度的降低，提高了對掘進迎頭粉塵的吸塵效率，減少了對操作人員視線的影響，操作人
員能夠清晰的看到掘進程度，提高了作業的安全性。在綜掘機的機體上設置有空氣幕產生
裝置，該綜掘機機體上設置有空氣幕產生裝置，該空氣幕產生裝置位于該綜掘機機體的掘
進迎頭與該綜掘機的司機之間，其能向該綜掘機機體左右兩側以及豎直向上方向噴射氣
流，形成一與該綜掘機掘進方向垂直的封閉空氣幕，該封閉空氣幕與該綜掘機機體的綜掘
面形成一用于容納綜掘機機體掘進時產生粉塵的封閉空間；該綜掘機機體上還設置有用于
吸走該封閉空間內粉塵的除塵裝置。空氣幕產生裝置噴射氣流形成一與該綜掘機掘進方向
垂直的封閉空氣幕，該封閉空氣幕與該綜掘機機體的綜掘面形成一用于容置粉塵的封閉空
間，該封閉空間將綜掘面得粉塵封閉住，減少了粉塵想有人作業區的擴散，并且在封閉空間
內設置一除塵裝置，將封閉空間內的粉塵吸走，同時使封閉空間內形成負壓場，使巷道內鮮
氣流通過空氣幕的間隙流向封閉空間，提高了對掘進迎頭粉塵的吸塵效率，減少了對操作
人員視線的影響。 根據上述的綜掘面空氣幕封閉除塵系統，其各個構件的具體排布有多種組合，以下僅列舉一例對其進行更進一步的描述，如圖1、圖2與圖3所示的，空氣幕產生裝置包括至少一個噴嘴支撐管2，該噴嘴支撐管2圍繞在該綜掘機機體1的左右兩側以及該綜掘機機體l的頂部，該噴嘴支撐管2與用于提供壓縮空氣的供氣管路相連通；該噴嘴支撐管2上設置有噴嘴3，并且供氣管路與井下壓風管相連通，且該供氣管路上設置有用于控制壓縮空氣流速的截止閥，用于控制噴嘴3的氣流強度，并且供氣管路可以為供氣膠管。除塵裝置包括吸塵罩4，該吸塵罩4設置在噴嘴支撐管2與該綜掘機的掘進迎頭14之間，隨該綜掘機機體1的截割臂一體運動；該吸塵罩4與旋轉輸風器5相連通，該旋轉輸風氣器5與柔性風管6相連通，該柔性風管6與剛性風管7相連通，該剛性風管7與帶有消音器8的濕式振弦降塵風機9相連通。柔性風管6設置在綜掘機機體1的柔性風管支架10上，該柔性分管支架10設置在綜掘機機體1的皮帶運輸機之機架11上，并且帶有消音器8的濕式振弦降塵風機9設置在自移小車15上，該自移小車15設置有拉移連桿，在現有技術的情況下一般自移小車15設置在綜掘機機體1的可伸縮帶式輸送機機尾兩側之承載架上，拉移連桿聯接于橋式轉載機機尾與自移小車15之間。為了更進一步提高上述綜掘面空氣幕封閉除塵系統的性能，將吸塵罩4設置在該綜掘機機體1的滾筒與該空氣幕產生裝置之間的護板上，位于該綜掘機機體l的頂部；該吸塵罩4為前寬后窄的扁平結構，其內部拐彎處均為流線圓弧形，該吸塵罩4的前部12、頂部、兩側以及下部均設置有吸風口 ，且該吸塵罩4的前部12為斜面板，該斜面板上設置有15個-20個吸塵孔13，將噴嘴3為實心圓錐噴嘴，其擴散角位于80° -120°之間，在位于綜掘機機體l頂部的噴嘴支撐管2上設置有12個-20個噴嘴3，位于綜掘機機體1兩側的噴嘴支撐管2上分別設置有3個-6個噴嘴，并且為了更進一步提高空氣幕的密閉性，可以在綜掘機機體1上設置有多個噴嘴支撐管2，相鄰噴嘴支撐管2之間存在間隔。由此可知，本發明將粉塵有效封閉在一個無人作業的空間內，保證了司機及作業地點粉塵濃度的降低，提高了對掘進迎頭粉塵的吸塵效率，減少了對操作人員視線的影響，操作人員能夠清晰的看到掘進程度，提高了作業的安全性；不僅抽塵凈化效率大大提高，而且降低了綜掘面現場的噪聲。 本發明由空氣幕產生裝置和除塵裝置兩大部分構成，如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5與圖6所示的，其工作原理大體如下綜掘機工作時打開截止閥，壓縮空氣由井下壓氣管路經供氣管路、噴嘴支撐管2輸送至實心圓錐噴嘴3中，壓縮空氣由實心圓錐噴嘴3噴出，在司機前方形成一道封閉空氣幕，把掘進迎頭14與司機及其后面的人員作業區隔離開，阻止截割產生的粉塵向外擴散；粉塵由布置在綜掘機1頂部的吸塵罩4吸入，經旋轉輸風器5、柔性風管6、剛性風管7將粉塵輸送至帶有消音器8的濕式振弦降塵風機9內，將封閉區的粉塵抽出沉降；并借助濕式振弦除塵風機9的作用，在空氣幕與綜掘面之間形成的封閉區內形成一個負壓場，使巷道內新鮮風流通過空氣幕的間隙流向隔離區，從而使粉塵被有效封閉在一個無人作業的空間內，保證了司機及作業地點粉塵濃度的降低。由此可見，在綜掘機司機前方設置空氣幕產生裝置，利用圍繞掘進機機體1頂部及兩側方向布置的噴嘴3噴射氣流，形成氣流屏障，在巷道內形成可覆蓋巷道斷面且抗擴散能力較強的空氣幕，以將掘進迎頭與司機隔離，并提高了吸塵裝置的吸塵效率。為了更進一步提高封閉空氣幕的性能，將噴嘴3布置在綜掘機機體1的頂部和兩側噴嘴支撐管2上，噴嘴支撐管2上設置有多個連接管，連接管內設置有內螺紋，噴嘴3的連接處設置有與內螺紋相適配的外螺紋，將噴嘴3與連接管擰緊即可安裝在噴嘴支撐管2上，緊靠柔性風管6的兩個連接管的長度高于柔性風管6的高度l-4cm，以防止柔性風管6影響空氣幕對巷道全斷面的覆蓋。為提高阻塵效果本發明采用了實心圓錐噴氣噴嘴3，擴散角為80-120° ，噴嘴3的有效射程為1. 5-2. 5m，安裝在綜掘機機體1頂部的噴嘴個數為12-20個，綜掘機機體1每側安裝的噴嘴個數為3-6個，噴嘴的具體個數根據巷道斷面情況而定，可以對噴嘴個數進行適當調整。并且根據綜采工作面現場的產塵和巷道斷面等情況，還可以在綜掘機機體1上設置多重噴嘴支撐管，形成多重空氣幕，增強阻塵效果，一般設置1-3重噴嘴支撐管。 本發明將新型吸塵罩和濕式振弦除塵風機9相連通，新型吸塵罩4吸入的粉塵經經旋轉輸風器5、柔性風管6、剛性風管7連接裝置進入濕式振弦除塵風機9，以有效沉降對粉塵。迎頭產塵由吸塵罩4吸入，流經旋轉輸風器5、柔性風筒6、剛性風筒7、消音器8等設備，最后在濕式振弦除塵風機9內被捕獲沉降。含塵空氣由濕式振弦除塵風機9強力吸入除塵器，通過由噴霧器噴濕的振弦過濾板，附有水幕的纖維使粉塵濕潤增重、凝并或滯留，同時含塵氣體的沖擊使纖維產生振動，強化水霧粒與氣體中粉塵的碰撞，提高粉塵的捕獲率，同時也提高了振弦過濾板纖維的自凈能力。含塵氣體經過振弦過濾板后一部分變成含水的塵粒和塵團被捕獲，隨水下流，并自潔振弦過濾板；其余粉塵微粒經水幕后變成濕潤的塵粒和塵團，進入脫水裝置處理后，污水從排污口排出，凈化的空氣從排風口排出。本發明中采用的濕式振弦除塵風機9的額定處理風量為200-280mVmin。并且將吸塵罩4安裝于綜掘機的滾筒與空氣幕之間的護板上，位于掘進機機體1的頂部，通過柔性風筒6與旋轉輸風器5相連接，組成旋轉吸塵裝置，可隨綜掘機機體1的截割臂一同旋轉或前移，保證了吸塵罩4
6始終與塵源保持一定的距離，可有效地吸塵。旋轉吸入裝置位于綜掘機機體l的頂部，旋轉輸風器5通過柔性風筒6、剛性風筒7與帶有消音器8的濕式振弦除塵風機9相連通。吸塵罩4為一種前寬后窄的扁平結構，如圖4、圖5與圖6所示的，其寬部長度大于綜掘機機體1頂部長度5-10cm，窄部長度小于綜掘機機體頂部1的長度；寬部與窄部的連接部為流線形圓弧設計，吸塵罩4內各拐彎處均為流線形圓弧設計，此種類型結構降低了吸塵罩4內的局部通風阻力，減少了拐彎部位的積塵，提高了除塵效果。 并且吸塵罩4的前部12、頂部、兩側及下部均布置有吸風口 ，可有效吸入綜掘機周圍粉塵，吸塵罩4前部12為斜面設計，斜面板上均勻布置有15-20個矩形吸塵孔13，斜面板可有效增加吸塵面積，吸塵孔長為12-15cm，寬為1. 5-2. 5cm，孔間距為4cm，可從前部直接吸入截割頭割煤產塵。吸塵罩4頂部也布置有面積為0. 1-0. 2m2的吸塵口，一般為矩形設計，也可設計為圓形、橢圓形等設計，吸塵孔處附有小孔徑金屬網。吸塵罩4兩側各布置有兩個吸塵口 ，寬部布置的吸塵口附有小孔徑金屬網，窄部附有大孔徑金屬網；吸塵罩4下部超出護板處各布置一個吸塵口 ，并附有小孔徑金屬網，以有效吸入綜掘機機體下部粉塵。吸塵口附有小孔徑金屬網均勻布置有孔徑為l-2mm的等大小圓孔，大孔徑金屬網均勻布置有孔徑為l-2.5cm的等大小圓孔，小孔也可為規則多邊形。消音器8為圓筒狀金屬絲消音器，可有效降低除塵風機抽塵除塵時發出的噪聲。支撐連接吸塵裝置和除塵風機的柔性風管支架10安裝在皮帶運輸機的機架11上；消音器8、濕式振弦除塵風機9設置在自移小車15上，該自移小車15設置有拉移連桿，在現有技術的情況下一般自移小車設置在可伸縮帶式輸送機機尾兩側的承載架上，拉移連桿聯接于橋式轉載機機尾與自移小車15之間。
綜上所述，本發明提供的一種綜掘面空氣幕封閉除塵系統在綜掘機的掘進迎頭與綜掘機司機之間設置一空氣幕產生裝置，空氣幕產生裝置噴射氣流形成一與該綜掘機掘進方向垂直的封閉空氣幕，該封閉空氣幕與該綜掘機機體的綜掘面形成一用于容置粉塵的封閉空間，減少了粉塵想有人作業區的擴散，并且在封閉空間內設置一除塵裝置，將封閉空間內的粉塵吸走，同時使封閉空間內形成負壓場，使巷道內鮮氣流通過空氣幕的間隙流向封閉空間，從而使粉塵被有效封閉在一個無人作業的空間內，保證了司機及作業地點粉塵濃度的降低，提高了對掘進迎頭粉塵的吸塵效率，減少了對操作人員視線的影響，操作人員能夠清晰的看到掘進程度，提高了作業的安全性，而且降低了綜掘面現場的噪聲。
應當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本發明專利保護范圍的限制，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換、簡單組合等多種變形，這些均落入本發明的保護范圍之內，本發明的請求保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
一種綜掘面空氣幕封閉除塵系統，其包括綜掘機機體，其特征在于該綜掘機機體上設置有空氣幕產生裝置，該空氣幕產生裝置位于該綜掘機機體的掘進迎頭與該綜掘機的司機之間，其能向該綜掘機機體左右兩側以及豎直向上方向噴射氣流，形成一與該綜掘機掘進方向垂直的封閉空氣幕，該封閉空氣幕與該綜掘機機體的綜掘面形成一用于容納綜掘機機體掘進時產生粉塵的封閉空間；該綜掘機機體上還設置有用于吸走該封閉空間內粉塵的除塵裝置。
2. 根據權利要求1所述的綜掘機，其特征在于上述空氣幕產生裝置包括至少一個噴 嘴支撐管，該噴嘴支撐管上設置有噴嘴，該噴嘴支撐管布設在該綜掘機機體的左右兩側以及該綜掘機機體的頂部，該噴嘴支撐管與用于提供壓縮空氣的供氣管路相連通。
3. 根據權利要求2所述的綜掘機，其特征在于上述供氣管路與井下壓風管相連通，且 該供氣管路上設置有用于控制壓縮空氣流速的截止閥。
4. 根據權利要求1或2所述的綜掘機，其特征在于上述除塵裝置包括吸塵罩，該吸塵 罩與旋轉輸風器相連通，該旋轉輸風氣器與柔性風管相連通，該柔性風管與剛性風管相連 通，該剛性風管與帶有消音器的濕式振弦降塵風機相連通，且該吸塵罩設置在該空氣幕產 生裝置與該掘進迎頭之間，隨該綜掘機機體的截割臂一體運動。
5. 根據權利要求4所述的綜掘機，其特征在于上述柔性風管設置在柔性風管支架上， 該柔性分管支架設置在綜掘機機體的皮帶運輸機之機架上；上述帶有消音器的濕式振弦降 塵風機設置在自移小車上，該自移小車設置有拉移連桿。
6. 根據權利要求4所述的綜掘機，其特征在于上述吸塵罩設置在該綜掘機機體的滾 筒與該空氣幕產生裝置之間的護板上，位于該綜掘機機體的頂部；該吸塵罩為前寬后窄的 扁平結構，其內部拐彎處均為流線圓弧形，該吸塵罩的前部、頂部、兩側以及下部均設置有 吸風口 ，且該吸塵罩的前部為斜面板，該斜面板上設置有15個-20個吸塵孔。
7. 根據權利要求2或3所述的綜掘機，其特征在于上述噴嘴為實心圓錐噴嘴，其擴散 角位于8(T -120°之間，且位于上述綜掘機機體頂部的噴嘴支撐管上設置有12個-20個 噴嘴，位于綜掘機機體兩側的噴嘴支撐管上分別設置有3個-6個噴嘴。
8. 根據權利要求4所述的綜掘機，其特征在于上述綜掘機機體上設置有多個噴嘴支 撐管，相鄰噴嘴支撐管之間存在間隔。
全文摘要
本發明公開了一種綜掘面空氣幕封閉除塵系統，其包括綜掘機機體，該綜掘機機體上設置有空氣幕產生裝置，該空氣幕產生裝置位于該綜掘機機體的掘進迎頭與該綜掘機的司機之間，其能向該綜掘機機體左右兩側以及豎直向上方向噴射氣流，形成一與該綜掘機掘進方向垂直的封閉空氣幕，該封閉空氣幕與該綜掘機機體的綜掘面形成一用于容納綜掘機機體掘進時產生粉塵的封閉空間；該綜掘機機體上還設置有用于吸走該封閉空間內粉塵的除塵裝置。本發明在綜掘機機體上設置空氣幕產生裝置與除塵裝置，使粉塵被有效封閉在一個無人作業的空間內，提高了對掘進迎頭粉塵的吸塵效率，減少了對操作人員視線的影響，操作人員能夠清晰的看到掘進程度，提高了作業的安全性。
文檔編號E21C35/00GK101761337SQ200910256090
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者周剛, 王剛, 程衛民, 聶文, 陳連軍 申請人:山東科技大學