CN102966367B - 巷道掘进设备及其除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种巷道掘进设备及其除尘装置。其中，除尘装置包括负压风筒、除尘风机和除尘器、以及风幕机构和正压风筒。风幕机构设置于巷道掘进设备或巷道掘进设备作业的巷道内壁，风幕机构用于向巷道内喷射气流，以形成隔离巷道掘进设备的操作室与掘进工作面的挡尘风幕；正压风筒设置于巷道掘进设备或巷道内壁，其排气端置于挡尘风幕与掘进工作面之间，正压风筒的排气端指向掘进工作面；负压风筒的吸气端置于挡尘风幕与掘进工作面之间。本发明中的除尘装置通过正压风筒向掘进工作面处供风，将掘进工作面附件的瓦斯吹散，稀释了该处的瓦斯浓度，避免了瓦斯在掘进工作面处聚集到一定程度可能引起的爆炸等安全问题。

Description

巷道掘进设备及其除尘装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种巷道掘进设备及其除尘装置。

背景技术

掘进机是一种集截割、装运、行走等功能于一体的综合化采煤设备，由于掘进工作面多为含水量很低的干煤层，所以掘进机在掘进过程中，掘进巷道内会产生大量的粉尘，尤其是岩巷机掘产生的粉尘量更大，可高达1000mg/m3以上，而掘进机的操作者一般离粉尘源很近，粉尘严重危害操作者的身心健康。

专利号为CN200710015894的专利公开了“一种掘进机封闭式除尘方法及装置”，该专利中的除尘装置包括风幕封尘装置、吸风筒、风筒和除尘风机。其中，风幕封尘装置设置在掘进机操作者的前方，包括气流喷射器和供气管；其中，气流喷射器设置在掘进机上，并围绕掘进机的机身布置，由井下的供气管为其供应气流，气流喷射器喷射出的气流在掘进巷道内形成风幕挡尘，将掘进工作面与掘进机操作者隔离，吸风筒穿过风幕并在掘进机的掘进工作面处形成负压，将掘进工作面处的粉尘气体通过风筒吸入除尘风机进行净化处理。但该装置存在如下缺陷：该装置中的风幕只将掘进工作面的粉尘气体隔离在操作者的前方，若在含瓦斯的巷道，由于掘进工作面处的通风不理想，会导致瓦斯在掘进工作面处聚集，当聚集到一定浓度时，容易引起爆炸等事故，故存在严重的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种巷道掘进设备及其除尘装置，以降低掘进工作面处的瓦斯浓度，解决了由于瓦斯聚集可能引起的爆炸等安全问题。

一个方面，本发明提供了一种除尘装置，用于巷道掘进设备，该除尘装置包括负压风筒、除尘风机和除尘器，该装置还包括风幕机构和正压风筒。其中，风幕机构设置于巷道掘进设备或巷道掘进设备作业的巷道内壁，风幕机构用于向巷道内喷射气流，以形成隔离巷道掘进设备的操作室与掘进工作面的挡尘风幕；正压风筒设置于巷道掘进设备或巷道内壁，其排气端置于挡尘风幕与掘进工作面之间，正压风筒的排气端指向掘进工作面；负压风筒的吸气端置于挡尘风幕与掘进工作面之间。

进一步地，上述除尘装置中，挡尘风幕平行于巷道的横断面。

进一步地，上述除尘装置中，风幕机构还包括用于调节风幕机构喷射气流流量的气流控制机构。

进一步地，上述除尘装置中，风幕机构包括进气管、喷嘴座和多个喷嘴；其中，喷嘴座，可拆卸的连接于巷道的顶壁或固定连接于巷道掘进设备操作室前方的机身外周，喷嘴座内设置有与进气管相连通的气体通道；多个喷嘴固定连接于喷嘴座，每个喷嘴均与喷嘴座内的气体通道相连通；气流控制机构为流量控制阀，安装于进气管。

进一步地，上述除尘装置中，喷嘴为扁形喷嘴。

进一步地，上述除尘装置中，风幕机构包括进气管和喷气管；其中，喷气管可拆卸的连接于巷道的顶壁或固定连接于巷道掘进设备操作室前方的机身外周，喷气管与进气管相连通，喷气管的管壁沿其轴向开设有通风孔道；气流控制机构为流量控制阀，安装于进气管。

进一步地，上述除尘装置中，负压风筒的吸气端设置在巷道掘进设备的回转台或截割部上。

进一步地，上述除尘装置还包括：吸尘罩，设置在巷道掘进设备的回转台或截割部上，且与负压风筒的吸气端相连接。

本发明中的除尘装置通过正压风筒向掘进工作面处供风，将掘进工作面附近的瓦斯吹散，稀释了该处的瓦斯浓度，避免了瓦斯在掘进工作面处聚集到一定程度可能引起的爆炸等安全问题。风幕机构喷射的气流在掘进机的操作室和掘进工作面之间形成挡尘风幕，将粉尘隔离在掘进工作面附近，阻挡其向操作者所在的区域扩散，同时，负压风筒可以将掘进工作面处产生的灰尘吸入除尘器中净化处理。

另一方面，本发明还提供了一种巷道掘进设备，该巷道掘进设备上设置有上述任一种除尘装置。

进一步地，所述巷道掘进设备为掘进机或掘锚一体机。

由于除尘装置具有上述效果，所以具有该除尘装置的巷道掘进设备也具有相应的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明除尘装置实施例的正视图；

图2为本发明除尘装置实施例的安装结构示意图；

图3为本发明除尘装置实施例的又一安装结构示意图；

附图标记说明：

1    风幕机构

11   喷嘴座

2    正压风筒

3    负压风筒

4    掘进机

5    挡尘风幕

6    除尘器

7    承载车

8    风筒支架

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图3，图中示出了本发明除尘装置的优选实施例，该装置用于巷道掘进设备，例如掘进机4、掘锚一体机等，本实施例以应用于掘进机4为例，对该除尘装置进行说明。如图所示，该除尘装置至少包括依次连接的负压风筒3、除尘电机和除尘器6、以及风幕机构1和正压风筒2。

其中，风幕机构1设置于掘进机4或掘进机4作业的巷道内壁，风幕机构1用于向巷道内喷射气流以形成隔离掘进机4的操作室与掘进工作面的挡尘风幕5。优选地，挡尘风幕5平行于巷道的横断面（图1中所示的剖面线部分）。具体实施时，风幕机构1可以设置在掘进机上，也可以设置在掘进机4工作的巷道内壁上，风幕机构1喷射的气流在掘进机4的操作室和掘进工作面之间形成挡尘风幕5，将粉尘隔离在掘进工作面附近，阻挡其向操作者所在的区域扩散，有效地改善了操作者的工作环境，另外，由于挡尘风幕5由气流形成，所以不影响操作者视线。

正压风筒2设置在掘进机4作业的巷道的内壁上，其排气端置于挡尘风幕5与掘进工作面之间，并且，正压风筒2的排气端指向掘进工作面。

具体而言，正压风筒2可以设置在掘进巷道的顶壁，其排气端穿过挡尘风幕5后，向掘进工作面处供风，以及时稀释掘进工作面处涌出的瓦斯，防止瓦斯在掘进工作面处聚集，避免了由于瓦斯聚集可能引起的爆炸等安全问题。具体实施时，通过设置巷道正压风筒、挡尘风幕、负压风筒的位置，可以在掘进工作面和挡尘风幕5之间形成循环风流，以更好的避免瓦斯聚集。本领域人应当理解，正压风筒2的吸气端应当与气源相连接，本实施例中，气源可以为风机。

负压风筒3设置于掘进机4上，其吸气端置于挡尘风幕5与掘进工作面之间；负压风筒3的排气端、除尘风机（图中未示出）、除尘器6依次连接，当然，也可以使负压风筒3的排气端、除尘器6、除尘风机依次连接。具体而言，负压风筒3沿掘进机4的纵轴线方向布置，并通过风筒支架8连接在掘进机的顶部，负压风筒3的吸气端穿过挡尘风幕5，并通过除尘风机在掘进工作面处形成负压，及时将掘进工作面处的粉尘气体吸入负压风筒3，进而吸入除尘器6中进行净化处理。优选地，负压风筒3的吸气端设置在掘进机4的回转台或截割部上，使负压风筒3可以随掘进机4的转台或截割部同步摆动，以增强吸尘效果。

为了进一步增强吸尘效果，本实施例还可以增设吸尘罩（图中未示出）。吸尘罩设置在掘进机的回转台或截割部上，且与负压风筒3的吸风口相连接。具体实施时，吸尘罩的截面形状可以为喇叭形、矩形等。

由于负压风筒3需要与设置在掘进机4后面的除尘器6相连接，所以一般长度较长，具体实施时，负压风筒3可以利用风筒支架8与掘进机4及第二运输机相连接，除尘器6安装在可以与掘进机4同步运动的承载车7上，参见图3，承载车7连接于掘进机4的尾部，随掘进机4同步移动。

可以看出，本实施例中的除尘装置增设了正压风筒2，正压风筒2的排气端穿过挡尘风幕5设置在掘进工作面附近，掘进机4作业时，正压风筒2向掘进工作面处供风，将掘进工作面附近的瓦斯吹散，避免瓦斯在掘进工作面处聚集，稀释了瓦斯的浓度，避免了瓦斯聚集可能导致的爆炸等安全问题。同时，负压风筒3可以将掘进工作面处产生的粉尘吸入除尘器6中进行净化处理。

本领域人应当理解，由于风幕机构1形成的挡尘风幕5需要将正压风筒2压出的气体以及混合了工作面粉尘的气流阻挡在掘进工作面区域，不让其往操作室所在的巷道内扩散，因此挡尘风幕5的气流速度必须达到一定值，与压入气流速度满足匹配关系，才能达到挡尘的目的。为满足该要求，本实施例中的风幕机构1还可以增设气流控制机构（图中未示出）。具体实施时，该气流控制机构可以为流量控制机构，安装在风幕机构1中的进气管上，气流控制机构控制风幕气流速度，与巷道压风气流速度匹配，使形成的风幕能够达到挡尘效果。

再继续参见图1，图中还示出了风幕机构1的优选结构。如图所示，风幕机构1包括进气管（图中未示出）、喷嘴座11和多个喷嘴12。其中，喷嘴座11可拆卸的连接于巷道的顶壁。喷嘴座11内设置有与进气管相连通的气体通道；多个喷嘴12固定连接于喷嘴座11的下壁面上，且与喷嘴座11内的气体通道相连通。本实施例中，可以根据巷道断面尺寸、压风量以及风速，为风幕机构1配置相应风量的风机。

喷嘴座11的形状与巷道顶壁的形状相适配，具体而言，对于横截面为圆拱形的巷道，喷嘴座11可以为圆弧段；对于横截面为矩形的巷道，喷嘴座11可以为长条形，本实施例以横截面为圆拱形的巷道为例，对风幕机构1的具体结构进行说明。如图1所示，喷嘴座11为弧形管状结构，例如钢管，可以由一段或多段焊接而成，连接在掘进机驾驶室前方的巷道顶壁上，进气管与该喷嘴座11相连通，向该喷嘴座11中的气体通道供气。喷嘴12可以选择扁形喷嘴，喷嘴12沿喷嘴座11的轴线方向布置于该喷嘴座11的内壁，且与该喷嘴座11内的气体通道相连通。喷嘴12喷射的气流由上而下形成充斥整个巷道断面的挡尘风幕5（图1中的剖面线部分），阻挡了掘进工作面处的粉尘向操作室扩散。优选地，喷嘴12沿喷嘴座11的内壁均匀布置。

上述实施例中，气流控制机构可以选择流量控制阀，安装在风幕机构1的进气管上，以调节风幕机构1喷射的气流流量，使其满足与巷道内压入风量的匹配关系，实现挡尘的目的。

本实施例中，喷嘴座11与巷道顶壁的可拆卸连接具体可以为：在喷嘴座11的弧形外壁上固定连接有挂钩，该挂钩挂接在设置于巷道顶壁的横梁上，当然，也可以采用其他的可拆卸连接方式，本发明对其具体连接形式不作限定。

为了简化系统结构，也可以用喷气管代替喷嘴座11和喷嘴12。具体为，喷气管可拆卸的连接于巷道的顶壁，喷气管与进气管相连通，并且，喷气管的管壁沿其轴向开设有通风孔道，通风孔道朝下布置，以使通风孔道向下喷射的气流，形成充斥整个巷道断面的挡尘风幕5，具体实施时，通风孔道可以沿喷气管的轴向贯穿整个喷气管，也可以沿喷气管的轴向间隔布置。喷气管与巷道顶壁的可拆卸连接方式可以与上述实施例中的喷嘴座11与巷道顶壁的连接方式相同，故不赘述。

掘进机4作业前，先将喷嘴座11挂接在置于掘进机操作室前方的巷道顶壁的横梁上，然后向喷嘴座11内供应气体，喷嘴12喷射的气流形成挡尘风幕5，掘进机4开始作业，并沿巷道慢慢向前移动，当掘进机4的操作室靠近挡尘风幕5时，停止作业，支护液压支架，取下喷嘴座11，将其向前移动，再次安装在位于掘进机操作室前方的巷道顶壁上，依照该安装方法，掘进机在整个巷道内进行作业。在移动喷嘴座11的过程中，也将正压风筒2的排气口端向前延伸，使正压风筒2的排气口端一直保持在挡尘风幕5和掘进工作面之间。

在本法明的又一实施例中，正压风筒2也可以安装在掘进机4上，此时，为正压风筒2供气的风机也可以设置在掘进机4上，随掘进机4同步移动。

在本发明的另一实施例中，风幕机构1也可以固定连接在掘进机4的操作室前方的外周，由于风幕机构1喷射的气流需要充斥整个巷道断面，所以风幕机构1连接在掘进机4上时，风幕机构1的喷嘴座11和喷嘴12需要布置在掘进机机身的外周，使喷嘴12喷射的气流向外辐射于整个巷道断面。需要说明的是，本实施例中的前方为掘进机4行驶方向上的前方。

风幕机构1连接于机身时，由于风幕机构1可以随掘进机4一起运动，所以在掘进机4作业的过程中，不需要拆卸风幕机构1。

本发明实施例中，通过风幕机构1在掘进机操作者前端形成挡尘风幕5，将掘进工作面产生的粉尘控制在迎头区域，阻止其在巷道内的大范围扩散，实现粉尘“区域隔离”。将巷道正压风筒2穿过挡尘风幕5布置，使压入气流及时稀释掘进工作面可能涌出的瓦斯，避免瓦斯聚集；另外，负压风筒3同样穿过挡尘风幕5，通过除尘风机在负压风筒吸风口处形成负压，从而将粉尘气体吸入，在风幕隔离区域形成循环风流。最后，在迎头吸入的含尘气体经除尘器6净化处理排出。

本发明还提供了一种巷道掘进设备，例如掘进机、掘锚一体机，该巷道掘进设备上设置有上述任一种除尘装置，其中，该除尘装置的具体实施过程参见上述说明即可，本发明在此不再赘述。

由于除尘装置具有上述效果，所以具有该除尘装置的巷道掘进设备也具有相应的技术效果。

以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种除尘装置，用于巷道掘进设备，该装置包括负压风筒、除尘风机和除尘器(6)，其特征在于，该装置还包括：

风幕机构(1)，设置于所述巷道掘进设备或所述巷道掘进设备作业的巷道内壁，所述风幕机构(1)用于向所述巷道内喷射气流，以形成隔离所述巷道掘进设备的操作室与掘进工作面的挡尘风幕(5)，

正压风筒(2)，设置于所述巷道掘进设备或所述巷道内壁，其排气端置于所述挡尘风幕(5)与所述掘进工作面之间，所述正压风筒(2)的排气端指向所述掘进工作面；

所述负压风筒(3)的吸气端置于所述挡尘风幕(5)与所述掘进工作面之间；

所述风幕机构(1)还包括用于调节所述风幕机构(1)喷射气流流量的气流控制机构。

2.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，所述挡尘风幕(5)平行于所述巷道的横断面。

3.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，所述风幕机构(1)包括进气管、喷嘴座(11)和多个喷嘴(12)；其中，

所述喷嘴座(11)，可拆卸的连接于所述巷道的顶壁或固定连接于所述巷道掘进设备操作室前方的机身外周，所述喷嘴座(11)内设置有与所述进气管相连通的气体通道；

所述多个喷嘴(12)固定连接于所述喷嘴座(11)，每个所述喷嘴(12)均与所述喷嘴座(11)内的气体通道相连通；

所述气流控制机构为流量控制阀，安装于所述进气管。

4.根据权利要求3所述的除尘装置，其特征在于，所述喷嘴(12)为扁形喷嘴。

5.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，所述风幕机构(1)包括进气管和喷气管；其中，

所述喷气管可拆卸的连接于所述巷道的顶壁或固定连接于所述巷道掘进设备操作室前方的机身外周，所述喷气管与所述进气管相连通，所述喷气管的管壁沿其轴向开设有通风孔道；

所述气流控制机构为流量控制阀，安装于所述进气管。

6.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，所述负压风筒(3)的吸气端设置在所述巷道掘进设备的回转台或截割部上。

7.根据权利要求6所述的除尘装置，其特征在于，所述除尘装置还包括：

吸尘罩，设置在所述巷道掘进设备的回转台或截割部上，且与所述负压风筒(3)的吸气端相连接。

8.一种巷道掘进设备，其特征在于，所述巷道掘进设备上设置有权利要求1至7中任一项所述的除尘装置。

9.根据权利要求8所述的巷道掘进设备，其特征在于，所述巷道掘进设备为掘进机或掘锚一体机。