一种抑制煤尘的装置、方法及抑尘材料

1.本发明涉及煤矿除尘技术领域，具体涉及一种抑制煤尘的装置、方法及抑 尘材料。


背景技术：

2.在我国，井工开采法占据煤炭开采中的主导地位，随着相关技术的快速发 展，现代化矿山机械大量投入煤矿生产建设，极大的提高了生产效率，但也导 致了大量煤尘的产生。
3.目前，国内外传统的除尘方法主要有：煤层注水、喷雾除尘、除尘器除尘、 泡沫除尘等。传统降尘方法煤尘扩散至综采工作面污染工作面后进行除尘，且 传统方法均为人工喷洒水或药剂进行，不具有超前性，工作效率极低，极大的 降低了工作效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种抑制煤尘的装置、方法及抑尘材料，以解决现 有技术中存在的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种抑制煤尘的装置，包括： 自上而下依次设置的喷洒管道、循环流通管和多功能接收槽；其中，所述喷洒 管道，用于将抑尘药剂喷向煤尘；所述循环流通管，连接所述喷洒管道和所述 多功能接收槽，用于将所述多功能接收槽中的抑尘药剂引入所述喷洒管道；所 述多功能接收槽，所述多功能接收槽的底部为储药室，用于存储所述抑尘药剂， 并过滤所述抑尘药剂与所述煤尘的混合物，完成所述抑尘药剂的多次利用。
6.可选实施例中，所述喷洒管道设置有多个，所述喷洒管道并排安装于采煤 工作面正前方的顶板处；或，所述喷洒管道并排安装于在距回风平巷超前支护 后10m处的顶板处；所述多功能接收槽上部的接药室位于所述喷洒管道正下方。
7.可选实施例中，每个所述喷洒管道的下方均等距设有一排喷药孔，每个所 述喷洒管道的一侧均等距设有一排回流眼。
8.可选实施例中，所述接药室与所述储药室之间设置有过滤网，所述储药室 的侧壁上设置有一排排流眼，一排所述排流眼位于所述过滤网的下方。
9.可选实施例中，所述循环流通器包括循环流通管，所述循环流通管的上侧 端口为出水口，所述出水口与所述喷洒管道上的相应的所述回流眼过盈连接； 所述循环流通管的下侧端口为进水口，所述进水口与所述多功能接收槽的相应 的所述排流眼过盈连接。
10.可选实施例中，所述喷洒管道中经所述喷药孔喷洒出的所述抑尘药剂形成 较为密集的多层药帘，采煤工作面产生的煤尘与所述药帘充分接触被快速吸附。
11.可选实施例中，所述喷洒管道排列后经所述喷药孔喷洒出的所述抑尘药剂 的覆盖范围超过所述采煤机割煤时采煤工作面产生煤尘的范围；或，所述抑尘 药剂的覆盖范围超过污风的流通范围；所述接药室的接收范围大于所述喷药孔 喷洒出的所述抑尘药剂的
覆盖范围。
12.另一方面，本发明还提供了一种如上所述的抑制煤尘的装置的使用方法， 包括如下步骤：步骤1，将海绵放入破碎机中破碎，后进行研磨筛分等至200 目大小，再将各原料按照既定比例放入搅拌器中，充分混合搅拌，制取所述抑 尘药剂；步骤2，将所述喷洒管道并排安装于采煤工作面对应的顶板处，将所 述多功能接收槽安置固定于底板，利用所述循环流通器将二者连接，向所述多 功能接收槽中注入所述抑尘药剂；所述抑尘药剂通过所述循环流通器由回流眼 进入所述喷洒管道内，所述抑尘药剂经喷药孔喷洒出形成药帘并与采煤机割煤 过程中在采煤工作面处产生的煤尘充分接触，使煤尘快速超前吸附；步骤3， 吸附后的所述抑尘药剂与煤尘的混合物垂直落入接药室内，经所述混合物通过 过滤网物理吸附后进入储药室中；步骤4，通过步骤3的过滤，进入所述储药 室内的所述抑尘药剂相对较纯净，将此抑尘药剂重新通过排流眼输送至所述循 环流通器中，重复步骤1。
13.另一方面，本发明还提供了一种抑尘材料，应用于上述的抑制煤尘的装置， 或上述的抑制煤尘的装置的使用方法，所述抑尘材料的组分，以体积百分比计， 包括：2％～5％阴离子表面活性剂、2％～5％阳离子表面活性剂、10％～20％海 绵碎屑、2％～5％吐温和55％～84％水。
14.可选实施例中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述阳离子 表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵；所述吐温为吐温80；所述水为去离子水 或蒸馏水。
15.本发明的有益效果在于：
16.(1)采煤机割煤时在采煤工作面产生煤尘，煤尘刚刚出现时被采煤工作面 正前方顶板上安装的喷洒管道中喷出的药帘快速覆盖吸附，煤尘在刚出现尚未 大范围流动时就被抑制，实现了在产生煤尘处的超前抑尘，减少了煤尘的扩散， 可以减缓当前粉尘危害工作人员身体健康的现状。此外，在过滤网及循环流通 器的配合支撑下，可以将抑尘药剂资源循环利用，减少能源的损耗，减轻了经 济负担。
17.(2)该抑尘材料使用阴、阳离子表面活性剂混合复配的方法进行制作，其 主要原理在于阴、阳离子表面活性剂复配后，复配体系与煤尘之间的静电作用 力减小，将大大提高对煤尘的吸附效果，使得煤尘更加具有可润湿性。同时利 用海绵碎屑粉末的多孔结构进行物理吸附，可以更加有效快速的进行降尘。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳 动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为本发明一实施例提供的抑制煤尘的装置中喷洒管道的结构示意图。
20.图2为本发明一实施例提供的抑制煤尘的装置中循环流通器的结构示意 图。
21.图3为本发明一实施例提供的抑制煤尘的装置中多功能接收槽的结构示意 图。
22.图4为本发明一实施例提供的抑制煤尘的装置中矿井区段平巷抑尘设备布 置位置示意图。
23.其中，图中附图标记为：1、喷洒管道；2、回流眼，3、喷药孔，4、循环 流通器，5、出水
口，6、循环流通管，7、进水口，8、多功能接收槽，9、接药 室，10、过滤网，11、储药室，12、排流眼，13、运输平巷，14、新鲜风流、 15、垮落区，16、采煤工作面，17、污风，18、回风平巷超前支护，19、抑尘 装置安装处，20、回风平巷，21、较新鲜风流。
具体实施方式
24.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直 接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它 可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、
ꢀ“
后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附 图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。 术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有 明确具体的限定。
26.实施例一
27.请参阅附图1-3，本实施例的目的在于提供了一种抑制煤尘的装置，包括： 自上而下依次设置的喷洒管道1、循环流通管6和多功能接收槽8；其中，喷洒 管道1，用于将抑尘药剂喷向煤尘；循环流通管6，连接喷洒管道1和多功能接 收槽8，用于将多功能接收槽8中的抑尘药剂引入喷洒管道1；多功能接收槽8， 多功能接收槽8的底部为储药室11，用于存储抑尘药剂，并过滤抑尘药剂与煤 尘的混合物，完成抑尘药剂的多次利用。
28.具体地，喷洒管道1设置有多个，并排安装于采煤工作面16正前方的顶板 处，优选地，使用钢片铆钉等将喷洒管道1固定于顶板，每个喷洒管道1的下 方均等距设有一排喷药孔3，每个喷洒管道1的一侧均等距设有一排回流眼2。 多功能接收槽8的上部为接药室9，接药室9与储药室11之间设置有过滤网10， 过滤网10由多孔性材料构成，多孔性材料为活性炭或棉制品，使得进入下部储 药室11中的抑尘药剂仍较为纯净。储药室11的侧壁上设置有一排排流眼12， 一排排流眼12位于过滤网10的下方。循环流通器4包括循环流通管6，循环 流通管6的上侧端口为出水口5，出水口5与喷洒管道1上的相应的回流眼2 过盈连接；循环流通管6的下侧端口为进水口7，进水口7与多功能接收槽8 的相应的排流眼12过盈连接。
29.需要说明的是，喷洒管道1中经喷药孔3喷洒出的抑尘药剂形成较为密集 的多层药帘，优选地，抑尘药剂流通于喷洒管道1中，从喷药孔3处借助水压 垂直向下喷洒，形成较为密集的药帘，采煤机割煤过程中产生的煤尘与药帘充 分接触被快速吸附；抑尘药剂需要的循环流动动力完全由矿井内部的电力提供。
30.进一步地，抑尘药剂通过循环流通器6由多功能接收槽8下部运送至喷洒 管道1的回流眼2处，进而进入喷洒管道1，多层药帘主要是通过化学药剂复 配组成抑尘剂，从而在向下流动的过程中吸附采煤工作面第一时间产生的煤尘， 实现煤尘在产生处沉降，不进入到工作面其余位置，实现超前控尘。值得一提 的是，喷洒管道1排列后经喷药孔3喷洒出的抑尘药剂的覆盖范围超过采煤机 割煤时产生煤尘的范围；多功能接收槽8安置于采煤机的工作面外侧，接药室 9位于喷洒管道1正下方，接药室9的接收范围大于喷药孔3喷洒出的抑
尘药 剂的覆盖范围。
31.可选实施例中，请参阅附图4，新鲜风流14经运输平巷13经过采煤工作 面16，采煤机割煤过程中在采煤工作面(16)处产生的大量煤尘在新鲜风流(14) 作用下运输到距回风平巷超前支护18后10m处的抑尘装置安装处19时，新鲜 风流14与煤尘混合产生污风17，污风17中所携带煤尘与所述多层药帘充分接 触被快速吸附，获得较新鲜风流21，大量减少排出至回风平巷20中风流的煤 尘含量。需要说明的是，抑尘药剂的覆盖范围超过污风17流通范围，此时，喷 洒管道1与多功能接收槽8安置于距回风平巷超前支护18后10m的顶板与底 板处。
32.实施例二
33.请参阅附图1-4，本实施例的目的在于提供了一种以上实施例中抑制煤尘 的装置的使用方法，包括如下步骤：
34.步骤1，将海绵放入破碎机中破碎，后进行研磨筛分等至200目大小，再 将各原料按照既定比例放入搅拌器中，充分混合搅拌，制取抑尘药剂；
35.步骤2，将喷洒管道1并排连接于采煤工作面16对应的顶板处，将多功能 接收槽8安置固定于底板，利用循环流通器4将二者连接，向多功能接收槽8 中注入抑尘药剂；抑尘药剂通过循环流通器8由回流眼2进入喷洒管道1内， 抑尘药剂经喷药孔3喷洒出形成药帘并与采煤机割煤过程中在采煤工作面16 处产生的煤尘充分接触，使煤尘快速超前吸附；
36.步骤3，吸附后的抑尘药剂与煤尘的混合物垂直落入接药室9内，经混合 物通过过滤网10物理吸附后进入储药室11中；
37.步骤4，通过步骤3的过滤，进入储药室11内的抑尘药剂相对较纯净，将 此抑尘药剂重新通过排流眼12输送至循环流通器4中，重复步骤1，使的整个 过程成为可循环装置，可节约资源，且减少了更换抑尘药剂的次数。
38.实施例三
39.本实施例的目的在于提供了一种抑尘材料，应用于以上实施例中的抑制煤 尘的装置，或应用于以上实施例中中抑制煤尘的装置的使用方法，抑尘材料的 组分，以体积百分比计，包括：2％～5％阴离子表面活性剂、2％～5％阳离子表 面活性剂、10％～20％海绵碎屑、2％～5％吐温和55％～84％水。优选地，阴离 子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化 铵；吐温为吐温80；水为去离子水或蒸馏水。
40.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。