一种综采工作面负压引流低温降尘系统及方法
技术领域
本发明涉及煤矿粉尘治理技术领域，具体是一种综采工作面负压引流低温降尘系统及方法。
背景技术
在煤矿生产过程中，综采工作面是主要的产生源和人员作业区域，随着采煤机械化程度的日益提升，综采工作面的粉尘治理问题也越发严重。目前的粉尘治理技术和设备难以满足国家对安全生产的要求，高浓度的粉尘还会危害施工人员的身体健康，所以高效降尘系统的设计就成了不得不考虑的事情。
现有的综采工作面降尘技术主要有：采煤机喷雾、液压支架喷雾、煤层注水、空气幕隔尘等措施。但以上措施存在以下问题：这些措施都是在综采工作面所处的开放空间中进行，而且多数措施都是在开放空间中使用喷雾来捕捉和沉降粉尘，这种措施在目前进入了瓶颈期，原因如下：如果喷雾液滴的粒径太小，在其没能有效捕捉粉尘之前已经蒸发了，既不能有效降尘，又会产生蒸发气流，影响粉尘颗粒的沉降；如果喷雾液滴的粒径太大，粉尘将会受气流影响绕开液滴运动，更加难以捕捉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种综采工作面负压引流低温降尘系统及方法，系统工作时形成的垂直于水平面的流场的运动方向与重力方向相同，配合上封闭空间内的冷却加湿技术，显著提升了喷雾降尘的效果；避免了开放空间中喷雾降尘所存在的粉尘逃逸和捕尘效果不佳的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种综采工作面负压引流低温降尘系统，低温降尘系统包括进风罩，所述进风罩上可拆卸设有外壳体，外壳体上可拆卸设有底部支架，外壳体上过盈配合有滤尘支架，外壳体上水平安装有可拆卸的负压喷雾装置，进风罩位于负压喷雾装置的上方，滤尘支架上设有冷气喷头。
所述进风罩包括相互垂直的两个进风面，进风面上设有阵列分布的进风口。
所述外壳体包括方形框体，方形框体内设有排污面，排污面上设有阵列分布的排污口。
所述滤尘支架包括水平的滤尘面，滤尘面上设有阵列分布的滤尘口。
所述负压喷雾装置包括外支撑架，外支撑架包括顶部安装板，外支撑架上贯穿设有通风孔，外支撑架的下方设有阵列分布的高压喷头，外支撑架内设有负压风扇。
进一步的，所述进风面的两端均设有密封板，进风面和密封板形成五面体结构，进风面与地面的夹角均为45度。
进一步的，所述方形框体的一端端口上设有配合槽，排污面和配合槽分别位于方形框体的两端，外壳体通过方形框体固定在底部支架上，排污面与底部支架接触。
进一步的，所述滤尘面的下方设有对称分布的支撑固定板，滤尘支架通过支撑固定板卡合在方形框体内，滤尘口和排污口在水平方向上相互垂直，冷气喷头固定在滤尘面上。
进一步的，所述负压风扇由转轴电机和扇叶组成，转轴电机为矿用防爆电机。
进一步的，所述所述负压喷雾装置通过顶部安装板卡合在配合槽内。
进一步的，所述负压喷雾装置、滤尘支架和外壳体之间形成封闭腔体。
一种综采工作面负压引流低温降尘方法，降尘方法包括如下步骤：
步骤一：打开冷气喷头，向封闭腔体中注入温度低于10℃以下低温空气，并保持冷气喷头在工作时始终为开启的状态；
步骤二：启动负压喷雾装置中的高压喷头，调节到合适的水压，并保持高压喷头在工作时始终为开启的状态；
步骤三：启动负压喷雾装置中的负压风扇，通过进风罩吸入粉尘气流，使粉尘进入封闭腔体，粉尘经过喷雾加湿和冷气降温后沉降至滤尘面，然后通过滤尘口流向排污面，最后通过排污口留向地面。
本发明的有益效果：
本发明负压引流低温降尘系统工作时形成的垂直于水平面的流场的运动方向与重力方向相同，配合上封闭空间内的冷却加湿技术，显著提升了喷雾降尘的效果；避免了开放空间中喷雾降尘所存在的粉尘逃逸和捕尘效果不佳的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明负压引流低温降尘系结构示意图；
图2是本发明进风罩结构示意图；
图3是本发明外壳体结构示意图；
图4是本发明滤尘支架结构示意图；
图5是本发明负压喷雾装置结构示意图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种综采工作面负压引流低温降尘系统，低温降尘系统包括进风罩1，如附图1所示,进风罩1上可拆卸设有外壳体2，外壳体2上可拆卸设有底部支架3，外壳体2上过盈配合有滤尘支架4，外壳体2上水平安装有可拆卸的负压喷雾装置6，进风罩1位于负压喷雾装置6的上方，滤尘支架4上设有冷气喷头5。
进风罩1包括相互垂直的两个进风面101，如图2所示，进风面101上设有阵列分布的进风口102，进风面101的两端均设有密封板103，进风面101和密封板103形成五面体结构，进风面101与地面的夹角均为45度。
外壳体2包括方形框体203，如图3所示，方形框体203内设有排污面202，排污面202上设有阵列分布的排污口201，方形框体203的一端端口上设有配合槽204，排污面202和配合槽204分别位于方形框体203的两端，外壳体2通过方形框体203固定在底部支架3上，排污面202与底部支架3接触。
滤尘支架4包括水平的滤尘面402，如图4所示，滤尘面402上设有阵列分布的滤尘口401，滤尘面402的下方设有对称分布的支撑固定板403，滤尘支架4通过支撑固定板403卡合在方形框体203内，滤尘口401和排污口201在水平方向上相互垂直，相互配合收集粉尘，冷气喷头5固定在滤尘面402上。
负压喷雾装置6包括外支撑架601，如图5所示，外支撑架601包括顶部安装板605，外支撑架601上贯穿设有通风孔606，外支撑架601的下方设有阵列分布的高压喷头602，外支撑架601内设有负压风扇，负压风扇由转轴电机603和扇叶604组成，水平的安装方式保证了这个风扇在运行时形成由上到下且垂直于水平面的流场，转轴电机603为矿用防爆电机。
负压喷雾装置6通过顶部安装板605卡合在配合槽204内。
负压喷雾装置6、滤尘支架4和外壳体2之间形成封闭腔体。
一种综采工作面负压引流低温降尘方法，降尘方法包括如下步骤：
步骤一：打开冷气喷头5，向封闭腔体中注入温度低于10℃以下低温空气，并保持冷气喷头5在工作时始终为开启的状态；
步骤二：启动负压喷雾装置6中的高压喷头602，调节到合适的水压，并保持高压喷头602在工作时始终为开启的状态；
步骤三：启动负压喷雾装置6中的负压风扇，通过进风罩吸入粉尘气流，使粉尘进入封闭腔体，粉尘经过喷雾加湿和冷气降温后沉降至滤尘面402，然后通过滤尘口401流向排污面202，最后通过排污口201留向地面。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
