本發(fā)明涉及一種礦用全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)TBM，尤其涉及的是一種礦用TBM除塵系統(tǒng)及其除塵方法。

背景技術(shù)：

巖巷快速掘進(jìn)的根本出路在于機(jī)械化，而粉塵治理作為巖巷機(jī)械化破巖的一個歷史性難題，嚴(yán)重影響到巖巷機(jī)械化作業(yè)線的推廣。煤礦全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)作業(yè)線，掘進(jìn)單進(jìn)、生產(chǎn)效率可以比普通炮掘提高5至10倍，大幅提高單進(jìn)水平和施工安全保障水平，實(shí)現(xiàn)高度機(jī)械化、自動化、信息化，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)巖巷掘進(jìn)技術(shù)和裝備的歷史性突破，為解決煤礦發(fā)展的巖巷瓶頸問題奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

煤礦全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)，利用旋轉(zhuǎn)刀盤上的滾刀擠壓剪切破巖，通過旋轉(zhuǎn)刀盤上的鏟斗齒卷起石渣，落入主機(jī)皮帶機(jī)上向后輸送，再通過連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)走，滾刀在擠壓、破碎的過程中會產(chǎn)生出大量的粉塵，不及時降塵會快速向巷道后方擴(kuò)散。粉塵治理難，難在粉塵擴(kuò)散速度快，擴(kuò)散到巷道后再去降塵就更加困難，傳統(tǒng)的后方降塵、捕塵措施效果很不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種礦用TBM除塵系統(tǒng)及其除塵方法，實(shí)現(xiàn)對粉塵的有效治理。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括機(jī)載吸風(fēng)管道、機(jī)載排風(fēng)管路、機(jī)載供風(fēng)管路和除塵風(fēng)機(jī)，還包括供風(fēng)風(fēng)機(jī)、供風(fēng)風(fēng)筒、調(diào)風(fēng)裝置；所述機(jī)載吸風(fēng)管道沿礦用TBM的主機(jī)長度方向設(shè)置，所述除塵風(fēng)機(jī)設(shè)置礦用TBM的主機(jī)上，所述除塵風(fēng)機(jī)前端與機(jī)載吸風(fēng)管道相連，后端與機(jī)載排風(fēng)管道相連，所述供風(fēng)風(fēng)機(jī)與供風(fēng)風(fēng)筒相連，所述供風(fēng)風(fēng)筒上設(shè)有第一供風(fēng)口和第二供風(fēng)口，所述調(diào)風(fēng)裝置分別設(shè)置于第一供風(fēng)口和第二供風(fēng)口上，所述第一供風(fēng)口位于除塵風(fēng)機(jī)之后，所述第二供風(fēng)口連接機(jī)載供風(fēng)管路，所述機(jī)載供風(fēng)管路的出口位于礦用TBM的工作面小于或等于10m處。

所述供風(fēng)風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量至少為850m³/min，所述除塵風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量為500m³/min。需要考慮巷道的延伸，巷道散熱量、風(fēng)阻和風(fēng)量，要滿足供風(fēng)量為900m³/min左右。

所述第一供風(fēng)口的供風(fēng)量至少為300m³/min，第一供風(fēng)口供應(yīng)到工作面的風(fēng)量為至少145m³/min，所述機(jī)載供風(fēng)管路供應(yīng)到工作面的風(fēng)量為小于或等于355m³/min。除塵風(fēng)機(jī)停機(jī)時，第一供風(fēng)口的風(fēng)可以自然擴(kuò)散通風(fēng)，能夠確保風(fēng)流流向設(shè)備后方(300m³/min)，除塵風(fēng)機(jī)開啟時，一部分通過巷道風(fēng)流向工作面配風(fēng)，供風(fēng)量不小于145m³/min；其余部分流向后方，風(fēng)量不小于145m³/min，供風(fēng)量要保證300m³/min左右。

所述供風(fēng)風(fēng)機(jī)包括第一風(fēng)機(jī)和第二風(fēng)機(jī)，第一風(fēng)機(jī)的額定供風(fēng)量為300m³/min，第一風(fēng)機(jī)連接第一供風(fēng)口，所述第二風(fēng)機(jī)連接第二供風(fēng)口，第二風(fēng)機(jī)的額定供風(fēng)量為600m³/min。

第一風(fēng)機(jī)選用型號為：FBD-NO.6.3；第二風(fēng)機(jī)選用型號為：FBD-NO.8.0。

所述機(jī)載吸風(fēng)管道的首端位于礦用TBM的工作面，除塵風(fēng)機(jī)分別連接機(jī)載吸風(fēng)管道的末端和機(jī)載排風(fēng)管道的首端，所述機(jī)載排風(fēng)管道的末端設(shè)有網(wǎng)罩式除塵器。能夠有效的過濾較大的顆粒。

所述機(jī)載排風(fēng)管道的排風(fēng)處依次設(shè)有多道防塵水幕簾。實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步除塵。

所述防塵水幕簾包括風(fēng)流過濾網(wǎng)和氣動高壓噴霧頭，所述氣動高壓噴霧頭設(shè)置于風(fēng)流過濾網(wǎng)的出風(fēng)口后方。

所述調(diào)風(fēng)裝置選自手搖式調(diào)風(fēng)裝置和綁扎式調(diào)風(fēng)裝置中的任一種，所述手搖式調(diào)風(fēng)裝置包括調(diào)節(jié)筒體、多個調(diào)節(jié)葉片和旋轉(zhuǎn)把手，所述調(diào)節(jié)葉片設(shè)置于所述調(diào)節(jié)筒體的橫截面上，所述多個調(diào)節(jié)葉片通過旋轉(zhuǎn)把手依次串接，所述旋轉(zhuǎn)把手的端部設(shè)置于調(diào)節(jié)筒體上；所述綁扎式調(diào)風(fēng)裝置包括調(diào)節(jié)風(fēng)筒和三通管道，所述三通管道設(shè)置在調(diào)節(jié)風(fēng)筒上。

所述綁扎式調(diào)風(fēng)裝置可以通過扎緊和放松鎖口控制管路中的風(fēng)流流向。

所述手搖式調(diào)風(fēng)裝置的調(diào)節(jié)筒體上沿進(jìn)風(fēng)口到調(diào)節(jié)葉片處設(shè)有多個放風(fēng)孔。通過放風(fēng)孔控制迎頭風(fēng)量及改變風(fēng)流方向，將多余的風(fēng)給設(shè)備降溫。

一種礦用TBM除塵系統(tǒng)的除塵方法，包括以下步驟：

(1)礦用TBM工作時，刀盤旋轉(zhuǎn)破碎巖石，產(chǎn)生大量的灰塵，開啟除塵風(fēng)機(jī)；

(2)調(diào)節(jié)風(fēng)量，確保風(fēng)量平衡及風(fēng)流穩(wěn)定且符合規(guī)程要求

(3)供風(fēng)壓力作用在工作面上，防止灰塵擴(kuò)散，除塵風(fēng)機(jī)將灰塵通過機(jī)載吸風(fēng)管道抽入到設(shè)備后端，實(shí)現(xiàn)長壓短抽的作業(yè)；

(4)刀盤切割時，多余風(fēng)量利用調(diào)節(jié)裝置對設(shè)備進(jìn)行降溫；設(shè)備停止掘進(jìn)時，機(jī)載供風(fēng)管路的風(fēng)供不到工作面，此時自然擴(kuò)散通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)降溫設(shè)備。因?yàn)槌鲲L(fēng)口距離工作面約有10米，因此停機(jī)時，機(jī)載供風(fēng)管路的風(fēng)是無法送到工作面的。

粉塵擴(kuò)散關(guān)鍵因素是風(fēng)流和風(fēng)速，要徹底的做好粉塵治理，必須控制擴(kuò)散范圍和擴(kuò)散速度，使用長壓短抽通風(fēng)方式縮小粉塵擴(kuò)散范圍和流向，礦用TBM滾刀切割產(chǎn)生的粉塵在第一時間就被吸走，粉塵不擴(kuò)散和不向外蔓延的情況下就將其捕捉住；使用風(fēng)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制降低工作面的供風(fēng)量，從而控制新鮮風(fēng)、污風(fēng)的風(fēng)向，使粉塵擴(kuò)散不到后方巷道中來，工作面出現(xiàn)的粉塵都被除塵風(fēng)機(jī)處理。綜上可知，要提升粉塵治理效果，必須用好長壓短抽和風(fēng)量調(diào)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。

簡單的長壓短抽不能將快速擴(kuò)散的粉塵完全捕獲，根據(jù)對不同時間、不同區(qū)域風(fēng)流及風(fēng)量的控制，既實(shí)現(xiàn)了人員作業(yè)區(qū)粉塵的達(dá)標(biāo)，又可動態(tài)滿足現(xiàn)場降溫的需要。由于除塵風(fēng)機(jī)除塵效率的局限性，排放端風(fēng)流中的粉塵含量依然難以達(dá)標(biāo)，為此設(shè)計(jì)在出風(fēng)口加設(shè)網(wǎng)罩式除塵器，巷道后方設(shè)置了防塵水幕簾，大大提高了除塵效果。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便，工作面回風(fēng)流、F2粉塵檢測探頭值為1.5～2mg/m³。有效改善了工作人員的作業(yè)環(huán)境，為礦井安全可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A部分的局部示意圖；

圖3是圖1中B部分的局部示意圖；

圖4是圖1中C部分的局部示意圖；

圖5是調(diào)風(fēng)裝置的局部示意圖；

圖6是調(diào)節(jié)葉片的左視圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1～4所示，圖中左向?yàn)楣╋L(fēng)，右向?yàn)槲L(fēng)，本實(shí)施例包括依次連接的掘進(jìn)刀盤11、盾體與驅(qū)動件12、梁體13、撐緊推進(jìn)機(jī)構(gòu)14、后支撐機(jī)構(gòu)15、后配套構(gòu)件16；所述撐緊推進(jìn)機(jī)構(gòu)14包括推進(jìn)油缸141和撐靴142，所述撐靴142有多個，沿掘進(jìn)機(jī)主機(jī)的水平方向垂直對稱設(shè)置，所述推進(jìn)油缸141的一端連接梁體，另一端驅(qū)動撐靴，所述后支撐機(jī)構(gòu)15通過拖拉油缸17連接后配套構(gòu)件16，梁體13包括依次連接的主梁131、環(huán)形梁132、過度梁133和滑梁134。

本實(shí)施例的除塵系統(tǒng)包括機(jī)載吸風(fēng)管道21、機(jī)載排風(fēng)管路26、除塵風(fēng)機(jī)22、機(jī)載供風(fēng)管路25、供風(fēng)風(fēng)機(jī)(圖中未顯示)、供風(fēng)風(fēng)筒23和調(diào)風(fēng)裝置24；

所述機(jī)載吸風(fēng)管道21沿礦用TBM的主機(jī)長度方向設(shè)置，所述除塵風(fēng)機(jī)22設(shè)置礦用TBM的主機(jī)上，所述除塵風(fēng)機(jī)22前端與機(jī)載吸風(fēng)管道21相連，后端與機(jī)載排風(fēng)管道26相連，所述供風(fēng)風(fēng)筒23上設(shè)有第一供風(fēng)口231和第二供風(fēng)口232，所述調(diào)風(fēng)裝置24分別設(shè)置在第一供風(fēng)口231和第二供風(fēng)口232上，所述第一供風(fēng)口231位于除塵風(fēng)機(jī)22之后，所述第二供風(fēng)口232連接機(jī)載供風(fēng)管路25，所述機(jī)載供風(fēng)管路25的出口位于礦用TBM的工作面小于或等于10m處。

除塵風(fēng)機(jī)22為KCS500D濕式除塵風(fēng)機(jī)，其設(shè)計(jì)除塵風(fēng)量為500m³/min，額定除塵率92％，電機(jī)功率為2×30kW。

需要考慮巷道的延伸，巷道散熱量、風(fēng)阻和風(fēng)量，要滿足供風(fēng)量不少于850m³/min。

供風(fēng)風(fēng)機(jī)包括第一風(fēng)機(jī)和第二風(fēng)機(jī)，第一風(fēng)機(jī)的額定供風(fēng)量為300m³/min，第一風(fēng)機(jī)連接第一供風(fēng)口231，所述第二風(fēng)機(jī)連接第二供風(fēng)口232，第二風(fēng)機(jī)的額定供風(fēng)量為600m³/min。

第一風(fēng)機(jī)選用型號為：FBD-NO.6.3；第二風(fēng)機(jī)選用型號為：FBD-NO.8.0。

第一供風(fēng)口231供應(yīng)到工作面的風(fēng)量為至少145m³/min，所述機(jī)載供風(fēng)管路25供應(yīng)到工作面的風(fēng)量不大于355m³/min。除塵風(fēng)機(jī)22停機(jī)時，第一供風(fēng)口231的風(fēng)可以自然擴(kuò)散通風(fēng)，能夠確保風(fēng)流流向設(shè)備后方(300m³/min)，除塵風(fēng)機(jī)22開啟時，一部分通過巷道風(fēng)流向工作面配風(fēng)，供風(fēng)量不小于145m³/min；其余部分流向后方，風(fēng)量不小于145m³/min，供風(fēng)量要保證300m³/min。

機(jī)載吸風(fēng)管道21的首端位于礦用TBM的工作面，所述機(jī)載排風(fēng)管道26的末端的排風(fēng)口上設(shè)有網(wǎng)罩式除塵器211。能夠有效的過濾較大的顆粒。

機(jī)載排風(fēng)管道26的排風(fēng)處依次設(shè)有三道防塵水幕簾212。實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步除塵。

所述防塵水幕簾212包括風(fēng)流過濾網(wǎng)214和氣動高壓噴霧頭213，所述氣動高壓噴霧頭213設(shè)置于風(fēng)流過濾網(wǎng)214的出風(fēng)口。

如圖5和圖6所示，本實(shí)施例的調(diào)風(fēng)裝置24為手搖式調(diào)風(fēng)裝置，包括調(diào)節(jié)筒體241、多個調(diào)節(jié)葉片242和旋轉(zhuǎn)把手243，所述調(diào)節(jié)葉片242設(shè)置于所述調(diào)節(jié)筒體241的橫截面上，所述多個調(diào)節(jié)葉片242通過旋轉(zhuǎn)把手243依次串接，所述旋轉(zhuǎn)把手243的端部設(shè)置于調(diào)節(jié)筒體241上。通過調(diào)節(jié)葉片242的開合實(shí)現(xiàn)對風(fēng)量的調(diào)節(jié)。

所述手搖式調(diào)風(fēng)裝置的調(diào)節(jié)筒體241上沿進(jìn)風(fēng)口到調(diào)節(jié)葉片242處設(shè)有多個放風(fēng)孔244。通過放風(fēng)孔244將新風(fēng)擴(kuò)散到設(shè)備中。

其他實(shí)施例中，可以選用綁扎式調(diào)風(fēng)裝置，包括調(diào)節(jié)風(fēng)筒和三通管道，所述三通管道設(shè)置在調(diào)節(jié)風(fēng)筒上。所述綁扎式調(diào)風(fēng)裝置可以通過扎緊和放松鎖口控制管路中的風(fēng)流流向。

具體的工作過程如下：

(1)礦用TBM工作時，刀盤旋轉(zhuǎn)破碎巖石，產(chǎn)生大量的灰塵，開啟除塵風(fēng)機(jī)22；

(2)調(diào)節(jié)調(diào)風(fēng)裝置24，將第一供風(fēng)口231上的調(diào)節(jié)葉片242手動關(guān)閉，控制風(fēng)流使供風(fēng)向設(shè)備吹，將第二供風(fēng)口232的上的調(diào)節(jié)葉片242242逐漸打開，控制機(jī)載供風(fēng)管路25的風(fēng)量為355m³/min，保證第一供風(fēng)口231至工作面的風(fēng)不小于145m³/min，第一供風(fēng)口231至第二供風(fēng)口232風(fēng)量不小于145m³/min，除塵風(fēng)機(jī)22的吸風(fēng)量不小于工作面的供風(fēng)，工作面的污風(fēng)不向外擴(kuò)散，各段風(fēng)流速度符合《煤礦安全規(guī)程》；

(3)要確保供風(fēng)風(fēng)口的風(fēng)量不能超過吸風(fēng)口，防止灰塵受風(fēng)流吹向外擴(kuò)散，因此除塵風(fēng)機(jī)22將灰塵通過機(jī)載吸風(fēng)管道21抽入到設(shè)備后端，實(shí)現(xiàn)長壓短抽的作業(yè)；

(4)設(shè)備運(yùn)行時，多余風(fēng)量利用調(diào)風(fēng)裝置24對設(shè)備進(jìn)行降溫；設(shè)備停機(jī)，調(diào)風(fēng)裝置24反向調(diào)整恢復(fù)原有供風(fēng)模式，各處自然擴(kuò)散通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)降溫設(shè)備。調(diào)風(fēng)裝置24在風(fēng)流的調(diào)節(jié)中起到關(guān)鍵性作用，直接關(guān)系到除塵效果的好壞，利用它控制工作面風(fēng)量，促使巷道各段的風(fēng)向能滿足高效粉塵治理的要求。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。