[01401123]煤矿综掘工作面多径向旋流风幕与负压雾幕协同控尘关键技术及装备

为有效降低煤矿综掘工作面粉尘浓度,拟进行以下研究：数值模拟掘进机截割煤岩体产尘规律,测定粉尘颗粒特性;研发由轻质风幕发生装置、立体式吸尘罩等构成的多径向旋流风幕阻隔式抽尘净化技术及装备;基于水雾活塞、卷吸等机理,研发可有效包裹沉降掘进机截割产尘且全方向吸尘的外喷雾负压雾幕降尘技术及装备;通过仿真实验与现场试验,并结合数值模拟等结果,研发出较完善的多径向旋流风幕与负压雾幕协同控尘关键技术及装备体系。 主要创新性科技成果如下： （1） 数值模拟出不同煤岩性质、截割头结构尺寸等条件下掘进机截割煤岩体的产尘规律,构建定量描述截割产尘的数学模型;实验确定雾滴场耦合沉降粉尘场的最佳对应粒度、速度及浓度数学关系,得出喷嘴选择基本标准;研制出高效雾化喷嘴,确定最优喷雾参数,并基于水雾活塞、卷吸等机理,创新性地研发出可有效包裹沉降掘进机截割产尘且全方向吸入截割臂周围粉尘的掘进机外喷雾负压雾幕降尘技术及装备。 （2） 数值模拟出综掘工作面不同条件下多径向旋流风幕风流场的形成、运移及阻隔粉尘弥散规律,优化风幕发生装置的结构参数,研制出阻燃、抗静电的新型高分子材料轻质风幕发生装置;研制出可对大流量含尘风流高效处理的三级旋流湿式除尘风机及可对掘进机周围粉尘三维立体式有效吸入的立体式吸尘罩,进而创新性地研发出多径向旋流风幕阻隔式抽尘净化技术及装备。 （3） 通过仿真实验与现场试验,并结合数值模拟等结果,得出多径向旋流风幕与负压雾幕协同控尘规律,确定适用于不同类型综掘面的最佳工作参数,研发出较完善的煤矿综掘工作面多径向旋流风幕与负压雾幕协同控尘关键技术及装备体系。 本项目研究成果与国内外同类技术相比,创新性、先进性、应用效果、可操作性及理论性将均有较大提高。