一種礦用活性磁化水降塵方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦用活性磁化水降塵方法及系統(tǒng)，流程為：活性劑吸入管從活性劑添加桶中抽出表面活性劑，與靜壓供水管中的水在混合器中均勻混合；形成的活性水流入磁化器“Z”形磁化通道中，對活性水進行磁化處理；磁化后的活性磁化水輸送到采煤機噴霧系統(tǒng)、綜采支護噴霧系統(tǒng)及轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)中進行噴霧降塵。該系統(tǒng)包括活性劑添加桶、靜壓供水管、混合器、磁化器、采煤機噴霧系統(tǒng)、綜采支護噴霧系統(tǒng)、轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)、活性劑吸入管、支管、閥門Ⅰ、氣動驅(qū)液泵、流量計Ⅰ、逆止閥、閥門Ⅱ和流量計Ⅱ；混合器內(nèi)設置多組阻擋板；磁化器內(nèi)設有“Z”形磁化通道。該系統(tǒng)及方法安裝方便、結(jié)構簡單、能實現(xiàn)連續(xù)性磁化且降塵效果好。
【專利說明】一種礦用活性磁化水降塵方法及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦用降塵方法及系統(tǒng)，具體是一種礦用活性磁化水降塵方法及系統(tǒng)，屬于煤礦防塵【技術領域】。
【背景技術】
[0002]煤礦粉塵是指煤礦在建設和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種巖礦微粒。煤礦粉塵的危害主要表現(xiàn)在兩個方面:一是對人體的危害。而塵肺病引起的礦工致殘和傷亡人數(shù)，在國內(nèi)外都是十分驚人的。近十年煤礦工人職業(yè)病調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，塵肺病在職業(yè)病中所占比例高達75%左右，世界各國都在積極開展預防和治療塵肺病的工作。煤礦粉塵的另一個危害是容易引起燃燒和爆炸，每年由于煤礦粉塵爆炸而導致的事故都有很多，而對于瓦斯礦井，有可能發(fā)生瓦斯和煤塵同時爆炸的事故，會造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。除此以外，煤礦粉塵還會對井下的設備造成損壞，使工作場所的能見度降低，這些都會給安全生產(chǎn)帶來隱
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[0003]目前，在煤礦粉塵防治技術上也有較多的研究，如噴霧除塵、煤層注水以及泡沫除塵等，雖然達到了一定的降塵效果，但其結(jié)果仍不理想，有很多不完善的地方。如現(xiàn)有的噴霧除塵技術，產(chǎn) 生的霧滴粒徑一般比較大，對粉塵尤其是呼吸性粉塵的除塵率極低；煤層注水防塵措施，其除塵效率較低而且耗水量較大，在具有突出危險性的煤層中應用具有一定的危險性；泡沫除塵技術，泡沫除塵的效率不僅受到自身性質(zhì)的限制，也受粉塵的粒徑和速度的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術存在的不足，本發(fā)明提供一種安裝方便、結(jié)構簡單、能實現(xiàn)連續(xù)性磁化且降塵效果好的礦用活性磁化水降塵方法及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案是:一種礦用活性磁化水降塵方法，降塵步驟如下:
A.在活性劑添加桶中添加表面活性劑；
B.通過氣動驅(qū)液泵使活性劑吸入管從活性劑添加桶中抽出表面活性劑，并與靜壓供水管中流入的水在混合器中均勻混合；
C.形成的活性水流入磁化器的“Z”字形磁化通道中，永磁體形成350mT~500mT的磁場對活性水進行垂直切割磁感線的磁化處理；
D.磁化后的活性磁化水輸送到采煤機噴霧系統(tǒng)、綜采支護噴霧系統(tǒng)及轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)中進行噴霧降塵。
[0006]一種礦用活性磁化水降塵方法的系統(tǒng)，包括活性劑添加桶、靜壓供水管、混合器、磁化器、采煤機噴霧系統(tǒng)、綜采支護噴霧系統(tǒng)、轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)、活性劑吸入管和支管；活性劑吸入管一端與活性劑添加桶連接，另一端與混合器的進液口連接，活性劑吸入管上安裝有閥門1、氣動驅(qū)液泵、流量計I和逆止閥；所述的混合器的出液口與磁化器的進液口連接，磁化器的出液口分成三個支路分別與采煤機噴霧系統(tǒng)、綜采支護噴霧系統(tǒng)、轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)連接；靜壓供水管通過支管與混合器進液口前端的活性劑吸入管匯合，支管上安有閥門I1、流量計II ;混合器內(nèi)表面上下位置交錯設置有等間距的多組阻擋板，阻擋板的高度均超出混合器的中心線；磁化器的上部與底部對稱設置有永磁體組I，永磁體組I之間水平交錯設置有多組永磁體組II和永磁體組III，永磁體組II與永磁體組III的長度均小于永磁體組I的長度，且大于永磁體組I 一半的長度，永磁體組II與上部的永磁體組I左對齊或右對齊，永磁體組III與下部的永磁體組I右對齊或左對齊。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:該降塵方法由氣動驅(qū)液泵將表面活性劑從活性劑添加桶中抽出并與靜壓供水管中流入的水在混合器中均勻混合后流入磁化器進行磁化，最終得到含有表面活性劑的磁化水來進行噴霧除塵。表面活性劑與磁化處理對水表面張力的影響產(chǎn)生了疊加效果，其中表面活性劑是通過改變水表面的親水性來改變水的表面張力；而磁化處理是通過破壞水的氫鍵間接的改變水的表面張力，該活性磁化水降塵方法使得降塵用水的表面張力大幅度降低，增強了水的霧化效果，提高了霧滴與煤塵的接觸面積，保證了降塵效果。該降塵系統(tǒng)使得在改變同等水平的表面張力的情況下降低了使用表面活性劑的成本，進而增加了其在礦井中的適用性。具體優(yōu)勢表現(xiàn)在:1、管道里面的水先經(jīng)過表面活性劑處理降低表面張力后再送往磁化器進行磁化，水的表面張力降低的更多；2、該磁化系統(tǒng)無需外部動力并且可實現(xiàn)連續(xù)性磁化，安裝方便，操作簡單，可以很好的滿足井下除塵用水的需求；3、磁化器采用“Z”字形磁化通道，磁化路徑長，磁化效果好，磁化通道的磁場強度可以穩(wěn)定在350mT?500mT之間；4、混合器內(nèi)阻擋板的設置，使得經(jīng)過混合器的流體產(chǎn)生湍流后混合均勻；5、活性劑吸入管與支管之間安裝了逆止閥，防止了水流由于壓力過大而流入活性劑添加桶中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構示意圖；
圖2為混合器內(nèi)阻擋板的結(jié)構示意圖；
圖3為磁化器內(nèi)永磁體的結(jié)構示意圖；
圖4為采煤機噴霧系統(tǒng)噴嘴的布置示意圖；
圖5為綜采支護噴霧系統(tǒng)噴嘴的布置示意圖；
圖6為轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)中水幕噴霧裝置的結(jié)構示意圖。
[0009]圖中:1、活性劑添加桶,2、閥門I ,3、氣動驅(qū)液泵,4、流量計I ,5、逆止閥,6、靜壓供水管，7、混合器，7-1、阻擋板，8、磁化器，9、分配器，10、永磁體組I，11、永磁體組II，12、永磁體組III，13、采煤機噴霧系統(tǒng)，14、綜采支護噴霧系統(tǒng)，15、轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)，16、流量計II，17、閥門II，18、活性劑吸入管，19、支管，20、噴嘴I，21、旋轉(zhuǎn)噴頭，22、噴嘴II，23、水幕吊架，24、水管。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0011]如圖1所示，一種礦用活性磁化水降塵方法，降塵步驟如下:
A.在活性劑添加桶I中添加表面活性劑；
B.通過氣動驅(qū)液泵3使活性劑吸入管18從活性劑添加桶I中抽出表面活性劑，并與靜壓供水管6中流入的水在混合器7中均勻混合；
C.由靜壓供水管6中的水壓和氣動驅(qū)液泵3提供的壓力共同將形成的活性水流入磁化器8的“Z”字形磁化通道中，永磁體形成350mT?500mT的磁場對活性水進行垂直切割磁感線的磁化處理；
D.磁化后的活性磁化水輸送到采煤機噴霧系統(tǒng)13、綜采支護噴霧系統(tǒng)14及轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)15中進行噴霧降塵。
[0012]優(yōu)選的，表面活性劑為十二烷基磺酸鈉，相比于其他的表面活性劑，在完成相同標準的煤塵去除工作時，十二烷基磺酸鈉所需的量比較少，降低了使用成本。
[0013]進一步，表面活性劑溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.4%，此時用化學方法形成的活性水可以使得水的表面張力以及接觸角的降低趨于最大化。
進一步，步驟D中磁化后的活性磁化水經(jīng)過分配器9后輸送到采煤機噴霧系統(tǒng)13、綜采支護噴霧系統(tǒng)14及轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)15中，這樣便于控制輸送于每部分噴霧系統(tǒng)的液體流量，保證活性磁化水的合理利用，提高降塵效果。
[0014]如圖1至圖3所示，一種礦用活性磁化水降塵方法的系統(tǒng)，包括活性劑添加桶1、靜壓供水管6、混合器7、磁化器8、米煤機噴霧系統(tǒng)13、綜米支護噴霧系統(tǒng)14、轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)15、活性劑吸入管18和支管19 ;活性劑吸入管18 —端與活性劑添加桶I連接，另一端與混合器7的進液口連接，活性劑吸入管18上安裝有閥門I 2、氣動驅(qū)液泵3、流量計I 4和逆止閥5，逆止閥5的安裝，防止了水流由于壓力過大而流入活性劑添加桶I中；混合器7的出液口與磁化器8的進液口連接，磁化器8的出液口分成三個支路分別與采煤機噴霧系統(tǒng)13、綜采支護噴霧系統(tǒng)14、轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)15連接，三個支路的輸水管道選擇耐高壓的膠管；靜壓供水管6通過支管19與混合器7進液口前端的活性劑吸入管18匯合，支管19上安有閥門II 17、流量計II 16 ;混合器7內(nèi)表面上下位置交錯設置有等間距的多組阻擋板7-1，阻擋板7-1的高度均超出混合器7的中心線，保證流經(jīng)混合器7的活性水與阻擋板7-1充分接觸，流體產(chǎn)生湍流后混合均勻；磁化器8的上部與底部對稱設置有永磁體組I 10，永磁體組I 10之間水平交錯設置有多組永磁體組II 11和永磁體組III 12，如圖3為永磁體組II 11和永磁體組III 12各設置一組時的結(jié)構圖，每組永磁體組的磁極方向如圖3的標注方式排布，永磁體組II 11與永磁體組III 12的長度均小于永磁體組I 10的長度，且大于永磁體組I 10 —半的長度，永磁體組II 11與上部的永磁體組I 10左對齊，永磁體組III12與下部的永磁體組I 10右對齊，也可以是永磁體組II 11與上部的永磁體組I 10右對齊，永磁體組III12與下部的永磁體組I 10左對齊，保證在磁化器8中形成流通的磁化通道，并形成“Z”字形磁化通道。
進一步，還包括活性磁化水分配器9，活性磁化水分配器9設置于采煤機噴霧系統(tǒng)13、綜采支護噴霧系統(tǒng)14及轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)15的交匯處，可根據(jù)各噴霧系統(tǒng)需要的活性磁化水量進行合理的分配。
[0015]如圖2所示，進一步，阻擋板7-1的相鄰間距Cl1為4cm?6cm，交疊高度(12為
1.5cm?2.5cm,使得經(jīng)過混合器7的流體混合更加均勻。
[0016]如圖4至圖6所不,進一步，米煤機噴霧系統(tǒng)13每隔43°?47°設置一個噴嘴I 20，共設置有八個；綜采支護噴霧系統(tǒng)14每隔五個綜采支護且距離第五個綜采支護后端
0.Sm處安裝一個旋轉(zhuǎn)噴頭21 ;轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)15在采煤工作面轉(zhuǎn)載點部位設置有水幕噴霧裝置，水幕噴霧裝置由水管24和水幕吊架23構成，水管24采用鋼管制作，水管24上安裝有五個噴嘴II 22，相鄰噴嘴II 22之間的間隔為0.Sm，這樣設置的噴霧系統(tǒng)形成霧化效果十分細膩的水霧，對采煤工作面的呼吸性粉塵及全塵進行立體式全方位、有效的捕捉，大幅提高了礦塵的降塵效果。
[0017]整個系統(tǒng)可以靈活的分開安裝，其中活性劑添加桶1、氣動驅(qū)液泵3、磁化器8以及管路上的閥門和流量計可以按照實際情況選擇安裝地點，或根據(jù)條件靈活的分開安裝。
【權利要求】
1.一種礦用活性磁化水降塵方法，其特征在于，降塵步驟如下: A.在活性劑添加桶(I)中添加表面活性劑； B.通過氣動驅(qū)液泵(3)使活性劑吸入管(18)從活性劑添加桶(I)中抽出表面活性劑，并與靜壓供水管(6)中流入的水在混合器(7)中均勻混合； C.形成的活性水流入磁化器(8)的“Z”字形磁化通道中，永磁體形成350mT~500mT的磁場對活性水進行垂直切割磁感線的磁化處理； D.磁化后的活性磁化水輸送到采煤機噴霧系統(tǒng)(13)、綜采支護噴霧系統(tǒng)(14)及轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)(15)中進行噴霧降塵。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種礦用活性磁化水降塵方法，其特征在于，所述的表面活性劑為十二烷基磺酸鈉。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種礦用活性磁化水降塵方法，其特征在于，所述的表面活性劑溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.4%。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種礦用活性磁化水降塵方法，其特征在于，所述的步驟D中磁化后的活性磁化水經(jīng)過分配器(9)后輸送到采煤機噴霧系統(tǒng)(13)、綜采支護噴霧系統(tǒng)(14)及轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)(15)中。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種礦用活性磁化水降塵方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括活性劑添加桶(I)、靜壓供水 管(6)、混合器(7)、磁化器(8)、采煤機噴霧系統(tǒng)(13)、綜采支護噴霧系統(tǒng)(14)、轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)(15)、活性劑吸入管(18)和支管(19);所述的活性劑吸入管(18)—端與活性劑添加桶(I)連接，另一端與混合器(7)的進液口連接，活性劑吸入管(18)上安裝有閥門I (2)、氣動驅(qū)液泵(3)、流量計I (4)和逆止閥(5);所述的混合器(7)的出液口與磁化器(8)的進液口連接，磁化器(8)的出液口分成三個支路分別與采煤機噴霧系統(tǒng)(13)、綜采支護噴霧系統(tǒng)(14)、轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)(15)連接；所述的靜壓供水管(6)通過支管(19)與混合器(7)進液口前端的活性劑吸入管(18)匯合，支管(19)上安有閥門II(17)、流量計II (16);所述的混合器(7)內(nèi)表面上下位置交錯設置有等間距的多組阻擋板(7-1)，阻擋板(7-1)的高度均超出混合器(7)的中心線；所述的磁化器(8)的上部與底部對稱設置有永磁體組I (10)，永磁體組I (10)之間水平交錯設置有多組永磁體組II (11)和永磁體組111(12)，永磁體組II (11)與永磁體組111(12)的長度均小于永磁體組I (10)的長度，且大于永磁體組I (10)—半的長度，永磁體組II (11)與上部的永磁體組I (10)左對齊或右對齊，永磁體組III(12)與下部的永磁體組I (10)右對齊或左對齊。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種礦用活性磁化水降塵方法的系統(tǒng)，其特征在于，還包括活性磁化水分配器(9)，所述的活性磁化水分配器(9)設置于采煤機噴霧系統(tǒng)(13)、綜采支護噴霧系統(tǒng)(14)及轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)(15)的交匯處。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的一種礦用活性磁化水降塵系統(tǒng)，其特征在于，所述的阻擋板(7-1)的相鄰間距(I1為4cm~6cm,交疊高度d2為1.5cm~2.5cm。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種礦用活性磁化水降塵系統(tǒng)，其特征在于，所述的采煤機噴霧系統(tǒng)(13)每隔43°~47°設置一個噴嘴I (20)，共設置有八個；所述的綜采支護噴霧系統(tǒng)(14)每隔五個綜采支護且距離第五個綜采支護后端0.Sm處安裝一個旋轉(zhuǎn)噴頭(21)；所述的轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)(15)在采煤工作面轉(zhuǎn)載點部位設置有水幕噴霧裝置，所述水幕噴霧裝置由水管(24)和水幕吊架(23)構成，水管(24)上安裝有五個噴嘴II (22)，相鄰噴嘴II(22)之間的間隔 為0.8m。
【文檔編號】E21C35/22GK103967488SQ201410124357
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權日:2014年3月31日
【發(fā)明者】秦波濤, 魯義, 姜寧, 周群, 李恒, 賈玉威, 馬東 申請人:中國礦業(yè)大學