掘进机喷雾装置说明书(1).doc

1大型掘进机外置喷雾装置大型掘进机外置喷雾装置项项 目目 说说 明明 书书专业：专业：煤矿开采对外合作办学煤矿开采对外合作办学项目成员：项目成员： 张翔张翔 扈彪扈彪 王博王博平顶山工业职业技术学院平顶山工业职业技术学院2013 年年 12 月月2目录目录1．概述．概述1.1 项目简介....................................................3 1.2 研究的目的意义..............................................3 1.3 国内外技术现状..............................................42 2．．研究内容与关进技术研究内容与关进技术2.1 主要研发内容...............................................42.2 技术及考核指标.............................................52.3 关键技术...................................................62.4 技术路线...................................................73 3．技术路线．技术路线3.1 喷雾降尘关键技术分析.........................................73.2 技术方案...................................................83.3 创新点.....................................................93.4 先进性与可行性评价.........................................114 4．．项目实施的保障措施项目实施的保障措施4.1 本项目现有的基础...........................................174.2 相关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩...................184.3 已具备的实验条件...........................................195 5．预期经济，社会效益．预期经济，社会效益...........................................196 6．实施计划．实施计划.....................................................2131、概述、概述1.1、项目简介、项目简介我们这次研究的项目是部分大型掘进机没有降尘设备对于进行改进带来的困扰。

我们研究的项目的主要问题：部分大功率掘进机没有降尘设备，这在现在矿井生产中掘进工作面没有降尘设备是很大的困扰，我们在平时的学习中了解到煤尘是可爆炸物质，当掘进工作面的煤尘达到 20%-38% 遇火花即会爆炸，同时煤尘对人的身体伤害也很大，煤矿工人长期吸入煤尘后，轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病，而尘肺病引发的矿工致残和死亡人数在国内外十分惊人，所以对降尘这项工作不容置疑粉尘问题是煤矿井下常见的四大灾害之一，为了有效治理粉尘的危害，多种降尘技术已在井下得到广泛应用，其中掘进机喷雾降尘是煤矿井下最为常见的降尘方法之一掘进机的喷雾系统一般由两部分组成，一部分是外喷雾系统，另一部分是内喷雾系统外喷雾系统因其工艺简单、安装方便，在实际掘进工作中得到普遍应用但外喷雾系统的喷头离产尘点较远，不能在第一时间将粉尘灭掉，因此灭尘效果不佳内喷雾系统的喷头布置在炮头截齿螺旋线上，它可以随炮头一起旋转，不仅能够在第一时间将粉尘灭掉，而且可以为截齿降温，具有良好的使用效果但是，内喷雾系统工艺复杂、维护困难，密封要求较高在持续动态工况下极易出现泄漏，而一旦出现泄漏便不可逆转，使整个内喷雾系统无法正常工作，并且会对相邻的零件如减速机、截割臂构成威胁，因此，掘进机内喷雾系统在煤矿企业实际工作中并没有得到良好应用。

1.2、煤（岩）尘的产生、认识和危害、煤（岩）尘的产生、认识和危害煤矿防尘是指防止煤矿生产过程中所产生的各种矿物细微颗粒的总称煤4尘的危害极大，它不仅污染作业环境，影响矿工的身体健康，而且煤尘的爆炸还会造成重大人身伤亡事故在采煤过程中巷道中飞扬着的煤粉煤尘污染空气，影响矿工身体健康，在空气中达到一定浓度时遇火会引起爆炸造成灾害细微颗粒的煤炭粉尘是矿山五大自然灾害之一瓦斯，煤尘，水，火，顶板）可引发矿工的煤肺病当其浓度和氧气浓度达到一定界限并有明火时可发生煤尘爆炸，其危害性十分巨大1）采煤工作面的产尘采煤工作面的主 要产尘工序有采煤机落煤、装煤、运煤、液 压支架移架、运输转载、人工摧煤、爆破及放煤口放煤等2)掘迸工作面的产尘掘进工作面的产尘工序主要有机械破岩 (煤)、装揣、爆破、煤肝运输转载及锚喷等3)其他地点的产尘巷道维修的锚喷现 场、煤炭的装卸点等也都产生高浓度的矿尘，尤其是煤炭装卸处的瞬时矿尘浓度，有时甚至达到煤尘爆炸浓度界限，十分危险，应予以充分重视综掘工作面的粉尘是指弥漫在综掘工作面范围内，能够较长时间呈悬浮状态的微小粉尘颗粒粉尘主要来自截割过程中截齿与煤壁接触挤压形成密实核，密实核破碎而成粉尘状掉落下来形成的煤尘，降落的煤尘随着截割滚筒的旋转而飞扬，进入运动的气流中扩散；在工作面通风、切割头旋转及煤下落形成的风流作用下也会产生粉尘，这些粉尘呈悬浮状态随着工作面风流扩散；在掘进机装载、转运过程中也会产生大量的岩尘和土尘。

如果不在产尘源及时灭尘，则会使煤尘充斥整个巷道，在整个综掘工作面上百米巷道中造成很严重的煤尘污染九十年代以来，随着高产高效工作面被广泛推广应用，综掘技术迅猛发展由于综掘工作面环境的特点，掘进迎头为—“堵头”，风流遇煤壁后折回，携带大量粉尘吹向掘进机，致使粉尘在整个工作面飞扬，空气遭到严重污染，严重危害矿工的身体健康（煤矿肺尘患者中 85%以上发生在掘进工作面）、加速掘进机械的磨损、降低掘进机司机的视觉能见度而增加事故发生几率，当直径小于 0.75～1.0mm 的煤尘达到一定浓度时很容易引起煤尘爆炸掘进工作面的防尘一直是井下防尘的重点由于掘进作业的特殊性，许多可以在综采工作面应用的除尘技术并不适合综掘工作面从掘进机的产尘机理分析中可以看出，最好的防尘技术措施应针5对粉尘的形成处，即在截割煤炭时，减少粉尘的形成，其次是尽可能地在粉尘的形成点就近使粉尘凝聚综上所述煤（岩）尘的危害主要有如下几点：⑴对人体健康的危害：如果人的肺部长期吸入大量的矿尘（煤尘），就可能得（煤）肺病，肺病是目前危害较大的一种矿工职业病⑵煤尘爆炸的危害：井下煤尘在一定的条件下，能发生爆炸事故，伤亡人员，破坏设备和毁坏整个矿井，造成严重的灾害。

⑶矿煤尘对设备、仪器仪表的危害：他能加速机诫磨损，减少机诫、仪表的使用寿命和降低其检测精度⑷矿煤尘污染环境，使工作场所的能见度降低，工伤事故增加，工程质量下降粉尘和煤尘对煤炭生产的安全和工人的健康构成了很大威胁，它们都是引起尘肺病的重要来源更重要的是粉尘具有荷电性，当粉尘在空气中达到足够的浓度，容易引发粉尘爆炸，造成矿毁人亡为改善矿井工作环境，保证煤矿的正常生产61.3、研究的目的意义、研究的目的意义（1）增加喷雾装置能有效降尘喷雾降尘是一种新型的降尘技术，其原理是利用喷雾产生的微粒由于其及其细小，表面张力基本上为零，喷洒到空气中能迅速吸附空气中的各种大小灰尘颗粒，形成有效控尘对大型开阔范围的控尘降有很好的效果同时这种效果完全是一种雾化效果，绝不产生水滴和潮湿2）增加喷雾装置能防止煤尘爆炸的几率煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下，空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程，是一种非常复杂的链式反应，一般认为其爆炸机理及过程如下：煤本身是可燃物质，当它以粉末状态存在时，总表面积显著增加，吸氧和被氧化的能力大大增可，一旦遇见火源，氧化过程迅速展开；当温度达到300~400℃时，煤的干馏现象急剧增强，放出大量的可燃性气体，主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其他碳氢化合物；形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量，在尘粒周围形成气体外壳，即活化中心，当活化中心的能量达到一定程度后，链反应过程开始，游离基迅速增加，发生了尘粒的闪燃；闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒，并使之参与链反应，导致燃过程急剧7地循环进生，当燃烧不断剧使火焰速度达到每秒数百米后，煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。

3）增加喷雾装置能降低工人“尘肺病”的发生尘肺病人由于长期接触生产性尘，使呼吸系统的防御机能受到损害，病人抵抗力明显降低，常发生多种不同的并发症1.4、国内外技术现状、国内外技术现状部分大功率掘进机没有降尘设备，这在现在矿井生产中掘进工作面没有降尘设 备是很大的困扰，我们在平时的学习中了解到煤尘是可爆炸物质，当掘进工作 面的煤尘达到 20%-38% 遇火花即会爆炸，同时煤尘对人的身体伤害也很大， 煤矿工人长期吸入煤尘后，轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病， 而尘肺病引发的矿工致残和死亡人数在国内外十分惊人，所以对降尘这项工作 不容置疑随着国内煤矿行业装备现代化进程，综掘机系列大型机械装备已经 普片进入采矿业大型机械装备的使用极大的提高了工作效率，也大大的降低 了矿工的体力劳动强度但是随之而来的是矿井粉尘在短时间内大量产生煤 矿粉尘的危害众所皆知，煤矿工人如果长期工作在粉尘大量积聚的环境下，不 可避免将引发职业病，严重危害职工身体健康结合国内外先进技术，我公司 技术和煤矿技术人员合作开发了矿用掘进机高压喷雾降尘装置2、研究内容与关键技术、研究内容与关键技术2.1、主要研发内容、主要研发内容随着综采技术的提高 ，煤矿粉尘危害已经成为较突出的问题 ，综采工作面产尘约占整个矿井产尘 量的 60％～70％，而采煤机割煤时 的产尘 占整个 采煤工作面产尘的 70％左右。

采煤机采煤时粉尘 浓度可高达 3 000 mg／m3～5 000 nag／m3，高浓度的 粉尘严重危害人体健康 ，并给矿井安全生产带来事 故隐患针对这一问题全世界各大采煤机生产厂商和一些研究机构提出了不 同的解决方法 ，其中最主要的方法是掘进机上使用内喷雾加外喷雾的方 法掘进机8就是采用的外喷雾与内喷雾相 结合的方法外喷雾装 置：喷嘴装在掘进机的壳体上，从机体喷向滚筒；内喷雾装置 ：喷嘴装 在滚筒的 齿根部 ，从滚筒齿根部喷向截齿 实践证明，原喷雾 装置不能满足生产实际需要 ，灭尘效果很不理想 ，其 原因有二 ： a．由于外喷雾装置体积小，喷嘴处压力虽能满 足要求(不得小于 1.5 MPa)，但喷嘴处供水量不足b.由于内喷雾装置供水管道要通过旋转的滚筒和轴，而且还要通过截齿的齿座，活动联接比较多；其次，内喷嘴处的压力要求为不得小于 2 MVa，密封 的可靠性能难以保证；喷嘴也容易堵塞和损坏从而不得不降低喷嘴处的供水压力，结果雾化质量不好嘉乐泉煤矿多次对采煤机的喷雾装置进行分 析，并对其结构进行了改进，由原先内喷雾与外喷雾 结合的方法，改为只用外喷雾装置改进后，结构简 单，结实耐用，解决了喷嘴易堵塞、易损坏等问题，并通过井下多次试验，证实了该改进装置降尘效果良好。

2.2、喷雾降尘技术、喷雾降尘技术常规喷雾除尘形式为：重力沉降、惯性碰撞、惰性凝结、扩散捕集喷雾喷出的雾状液体与固态尘粒的惰性凝结使尘粒湿润，自重增加而沉降，产生凝聚作用当风流携带尘粒向水雾粒运动并离开雾粒不远时，就要开始绕流水雾运动风流中质量较大，颗粒较粗的尘粒因惯性的作用会脱离流线而保持向雾滴方向运动如不考虑尘粒的质量，则尘粒将和风流同步，因尘粒有体积，粉尘粒质心所在流线与水雾的距离小于尘。