矿用强抗风型细泡伞状包裹抑尘系统

导语：喷雾降尘喷嘴易堵塞、雾滴易随供风筒风流到司机身上，致使司机“如在雨中”，极大增加工人不适感且除尘效率低，适用效果差。本期转化果平台推荐的《矿用强抗风型细泡伞状包裹抑尘系统》，是一款适用于矿山环境的高效抑尘设备。该系统结合了强抗风性能和细泡伞状包裹技术，能够有效减少作业过程中产生的粉尘污染，保障作业环境的清洁与安全。

01项目研究背景

泡沫抑尘技术多以含水量较低的干泡沫为抑尘载体，高发泡倍数导致消泡时间过长，遮挡视线，造成白色污染，泡沫抗风性能差，喷不到目标位置，喷射角度发生偏差，发泡装置因水压与风压波动导致发泡与调控难度增大，采用普通鸭型喷头喷射泡沫，无法根据现场供给参数与尘源位置灵活调控，导致包裹尘源能力差，增加人员工作量。因此，亟需研发一种抗风性好、可适应宽范围风水参数、喷头可调且防堵、对尘源抑制效果明显、易调控操作、不对环境造成二次污染、减轻工人负担的新型矿用强抗风型细泡伞状包裹抑尘系统。

02研究内容

1.抑尘系统

矿用强抗风型细泡伞状包裹抑尘系统主要由风水双级射流细泡发生装置、气驱泡高效分流装置、万向可调式伞状防堵喷头和专用湿泡抑尘剂构成。

装置体积小，重量轻，安装移动轻便，便于井下狭小空间内的运输。

本技术创新性提出含水量介于喷雾与泡沫之间的“细泡-湿泡”抑尘理念，克服了传统喷雾降尘和泡沫抑尘的痛点问题，操作简单，易调控，产生的高能湿细泡可实现对产尘源的精准覆盖，最高可抵抗1500 m³/min供风风量。

2.解决的关键问题

（1）喷嘴易堵塞、尘源覆盖效果差。传统喷雾降尘采用小通道的细水雾喷嘴，在井下水质整体较差，工作环境恶劣的情况下极易堵塞，需频繁更换，维护量大；传统泡沫喷头无法根据现场风水供给参数灵活调整开合大小，进而改变覆盖范围，导致包裹尘源效率低下。

（2）抗风性差。喷雾降尘雾滴粒径较小，易受工作面风流扰动出现折返；传统泡沫抑尘技术以干泡沫为载体，虽强化了发泡效果，但仅适用于供风量低于350 m³/min的工作面，在大风量影响下难以到达煤壁，且喷射角度会发生偏差。

（3）发泡装置难调控。现有泡沫发生装置常因井下压风流量过大、高压水流量与压力不稳定，致使泡沫制备过程中易出现风水压力、流量不协调等问题，且难以调控，严重时会出现反风或者反水的现象，导致发泡失败。

3.核心技术

（1）万向可调式伞状防堵喷头。自研矿用可调式伞状防堵喷头，在实现细泡伞状包裹，压制尘源的基础上，通过优化内部结构设计，从硬件上遏制了喷头阻塞的可能，使得设备几乎不需要后期维护保养，搭配万向调节单元，可实现细泡作用域“灵活调节，随心而动”。

（2）新型细泡抑尘载体。将除尘载体由空气含量较大的干泡沫优化为含水量介于喷雾与泡沫之间的细湿泡沫，通过增加水含量提高泡沫密度，继而增强细泡的抗风性能，解决了传统干泡沫含水量低易随风流折返的问题，保证细泡能直击煤壁，遏制尘源。

（3）风水双级射流细泡发生装置。针对现有发泡技术存在风水匹配困难的弊端，提出风水双级高能射流发泡技术，在保证发泡效果的同时，通过设备内部双射流产生的“正压＋负压”双压作用，实现对风压和水压的精确调控，操作上更为简单便利。 

（4）AA-OT特制湿泡抑尘剂。基于新型“细泡-湿泡”抑尘思路，研制适合本设备的专属湿泡抑尘剂，产生的细泡相较于干泡沫更细密，消散速度更快，且对不用种类与粒度的煤尘和岩尘均具有良好的粘附、包裹和截留效果。

4.技术参数对比

本产品适用于各种高突矿井、大断面、高风量采掘工作面的粉尘治理，可应对多种恶劣环境，主要技术参数及同类设备对比如表1所示。

03应用效果

本技术已在全国多家煤企的煤矿井下成功应用，应用细泡伞状包裹抑尘技术后，司机处全尘抑尘效率可达87.81%，呼尘抑尘效率可达84.59%；二运转载点处全尘抑尘效率可达82.46%，呼尘抑尘效率可达81.53%；二运转载点后25m处全尘抑尘效率可达81.67%，呼尘抑尘效率可达79.72%，且细泡未出现随通风风流折返现象，消泡时间短，不干扰司机视线，使用非常方便。