喷雾降尘机理的研究.pdf

第 “ 卷第 “ 期煤 炭 学 报“ （*） “ 喷雾降尘机理的研究 马素平，寇子明 （太原理工大学 机械工程学院，山西 太原 “） 摘 要为了更好地利用喷雾技术高效沉降煤矿生产中作业场所的高浓度粉尘，对喷雾降尘机理 进行了深入研究’ 以煤矿井下回风巷道中沉降浮尘为研究对象，分析影响粉尘沉降效率的因素， 建立了相应的数学模型，应用 A0810B 软件绘制出粉尘沉降效率曲线’ 由此得出，水雾粒径越 小降尘效率越高，但不同粒径的粉尘颗粒对应一个较佳的水雾粒度；当采用压力型雾化喷嘴沉降 浮尘时，降尘效率主要取决于供水压力，不同粒径的粉尘需要的水压力不同，依据实际粉尘颗粒 的分散度和降尘要求参照曲线图来选择合适的供水压力，可以达到更好的效果和经济效益’ 关键词喷雾；煤矿粉尘；降尘效率 中图分类号8CDE D 文献标识码0 收稿日期DDDF 基金项目山西省科技攻关资助项目（“DDD） 作者简介马素平（D ）男，河北石家庄人，副教授，博士研究生’ 8*，7 GHIP，Q-. RIOGI;P （“ “P UIY X SZN XM NH ZJX，JXZIZ XM GNMH;IJG V SZNI;P ZJX [W JKSHW VSXMS’ 8T SZNI;P V NH NISNP X;;HVN X VVINI;NW V JKSHW VS SZNI;P ZJX，H;Z JX K SX GHXMGHXINJ GZZ ZSU VVINI;NW NSJ V SZNI;P ZJX [W A0810BE 2SG UMINM IX UHJ [XHI;Z XMHX XM JGH XM MIPMO S XM VVINI;NW V SZNI;P ZJX，H;Z ZIVVS;X ZIHGXS ZJX PSHI; MHJ H SX [JX UHXS VG PSHI;E _M; HO ZKXI;P KSJJS XWK HXGI]Z JKSHW ;]]NW GHI;ZJ ; UHXS KSJJSE CIVVS;X ZIHGXS ZJX PSHI; ;ZJ ZIVVS;X UHXS KSJJSE 0NNSZI;P X SH H;Z SYJX VS SZNI;P ZJX，SVSSI;P X VVINI;NW NSJ H;Z JP JIXH[P ZJX H;Z O N;GIN GHW [ [XHI;Z’ 56 ZJX；VVINI;NW V SZNI;P ZJX 煤矿井下采掘工作面生产作业时会产生大量粉尘，这些粉尘不仅危害工作人员的身体健康，尤其是颗 粒细微的粉尘很容易被人体吸入肺部导致尘肺病，而且对安全生产也有不利影响’ 悬浮在空气中的细微粉 尘还会随着巷道中空气的流动飞扬飘散到更远的地方，造成更大范围的空气污染和危害，因此必须将其有 效沉降’ 在煤矿井下的特殊工作环境中，采用湿式喷雾降尘是最经济简便的方法，但实际应用情况并不理 想’ 由于这方面的理论研究较少，导致实际应用中存在盲目性，浪费了大量水资源，没有收到应有的效 果’ 笔者从理论上作分析探讨，希望对实际应用有指导意义’ 万方数据 煤 炭 学 报 “ 年第 卷 “ 喷雾降尘数学模型的建立 假设条件 以在煤矿井下采煤工作面回风巷中设置喷雾系统沉降浮尘为例进行分析研究 被沉降的粉尘量，表达式为 . .’ 9,，将有关参数代入得 4 9 “ .9. . 5，设原始粉尘浓度为 ，则 , 时， ，5 C5 ， DA“ 万方数据 第 期马素平等喷雾降尘机理的研究 于是 “ “ “ “ 98 则式（3）可简化为 - “ * “ DC“B 万方数据 喷雾降尘机理的研究喷雾降尘机理的研究 作者马素平， 寇子明， MA Su-ping， KOU Zi-ming 作者单位太原理工大学,机械工程学院,山西,太原,030024 刊名 煤炭学报 英文刊名JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY 年，卷期2005，303 被引用次数15次 参考文献5条参考文献5条 1.黄俊 水射流除尘技术 1993 2.蒋仲安 湿式除尘器分级效率的计算与分析 199503 3.马广大 除尘器性能计算 1990 4.赵益芳 矿井防尘理论及技术 1995 5.张也影 流体力学 1999 相似文献10条相似文献10条 1.期刊论文 王兆喜.江兆利.周长超.马勇 煤矿粉尘在线监测及智能喷雾降尘技术 -煤矿安全2008,397 简要介绍以GCG500型粉尘浓度传感器为核心的粉尘浓度在线监测及智能喷雾降尘技术,该技术在粉尘浓度在线监测的基础上,通过设置粉尘浓度报警 值和上限值.实现了超限自动喷雾,使喷雾与粉尘浓度有机结合起来,使其在降低粉尘浓度的同时,实现防尘设施的经济运行;系统的Qs喷雾装置依据雾化降 尘机理和气水混合雾化理论而设计,使雾粒粒度可以根据现场情况进行调节;并重点介绍几种气水比条件下系统的喷雾雾粒粒径范围测试、粉尘浓度超限 自动降尘的可靠性实验及水雾自动控制等方面的试验的数据和结果. 2.期刊论文 尚建国.杨凤玲.程芳琴.SHANG Jian-guo.YANG Feng-ling.CHENG Fang-qin 爆矿井下煤尘治理技术研 究进展 -科技情报开发与经济2009,1933 分析了煤炭开采过程中常用的煤尘治理措施,介绍了煤层注水、啧雾降尘、除尘器除尘、泡沫除尘等常用除尘技术,提出煤矿煤尘治理要根据各个产 尘源的特点,在不同的工作面采取不同的治理措施. 3.期刊论文 王绪友.付伟 煤矿粉尘在线监测及联动喷雾降尘系统的设计 -工矿自动化2010,366 针对兖州煤业股份有限公司东滩煤矿的防尘设施使用中的随机性问题,提出了一种煤矿粉尘在线监测及联动喷雾降尘系统的设计方案.该系统由喷雾 探头感应井下监测区域粉尘浓度,在粉尘浓度超过预设的浓度值时,自动开启喷雾装置进行喷雾降尘;同时将采集的粉尘浓度信息由井下中心站传送到地面 中心站进行显示.实际应用表明,该系统实现了粉尘实时监测、联动喷雾、超标报警、远程监控等功能. 4.期刊论文 许升阳.付贵 我国煤矿粉尘防治中的若干技术问题分析 -煤矿安全2000,318 本文分析了我国煤矿防尘技术在实施过程中存在的问题,提出了进一步改进的意见. 5.期刊论文 申晋伟 赵庄矿综采工作面高效除尘技术研究 -中国煤炭2010,364 分析了综采工作面风流分布和粉尘分布情况,阐述了新型采煤机含尘气流控制喷雾降尘装置的降尘效果,并在赵庄矿1303综采工作面将此高效除尘技 术进行了实践应用,结果表明工作面在采用高效除尘技术后,在采煤机滚筒及刮板输送机上方形成了“立体交叉“的喷雾覆盖范围,降尘率达到85以上. 6.期刊论文 曹茂永.李亮报.程学珍.CAO Mao-yong.LI Liang-bao.CHENG Xue-zhen 基于PROFIBUS现场总线的煤矿 粉尘在线监控系统研究 -山东科技大学学报（自然科学版）2007,264 针对目前煤矿粉尘检测大多采用短时间单地点人工测量的方式,提出了基于PROFIBUS总线的煤矿粉尘在线监控系统.系统以能够连续检测粉尘浓度的 传感器为检测工具,以运行稳定可靠的西门子PLC为控制器,以PROFIBUS总线为现场通信手段,实现了长时间大面积的粉尘浓度动态实时监控,并具有超限喷 雾除尘、语音提示和远程监控功能,具有一定的推广价值和应用前景. 7.学位论文 杨莉娜 煤矿粉尘监测与控制系统的模拟研究 2007 煤矿井下各作业点在生产过程中会产生大量粉尘。煤矿粉尘特有的性质决定了其具有很大的危害性诱发职业病尘肺病；加速机械设备磨损，缩短 精密仪器的使用寿命；甚至导致煤尘爆炸事故的发生。 目前煤矿粉尘检测方法及设备无论在技术上还是在实际工作过程中均存在一些难以克服的弊端一般采样器检测到的为瞬时值，只能采集采样时、 点的粉尘浓度，不能及时、动态反映作业场所粉尘污染情况，缺乏代表性，过程繁琐，且测量结果误差较大。在对以往粉尘检测仪器进行分析的基础上 ，研究设计了一种针对煤矿粉尘的监测控制技术系统，并进一步进行试验性计算机软件开发及模拟研究。 1．该系统采用粉尘传感器和单片机技术，对煤矿粉尘进行监测控制。它以单片机系统作为主控制器，采用粉尘传感器、行程开关等部件作为探测器 ，由探测器来监测粉尘是否超限，然后将数据传输给主控制器，并将数据传送到地面监控中心，由主控制器显示、报警或执行控制措施。 2．分析总结目前常用的粉尘监测和控制设备的原理和特点，选择设备组成粉尘监测与控制系统，绘制煤矿粉尘监测与控制系统框图；利用计算机进 行煤矿粉尘监测与控制系统模拟，以VC语言为平台编制出了系统软件，实现了数据的查找、实时显示、保存等功能，为除尘降尘措施的实施提供科学有 效的依据。 3．粉尘超标后要及时采取相应控制措施，煤矿工人要立即停止生产，并启动粉尘控制的措施、设备。粉尘控制设备主要包括通风和除尘、降尘设备 。降尘措施是矿井综合防尘工作的重要环节，现行的降尘措施主要包括干、湿式除尘器除尘以及在各产尘点的喷雾洒水，如放炮喷雾、巷道净化水幕等 。 4．该煤矿粉尘监测和控制系统可以准确、动态监测控制粉尘，同时提出了有效除尘降尘具体措施，实现粉尘监测与控制的程序化及自动化。从而可 以大大降低煤矿粉尘的危害，对于确保从业人员生命健康、预防事故的发生尤为重要。 8.期刊论文 陈东春.徐培铭.李燃 煤矿粉尘现状及综合防治技术探讨 -矿业工程2010,083 介绍了矿尘的危害及矿井粉尘标准和现状.根据井下实践经验,提出了通过煤层注水、通风降尘、湿式作业、水炮泥水封爆破、喷雾防尘和个体防护 等措施进行综合防尘,并着重介绍了煤层注水和通风防尘技术. 9.期刊论文 马素平.寇子明.MA Su-ping.KOU Zi-ming 喷雾降尘效率及喷雾参数匹配研究 -中国安全科学学报 2006,165 采用压力型雾化喷嘴沉降煤矿粉尘简单实用.为了更好地利用喷雾技术高效沉降作业场所的粉尘,采用理论分析的方法得到水雾粒度与水压力之间的 关系曲线,进一步得到喷雾降尘效率与水压力之间的关系曲线,并在煤矿井下进行试验验证.从而得出高效沉降粉尘应该用小口径喷嘴和较高的喷雾压力 ,但应限制在10MPa以下,超过该限值,降尘率提高甚微.2MPa以下的喷雾压力,降尘效率超不过50,对水资源是一种浪费.当限定喷雾系统的水量消耗时,应 采取减小喷嘴口径或减少喷嘴数量的方法获得较高的喷雾压力,从而获得较高的降尘效率. 10.期刊论文 郭晓华.蔡卫.马尚权.张茂增 表面活性剂在煤矿防降尘中的应用实验 -矿业安全与环保2010,373 喷雾降尘和煤层注水是目前煤矿粉尘防治的主要措施.由于煤的疏水性,清水在喷雾降尘和煤层注水中的应用效果不尽人意.根据具体煤样的煤质特性 ,配制出相应的表面活性剂并确定其最佳添加质量分数为0.10.现场实验表明,在喷雾降尘中,煤机后10 m处的总粉尘简称总尘降尘提高率达到65.8,呼 吸性粉尘简称呼尘降尘提高率达到19.7;煤机后15 m处的总尘降尘提高率达到53.05,呼尘降尘提高率达到31.35.在煤层注水应用中,添加表面活性剂 后,继续注水40 min,注水增加率为63.7,整体注水增加率为73. 引证文献14条引证文献14条 1.王信群.秦俊.谢正文.何国敏 三维LDV/APV系统在降尘喷嘴雾特性参数测量中的应用[期刊论文]-煤炭学报 20102 2.程卫民.张立军.周刚.聂文.李建华 综放工作面表面活性剂的喷雾降尘实验及其应用[期刊论文]-山东科技大学学 报（自然科学版） 20094 3.邹声华.李孔清.李刚.郝小礼 翻车机室内的喷雾降尘技术研究[期刊论文]-安全与环境学报 20093 4.武建国.蒋仲安.赖亚磊.郑晓明 综采工作面喷雾隔降尘技术及应用[期刊论文]-煤炭科学技术 20094 5.粟闯.吴超.韩立华.董陇军 地下卸矿站喷雾防尘湿润剂及其系统设计研究[期刊论文]-金属矿山 20091 6.吕自强 高压引流喷射器设计[期刊论文]-煤矿现代化 20086 7.赵亚辉 压力雾化喷嘴流场试验研究[期刊论文]-唐山学院学报 20084 8.李高正 采煤机高压引流喷射降尘技术研究[期刊论文]-河南理工大学学报（自然科学版） 20081 9.谢金亮.王花平 喷雾除尘在矿山中的应用[期刊论文]-矿业快报 20071 10.郑钢镖.康天合.尹志宏.张弛明.段军 不同冲击形式下煤样产尘粒径分布规律研究[期刊论文]-采矿与安全工程 学报 20071 11.马素平.寇子明 喷雾降尘效率及喷雾参数匹配研究[期刊论文]-中国安全科学学报 20065 12.马素平.寇子明 喷雾降尘效率的研究与分析[期刊论文]-太原理工大学学报 20063 13.马素平.寇子明 用于喷雾降尘的压力型雾化喷嘴设计研究[期刊论文]-矿山机械 20061 14.刘毅 综采工作面粉尘运动规律及高压喷雾除尘技术的研究[学位论文]硕士 2006 本文链接 授权使用shenbingf1，授权号8c5eea37-242b-4af3-94d5-9e7301069ed3 下载时间2011年1月22日