煤矿井下高压喷雾特性及降尘效果实验研究

发布时间：2017-11-24 01:09

  本文关键词：煤矿井下高压喷雾特性及降尘效果实验研究

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【摘要】：随着煤矿生产机械化程度的不断提高,开采技术的革新,矿井的开采朝着高产、集约化生产方向发展,生产效率在不断提高,但同时采掘工作面产尘量越来越大,加大了矿井粉尘治理的难度。由于煤矿粉尘对矿井安全生产和矿工身心健康构成了严重威胁,为了降低井下空气中的粉尘浓度,改善作业环境,国内外煤矿广泛采用过煤层注水、喷雾降尘、通风排尘、除尘器除尘、化学抑尘等多种粉尘治理技术,其中喷雾降尘是最常用的一种防尘技术手段。然而目前煤矿井下的喷雾降尘技术其降尘效果较差,尤其是对呼吸性粉尘的降尘效率很低,因此针对喷雾降尘技术开展深入研究,对改善井下作业环境,确保煤矿安全生产具有十分重要的意义。本文在自行设计的煤矿井下降尘装置性能实验平台上,运用实验的方法,针对喷嘴雾化特性和喷雾降尘效率影响因素进行了系统研究。通过对喷嘴雾化特性的实验测试,结合理论分析,得出了喷雾供水压力对煤矿常用的三种不同喷嘴雾化效果、喷雾角、射程的影响规律,即对于某一特定结构喷嘴,随着喷雾压力的增大,喷嘴的雾化粒径变细,雾滴粒径分散度增大,雾化效果得到明显改善,同时喷嘴的雾化角、喷雾流量也相应增大,喷雾有效射程提高,有利于喷雾降尘;并就喷嘴的结构形式、孔径对喷雾特性的影响进行了实验分析,得出了旋流叶片型喷嘴在实验的三种喷嘴中雾化效果最好。通过多种工况条件下喷雾降尘效果的实验测试,得出了提高喷嘴供水压力,能提高喷雾降尘效果,尤其是对提高呼吸性粉尘降尘效果作用明显;同时还考察了喷嘴结构、喷嘴孔径、喷雾量以及巷道空气中的粉尘浓度及粒径分布和巷道风速对喷雾降尘效果的影响。最终综合实验分析,建议煤矿井下采用孔径为1.2mm或者1.5mm旋流叶片型喷嘴,供水工作压力设置为8MPa,能取得较好的降尘效果。本文是以煤尘为粉尘代表开展的实验研究工作,研究成果不仅能用于指导采煤工作面和煤巷掘进工作面喷雾降尘技术工作,同时对其它粉尘的喷雾降尘技术应用也具有一定参考价值。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD714.4

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