煤矿水平式全断面高效除尘装置技术领域
本实用新型涉及一种除尘装置，具体为煤矿水平式全断面高效除尘装置。
背景技术
随着国家产能政策的调整，目前处于生产状态的均是采用大型的机械化设备、先
进的技术和管理的高产、高效的现代化矿井，但随着矿井的生产，采掘、支护、运输等各环节
均产生大量的粉尘。不仅危害工作人员的身体健康，使工作人员易患煤矿职业病(如尘肺、
矽肺)，还容易引起煤尘爆炸事故，严重影响煤矿井下的安全生产。目前，为了降低煤矿井下
煤尘及粉尘的含量，矿井传统上多采用喷雾降尘措施，主要是在巷道内安装直杆式或拱形
式的全断面喷雾装置，有的矿井在上述基础上增加一道尼龙网，将漂浮的煤尘吸附喷洒在
尼龙网。喷雾装置喷出的水雾与煤尘及粉尘结合，形成水滴并下落，达到了除尘的目的。但
是，不论是直杆式喷雾装置还是拱形式喷雾装置，其在巷道不同支护形式下使用均受到限
制，这两种喷雾装置只能朝同一方向喷洒，存在喷洒死角，达不到全断面雾化，因此除尘效
果有限，但由于传统除尘措施除尘效果不佳、综采工作面回风顺槽或主要回风巷中风速较
高等因素，综采工作面回风顺槽、主要回风巷等区域粉尘浓度仍较高，因此需进一步除尘。
基本技术方案：第一种是在矿井回风流中根据巷道形状在巷道顶部或底部合适位
置采用6分无缝钢管制作直杆式或拱形式喷杆框架结构，在喷杆上按600mm至700mm间隔均
匀布置高压水喷头，将喷杆采用高压软管与巷道内的高压水管相连接，通过喷头将高压水
喷成雾装，将巷道回风流中粉尘润湿增加其重力以达到除尘效果。
安装位置：一般使用在风速较小的巷道中。在掘进巷道距工作面50m、距巷道回风
口50m、距喷浆点下风流15m位置处安装第一组全断面喷雾，为保证除尘效果每隔200m再增
加一组。
安装要求：全断面喷雾喷嘴迎风600-700mm布置一个高压喷头，喷嘴短接长度
100mm，开关设在行人侧，水幕长度不小于巷宽90％，水幕用带孔的3mm扁铁做卡子，距顶板
不大于300mm的高度固定。喷浆巷道用射钉或膨胀螺丝与顶板固定，在锚网巷道与顶板锚杆
固定。
第二种是在第一种基础上，顺风流方向在距喷杆100-300mm位置处另行根据巷道
形状制作框架并在其上敷设尼龙细孔网，在其前部喷头喷出高压水雾落在尼龙网上形成水
雾模，通过水雾模润湿和阻挡风流中粉尘，以达到除尘效果。
这两种技术仅适应的气流流速小于等于2.0m/s，应用范围受限。除尘效率低，经测
定全尘除尘效率仅为23％，呼尘的除尘效率仅为20％。需要安装多组同时使用,造成高压水
大量浪费，增加排水设施。在喷杆以上至顶板，以及巷道底部存在喷洒死角，无法实现全断
面除尘。框架稳定性差，易损坏。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种除尘效率高的煤矿水平式全断面高效除
尘装置。
煤矿水平式全断面高效除尘装置，包括两级异形水平式除雾装置，分别为粗级异
形水平式除雾装置和精级异形水平式除雾装置；每级异形水平式除雾装置包括多组并排安
装的异形除尘叶片；粗级异形水平式除雾装置的前后端分别安装全断面喷雾器，精级异形
水平式除雾装置后端安装有全断面喷雾器；所述的每级异形水平式除雾装置的侧边还安装
有集水槽。
所述的异形除尘叶片为“入”字形状，包括弧形的主叶片，弧形主叶片的顶部有倒
钩弯，所述的倒钩弯朝向进风方向。
根据巷道断面设置全断面并排设置表面光滑异形结构物以全面改变风流方向增
加含尘气流与喷雾接触时间，借助含尘风流自身风力促使含尘水雾与异形结构物有效碰
撞，含尘雾滴与异形除尘叶片相碰撞而被附着在其表面上。利用含尘雾滴的自身重力沉降
与异形除尘叶片的摩擦作用、吸附作用和液体的表面张力使得液滴越来越大，直到集聚的
液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，含尘液滴就从异
形除尘叶片表面上被分离下来，从而提高了除尘效率，以此实现机械式除尘。
叶片间距的大小，对除雾器的除雾效率有很大影响。随着叶片间距的增大除雾效
率降低。优选叶片间距25-40mm之间。
异形水平式除雾装置级数的增加，除尘效率增大，而压力损失也随之增大。除雾器
的设计要求以提高除雾效率降低压力损失为宗旨。因此，单纯追求除雾效率而增加级数，却
忽视气流阻力损失的增加，其结果将使能量的损耗显著增加。最优设计采用两级除尘装置。
全断面喷雾器水压一般根据冲洗喷嘴的特征与异形水平式除雾装置之间的距离
等因素确定，喷嘴与异形水平式除雾装置之间的距离一般为650-900mm,冲洗水压低时，冲
洗效果差。冲洗水压高则易造成烟气二次带水。同时降低叶片使用寿命。
本实用新型提供的煤矿水平式全断面高效除尘装置，大幅提高除尘效率，将巷道
内全尘除尘效率由全断面喷雾23％提高至55％，将呼尘的除尘效率由全断面喷雾20％提高
至60％，分别提高了140％、200％，实现全断面除尘，无死角并且提高喷雾装置稳定性，结构
稳定，不易垮塌。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
结合实施例说明本实用新型具体实施方式。
以巷道断面为直墙半圆拱型为例，巷道宽5.5m，直墙高1.9m，半圆拱半径为2.75m，
截面积为22.32m2。
设计方案为：两级异形水平式除雾装置和三层冲洗水系统。
煤矿水平式全断面高效除尘装置，包括两级异形水平式除雾装置，分别为粗级异
形水平式除雾装置和精级异形水平式除雾装置；每级异形水平式除雾装置包括多组并排安
装的异形除尘叶片1；粗级异形水平式除雾装置的异形除尘叶片1间距为30mm，精级异形水
平式除雾装置的异形除尘叶片1间距为25mm；
粗级异形水平式除雾装置的前后端分别安装全断面喷雾器2，精级异形水平式除
雾装置后端安装有全断面喷雾器2；
所述的每级异形水平式除雾装置的侧边还安装有集水槽3。
所述的异形除尘叶片1为“入”字形状，包括弧形的主叶片，弧形主叶片的顶部有倒
钩弯，所述的倒钩弯朝向进风方向。
除尘顺序为先经粗级异形水平式除雾装置除去含尘风流中大部分的粉尘，再经精
级异形水平式除雾装置对粉尘进行全面捕捉并净化风流。在距每道异形水平式除雾装置前
后各0.66m处设置一组全断面喷雾器以实现异形除尘叶片的定期冲洗。3层冲洗系统即三层
全断面喷雾器，第一层为粗级异形水平式除雾装置的前侧配一层冲洗系统；第二层为粗级
异形水平式除雾装置后侧配一层冲洗系统；第三层为精级异形水平式除雾装置后侧配一层
冲洗系统。除尘装置的所有制作材料均采用抗静电、阻燃的增强聚丙烯PPTV材料。水平除雾
装置安装在水平的风道内，需要两层支撑梁结构，每层多根支撑梁组成。