一种用于N00工法的过滤降尘装置及其降尘方法

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一种用于n00工法的过滤降尘装置及其降尘方法
技术领域
1.本发明涉及煤矿降尘设备领域，特别是涉及一种用于n00工法的过滤降尘装置及其降尘方法。

背景技术：

2.在煤矿中，煤尘的存在往往会加剧机械磨损，缩短机械设备的使用寿命，而且遇明火能燃烧、甚至爆炸，会极大地影响煤矿的安全生产，掘巷和采煤作业工作面作为煤矿井下重要的作业场所，是煤矿粉尘(煤尘、岩尘)产生的重要场所。
3.无煤柱自成巷n00工法是我国学者提出的一种采煤新方法，其在开采过程中，回风巷端头区域处于采煤工作面和回风巷道的交界处，此处作业人员密集，同时，由于新风系统的新风会从采煤工作面流过，并在回风巷端头区域转折后从回风巷道排出，风流转折会导致粉尘极易集聚在回风巷端头区域，使得回风巷端头区域人员作业环境极其恶劣，严重影响施工安全，危害工人身心健康。
4.在以往的开采过程中，为了降低回风巷端头区域煤尘含量(或其他煤尘聚集工作区)，通常采用通风机向工作区输送新鲜风的方式降尘，传统降尘装置因电机吸入带有煤尘的气体容易产生打火爆炸，因此正常工作时，往往将电机置于远离回风巷的新鲜风流中，同时采用长距离风筒连接电机至工作地点，例如申请号为“201921636592.0”，名称为“一种煤矿开采用通风装置”的实用新形专利、申请号为“201921827428.8”，名称为“一种用于煤矿开采的通风设备”的实用新形专利，均是利用长距离风筒输送外界的新鲜风流至煤矿内的指定位置，受外界环境限制明显，送风距离长、效率低，风机能耗大，漏风点较多，供风效果差，成本高，难以随工作面开采灵活布设，存在较大的安全隐患。
5.因此人们亟需一种能在原位进行空气处理，过滤效果好、安全性高且降低能耗以及成本的用于n00工法的过滤降尘装置及其降尘方法。

技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种用于n00工法的过滤降尘装置及其降尘方法，以解决上述现有技术存在的问题，直接将过滤降尘装置设置在采煤工作面与回风巷道的交界处，减少输风管道的布设，降低能耗以及成本，且空气经过水过滤后再经过风机，空气中的粉尘会被水所吸附，提高了空气的过滤效果，避免含有大量粉尘的空气直接与风机接触，导致风机产生打火爆炸的问题，提高装置运行的安全性。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于n00工法的过滤降尘装置，包括风机、抽风筒、用于盛放水的过滤水箱以及进风筒，所述风机设置在所述抽风筒内，所述抽风筒、所述过滤水箱以及所述进风筒均设置在采煤工作面与回风巷道的交界处，所述抽风筒的抽风口与所述过滤水箱相连通，所述进风筒与所述过滤水箱的底部连通，所述进风筒远离所述过滤水箱的一端为污染空气进口，所述抽风筒远离所述过滤水箱的一端为洁净空气出口，在所述风机未启动状态下，所述进风筒内的水体积小于所述过滤水箱
内水面与所述抽风口的底端所在水平面之间的空腔体积。
8.优选的，所述过滤水箱包括柱形筒以及锥形筒，所述柱形筒底端与所述锥形筒的顶端密封连通，所述锥形筒的底端直径小于顶端直径，所述锥形筒的底端通过l形连接管与所述进风筒相连通，所述锥形筒的内部设置有用于在水中切割气泡的切割网；或者所述过滤水箱为筒状结构，所述筒状结构的侧壁底部与所述进风筒相连通，所述筒状结构内设置有用于在水中切割气泡的切割网。
9.优选的，所述进风筒的进风口设置有第一过滤网。
10.优选的，所述抽风筒内还设置有第二过滤网以及喷雾加湿器，所述第二过滤网设置在所述风机靠近所述过滤水箱的一侧，所述喷雾加湿器设置在所述风机远离所述过滤水箱的一侧。
11.优选的，所述抽风筒朝远离所述过滤水箱的方向向下倾斜设置。
12.优选的，所述第二过滤网与所述风机之间设置有用于吸收空气中水滴的干燥过滤网。
13.优选的，所述喷雾加湿器包括若干个间隔设置且内部中空的环形供水盘，相邻所述环形供水盘间通过连通管相连通，所述环形供水盘通过水源接头与外界供水装置相连通，所述环形供水盘上均匀设置有若干个雾化喷嘴。
14.优选的，所述雾化喷嘴朝向所述洁净空气出口设置。
15.优选的，所述抽风筒下方设置有牵引车，所述过滤水箱与所述进风筒设置在平板车上，所述牵引车的后端与所述平板车连接，所述牵引车上设置有用于支撑所述抽风筒的支撑立柱。
16.本发明还提供一种上述用于n00工法的过滤降尘装置的降尘方法，包括以下步骤：
17.s1：启动风机，风机抽动抽风筒内空气，形成负压，进风筒的进风口处的待清洁空气经过第一过滤网的过滤后，压迫进风筒内的水向过滤水箱内移动；
18.s2：当进风筒内的水进入到过滤水箱内后，进风筒内的空气以气泡的形式进入到过滤水箱内，大气泡经切割网切割成小气泡后与过滤水箱内的水充分接触，实现对气泡携带的部分粉尘的过滤；
19.s3：空气穿过过滤水箱内的水后进入到抽风筒内，先与第二过滤网接触，过滤粉尘后经过干燥过滤网去除空气中携带的水滴；
20.s4：雾化喷嘴持续喷出雾化水滴，对经过的空气进行过滤降尘，并增加空气的湿度，空气经过雾化喷嘴产生的雾化区后排出。
21.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
22.1、本发明中直接采用在采煤工作面与回风巷道的交界处进行原位空气过滤的方式，相较于长管道输送新风，无需长距离的输送管道，降低风机能耗以及布设成本，而且通过在进风筒与抽风筒之间设置过滤水箱，空气从进风筒处被吸入后，会先进入到过滤水箱内，空气经过过滤水箱内的水后再经过风机，空气中的粉尘会被水所吸附，提高对空气过滤效果的同时，避免含有大量粉尘的空气直接与风机接触，导致风机产生打火爆炸的问题，提高装置运行的安全性。
23.2、本发明中空气进入到过滤水箱内的水中时是以气泡的形式存在，而切割网的设置能够将大气泡切割为若干个小气泡，增大气泡与水的接触面积，进一步提高过滤效果。
24.3、本发明中第一过滤网以及第二过滤网能够进一步提高装置的过滤效果，而且干燥过滤网可以对空气中的水滴进行吸收，避免含有水滴的空气直接接触风机，容易使风机发生连电短路的问题。
25.4、本发明中喷雾加湿器喷出的雾化水滴在能够吸附粉尘，提高过滤效果的同时，使经过本装置过滤后的新鲜空气具有一定的湿润度，进而提高工作区域的湿润度，既可以保证工人正常作业，又可以对周围环境起到降尘的效果。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明过滤降尘装置过滤水箱为筒状结构时的结构示意图；
28.图2为本发明过滤降尘装置过滤水箱为柱形筒与锥形筒时的结构示意图；
29.图3为本发明抽风筒内的零件分布示意图；
30.其中，1、抽风筒；2、过滤水箱；3、进风筒；4、污染空气进口；5、洁净空气出口；6、风机；7、电机；8、安装支架；9、轮毂；10、扇叶；11、整流罩；12、z形管路；13、柱形筒；14、锥形桶；15、l形连接管；16、筒状结构；17、排水口；18、密封盖；19、第一过滤网；20、第二过滤网；21、干燥过滤网；22、集尘盒；23、出风段；24、抽风喷雾段；25、过滤段；26、环形供水盘；27、连通管；28、雾化喷嘴；29、水源接头；30、牵引车；31、平板车；32、支撑立柱。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明的目的是提供一种用于n00工法的过滤降尘装置及其降尘方法，以解决现有技术存在的问题，直接将过滤降尘装置设置在采煤工作面与回风巷道的交界处，减少输风管道的布设，降低能耗以及成本，且空气经过水过滤后再经过风机，空气中的粉尘会被水所吸附，提高了空气的过滤效果，避免含有大量粉尘的空气直接与风机接触，导致风机产生打火爆炸的问题，提高装置运行的安全性。
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.请参考如图1～3所示，提供一种用于n00工法的过滤降尘装置，包括风机6、抽风筒1、过滤水箱2以及进风筒3，过滤水箱2内盛放有水，风机6设置在抽风筒1内，抽风筒1、过滤水箱2以及进风筒3均设置在采煤工作面与回风巷道的交界处，直接采用在采煤工作面与回风巷道的交界处进行原位空气过滤的方式，相较于长管道输送新风，无需长距离的输送管道，降低风机6能耗以及布设成本，抽风筒1的抽风口与过滤水箱2相连通，进风筒3与过滤水箱2的底部连通，进风筒3远离过滤水箱2的一端为污染空气进口4，抽风筒1远离过滤水箱2
的一端为洁净空气出口5，通过在进风筒3与抽风筒1之间设置过滤水箱2，空气从进风筒3处被吸入后，会先进入到过滤水箱2内，空气经过过滤水箱2内的水后再经过风机6，空气中的粉尘会被水所吸附，提高对空气过滤效果的同时，避免含有大量粉尘的空气直接与风机6接触，导致风机6产生打火爆炸的问题，提高装置运行的安全性，为了保证负压不会将过滤水箱2内的水抽入至抽风筒1内，在风机6未启动状态下，进风筒3内的水体积小于过滤水箱2内水面与抽风口的底端所在水平面之间的空腔体积。
35.污染空气进口4为锥形结构，且朝远离过滤水箱2的方向直径逐渐变大，增加进入到进风筒3内空气的流速，洁净空气出口5为锥形结构，且朝远离过滤水箱2的方向直径逐渐变大，降低进入到工作区域内空气的流速。
36.风机6包括电机7、安装支架8、轮毂9、扇叶10以及整流罩11，电机7通过安装支架8安装在抽风筒1内，且电机7的轴线与抽风筒1的轴线重合，安装支架8为若干个绕电机7轴线分布的安装板，安装板一端与电机7连接，另一端与抽风筒1内壁连接，输出轴位于电机7靠近过滤水箱2的一端，输出轴与轮毂9固定连接，轮毂9上绕其轴线均匀设置有若干个扇叶10，整流罩11为形状，设置在轮毂9靠近过滤水箱2的一端，且其角部朝向与输出轴延伸方向相同，整流罩11以及安装板的设置能够使空气流更加均匀。
37.可以在抽风筒1与过滤水箱2之间设置z形管路12，z形管路12一端连通抽风筒1，另一端连通过滤水箱2，且与抽风筒1连接的一端高于与过滤水箱2连接的一端，z形管路12与过滤水箱2连通的连通口作为抽风筒1的抽风口，这样可以进一步增加水进入到抽风筒1内需要充满的空腔大小，进一步保证负压不会将过滤水箱2内的水抽入至抽风筒1内。
38.过滤水箱2包括柱形筒13以及锥形筒14，柱形筒13底端与锥形筒14的顶端密封连通，具体密封连通的结构为：锥形筒14的顶部延伸有直筒，直筒的内径与柱形筒13的外径相同，且直筒内壁上设置密封条，柱形筒13的底部为全开口设置，直接插入直筒内完成密封连通，锥形筒14的底端直径小于顶端直径，锥形筒14的底端通过l形连接管15与进风筒3相连通，在设置水位时需要考虑l形连接管15的水平段的盛水体积，即在风机6未启动状态下，进风筒3内以及l形连接管15的水平段内的水体积小于过滤水箱2内水面与抽风口的底端所在水平面之间的空腔体积，锥形筒14的内部设置有用于在水中切割气泡的切割网，空气进入到过滤水箱2内的水中时是以气泡的形式存在，而切割网的设置能够将大气泡切割为若干个小气泡，增大气泡与水的接触面积，进一步提高过滤效果。
39.在设置l形连接管15的基础上，可以设置l形连接管15与进风筒3法兰连接，这样可以在过滤水箱2过滤一段时间后，打开法兰连接处，将过滤水箱2内的水排出，柱形筒13的顶部设置有进水口，用于供给新的水源，进水口处设置密封盖18，密封盖18在正常过滤工作时封堵进水口。
40.也可以直接将过滤水箱2设置为筒状结构16，筒状结构16的侧壁底部与进风筒3相连通，连通位置上方设置切割网，此时需要在筒状结构16的底部或侧壁底部设置排水口17，用于将脏水排出，排水口17处需设置封堵塞，筒状结构16的顶部设置有进水口，用于供给新的水源，进水口处设置密封盖18，密封盖18在正常过滤工作时封堵进水口。
41.进风筒3的进风口设置有第一过滤网19，可以初步对进入到进风筒3内的空气进行过滤，提高装置的过滤效果。
42.抽风筒1内还设置有第二过滤网20以及喷雾加湿器，第二过滤网20设置在风机6靠
近过滤水箱2的一侧，喷雾加湿器设置在风机6远离过滤水箱2的一侧，第二过滤网20能够进一步提高装置的过滤效果，喷雾加湿器喷出的雾化水滴在能够吸附粉尘，提高过滤效果的同时，使经过本装置过滤后的新鲜空气具有一定的湿润度，进而提高工作区域的湿润度，既可以保证工人正常作业，又可以对周围环境起到降尘的效果。
43.由于喷雾加湿器的存在，不可避免的会在抽风筒1内产生水滴，为了保证水滴不影响风机6的运动，需要将其排出，因此设置抽风筒1朝远离过滤水箱2的方向向下倾斜设置。
44.由于空气经过过滤水箱2后才经过第二过滤网20，其内可能含有小水滴，因此在第二过滤网20与风机6之间设置有用于吸收空气中水滴的干燥过滤网21，干燥过滤网21可由网格状结构和具有吸水和透气性能的棉布组成，棉布可拆卸设置在网格状结构上，可拆卸的方式可为铁丝绑定，干燥过滤网21可以对空气中的水滴进行吸收，避免含有水滴的空气直接接触风机6，容易使风机6发生连电短路的问题。
45.第二过滤网20与干燥过滤网21的安装环之间可以通过连接杆连接。
46.可在抽风筒1对应第二过滤网20以及干燥过滤网21的底部位置开设通口，通口处卡接或螺栓连接一个集尘盒22，用于收集第二过滤网20过滤的粉尘，而且可以通过拆卸集尘盒22，从通口处将刷子伸入对第二过滤网20进行刷洗，并对干燥过滤网21上的棉布进行更换。
47.可以将抽风筒1进行分段，分为出风段23、抽风喷雾段24以及过滤段25，洁净空气出口5即为出风段23，抽风筒1对应喷雾加湿器以及风机6的一段为抽风喷雾段24，抽风筒1对应第二过滤网20以及干燥过滤网21的一段位过滤段25，出风段23、抽风喷雾段24以及过滤段25之间均通过法兰连接，便于对内部零件拆卸维护。
48.喷雾加湿器包括若干个间隔设置且内部中空的环形供水盘26，相邻环形供水盘26间通过连通管27相连通，环形供水盘26通过水源接头29与外界供水装置相连通，环形供水盘26上均匀设置有若干个雾化喷嘴28，提高喷雾的均匀性。
49.雾化喷嘴28朝向洁净空气出口5设置，可以使更多的雾化水滴跟随空气进入到工作环境中，更好的吸附工作环境中的粉尘，提高对环境的净化效果。
50.抽风筒1下方设置有牵引车30，过滤水箱2与进风筒3设置在平板车31上，牵引车30的后端与平板车31连接，牵引车30上设置有用于支撑抽风筒1的支撑立柱32，通过控制牵引车30运动，即可带动整体装置进行运动，便于随着工作区域的调整而改变装置的位置。
51.当设置z形管路12时，可以在z形管路12的下方也设置支撑立柱32，该支撑立柱32与平板车31连接。
52.本发明还提供一种用于n00工法的过滤降尘装置的降尘方法，包括以下步骤：
53.s1：启动风机6，风机6抽动抽风筒1内空气，形成负压，进风筒3的进风口处的待清洁空气经过第一过滤网19的过滤后，压迫进风筒3内的水向过滤水箱2内移动；
54.s2：当进风筒3内的水进入到过滤水箱2内后，进风筒3内的空气以气泡的形式进入到过滤水箱2内，大气泡经切割网切割成小气泡后与过滤水箱2内的水充分接触，水吸附气泡中的粉尘，实现对气泡携带的部分粉尘的过滤；
55.s3：空气穿过过滤水箱2内的水后进入到抽风筒1内，先与第二过滤网20接触，过滤粉尘后经过干燥过滤网21去除空气中携带的水滴，干燥的空气经过风机6后进入到雾化区；
56.s4：雾化喷嘴28持续喷出雾化水滴形成雾化区，对经过的空气进行过滤降尘，并增
加空气的湿度，空气经过雾化喷嘴28产生的雾化区后排出。
57.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
58.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
59.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，包括风机、抽风筒、用于盛放水的过滤水箱以及进风筒，所述风机设置在所述抽风筒内，所述抽风筒、所述过滤水箱以及所述进风筒均设置在采煤工作面与回风巷道的交界处，所述抽风筒的抽风口与所述过滤水箱相连通，所述进风筒与所述过滤水箱的底部连通，所述进风筒远离所述过滤水箱的一端为污染空气进口，所述抽风筒远离所述过滤水箱的一端为洁净空气出口，在所述风机未启动状态下，所述进风筒内的水体积小于所述过滤水箱内水面与所述抽风口的底端所在水平面之间的空腔体积。2.根据权利要求1所述的用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，所述过滤水箱包括柱形筒以及锥形筒，所述柱形筒底端与所述锥形筒的顶端密封连通，所述锥形筒的底端直径小于顶端直径，所述锥形筒的底端通过l形连接管与所述进风筒相连通，所述锥形筒的内部设置有用于在水中切割气泡的切割网；或者所述过滤水箱为筒状结构，所述筒状结构的侧壁底部与所述进风筒相连通，所述筒状结构内设置有用于在水中切割气泡的切割网。3.根据权利要求1所述的用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，所述进风筒的进风口设置有第一过滤网。4.根据权利要求1所述的用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，所述抽风筒内还设置有第二过滤网以及喷雾加湿器，所述第二过滤网设置在所述风机靠近所述过滤水箱的一侧，所述喷雾加湿器设置在所述风机远离所述过滤水箱的一侧。5.根据权利要求4所述的用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，所述抽风筒朝远离所述过滤水箱的方向向下倾斜设置。6.根据权利要求4所述的用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，所述第二过滤网与所述风机之间设置有用于吸收空气中水滴的干燥过滤网。7.根据权利要求4所述的用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，所述喷雾加湿器包括若干个间隔设置且内部中空的环形供水盘，相邻所述环形供水盘间通过连通管相连通，所述环形供水盘通过水源接头与外界供水装置相连通，所述环形供水盘上均匀设置有若干个雾化喷嘴。8.根据权利要求7所述的用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，所述雾化喷嘴朝向所述洁净空气出口设置。9.根据权利要求1所述的用于n00工法的过滤降尘装置，其特征在于，所述抽风筒下方设置有牵引车，所述过滤水箱与所述进风筒设置在平板车上，所述牵引车的后端与所述平板车连接，所述牵引车上设置有用于支撑所述抽风筒的支撑立柱。10.一种用于n00工法的过滤降尘装置的降尘方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：启动风机，风机抽动抽风筒内空气，形成负压，进风筒的进风口处的待清洁空气经过第一过滤网的过滤后，压迫进风筒内的水向过滤水箱内移动；s2：当进风筒内的水进入到过滤水箱内后，进风筒内的空气以气泡的形式进入到过滤水箱内，大气泡经切割网切割成小气泡后与过滤水箱内的水充分接触，实现对气泡携带的部分粉尘的过滤；s3：空气穿过过滤水箱内的水后进入到抽风筒内，先与第二过滤网接触，过滤粉尘后经过干燥过滤网去除空气中携带的水滴；s4：雾化喷嘴持续喷出雾化水滴，对经过的空气进行过滤降尘，并增加空气的湿度，空
气经过雾化喷嘴产生的雾化区后排出。

技术总结

本发明公开一种用于N00工法的过滤降尘装置及其降尘方法，涉及煤矿降尘设备领域，包括：风机、抽风筒、过滤水箱以及进风筒，风机设置在抽风筒内，抽风筒、过滤水箱以及进风筒均设置在采煤工作面与回风巷道的交界处，抽风筒的抽风口与过滤水箱相连通，进风筒与过滤水箱的底部连通；本发明中直接采用在采煤工作面与回风巷道的交界处进行原位空气过滤的方式，无需长距离的输送管道，降低风机能耗以及布设成本，而且通过在进风筒与抽风筒之间设置过滤水箱，空气中的粉尘会被水所吸附，提高对空气过滤效果的同时，避免含有大量粉尘的空气直接与风机接触，导致风机产生打火爆炸的问题，提高装置运行的安全性。运行的安全性。运行的安全性。