气体雾化喷嘴在悬臂式掘进机上的应用
EBZ260型掘进机内喷雾装置的改进
EBZ260型掘进机内喷雾装置的改进张文伟【期刊名称】《《机械管理开发》》【年(卷),期】2019(034)007【总页数】2页(P152-153)【关键词】EBZ260型; 掘进机; 内喷雾装置; 改进【作者】张文伟【作者单位】山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿山西太原030200【正文语种】中文【中图分类】TD741 改进前EBZ260型悬臂式掘进喷雾装置存在的问题EBZ260型悬臂式掘进机内喷雾装置的旋转部位通常采用特康旋转格莱圈和调质、渗碳处理的普通隔套来密封，从而使水系统的内喷雾装置实现喷雾降尘效果。
特康旋转格莱圈耐受的最高温度值为150℃，普通隔套的硬度（HRC）为35～42，但是截割主轴与特康旋转格莱圈之间通常由于相互摩擦而产生的瞬时温度可能达到200℃，同时普通隔套的耐磨要求硬度（HRC）也可能达到62。
特康旋转格莱圈的耐温程度及普通隔套的硬度由于受实际生产过程中加工工艺及材质的限制而无法保证某种特殊情况下内喷雾装置仍能够保持正常工作。
因此，旋转部位的使用寿命决定着内喷雾装置的使用寿命，通常情况下，现有的内喷雾装置的使用寿命最多维持45个工作日，使用寿命较短。
2 改进后的内喷雾装置结构改进后的一款用于EBZ260型悬臂式掘进机的内喷雾装置，可以有效地延长内喷雾装置的使用寿命。
EBZ260型掘进机内喷雾装置采用双水泵并联，增加供水量，并将内喷雾压力由传统的3 MPa提高至8～10 MPa，工作原理如图1所示[1-2]。
EBZ260型悬臂式掘进机的内喷雾装置，包括截割主轴、机械密封架和机械密封座，还包括设于截割主轴与机械密封架之间与机械密封座的端面相抵的陶瓷涂层隔套；两组分别设于陶瓷涂层隔套与机械密封架之间的高压旋转水封；设于两组高压旋转水封之间的环形隔离套；固接于机械密封架内与高压旋转水封的端面相抵的止挡垫，如图2所示。
从图2中A部区域放大图如图3所示[3-4]。
陶瓷涂层隔套硬度（HRC）通常可达72，可以使内喷雾装置满足长期高强度的恶劣工况，从一方面延长了内喷雾装置的使用寿命。
帷幕状气水喷雾装置在掘进机上的应用研究
帷幕状气水喷雾装置在掘进机上的应用研究
李宛鸿;刘伟;聂琪;钟志贤;保思敏
【期刊名称】《昆明冶金高等专科学校学报》
【年(卷),期】2022(38)4
【摘要】为提高掘进工作面喷雾降尘效率,改善传统喷雾的不足,提出了一套新型的气水喷雾降尘系统。
实验分析了气水喷嘴雾滴粒径、喷射距离及雾化角等喷雾性能参数随气水流量的变化关系,确定了喷嘴最佳雾化效果的气水流量参数范围;通过建立掘进巷道相似模型,研究了不同条件下气水喷嘴喷雾降尘效率的变化情况。
结果表明:气水喷嘴喷雾降尘效率随风速的增大而减小,随水流量的增大先增大后减小,气体流量越大降尘效率越高,喷嘴安装仰角为30°时降尘效果最好。
结合现场实际情况设计了帷幕状气水喷雾装置,经井下掘进机安装试验研究,掘进工作面呼吸性粉尘平均降尘效率达70%以上,取得了良好的降尘效果。
【总页数】8页(P8-15)
【作者】李宛鸿;刘伟;聂琪;钟志贤;保思敏
【作者单位】昆明冶金高等专科学校工程训练中心;昆明冶金高等专科学校冶金与矿业学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD714
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兴云煤矿掘进机喷雾系统改造应用
进 机 的喷 雾 系统 ， 对 其 改造 进 行 分 析 研 究 ， 并 阐 １ ． ２导致掘 进机 下 陷
述喷 雾 系统 改造后 的应 用效 果 。
喷 雾 系统 包括 水 冷 却 系统 ， 水冷 却 系统 的主 应 用
靠 性 强、 故障少， 截割 面整 齐规 范等 。但 其 缺 陷也 增 加使 用成 本和 职 工劳动 强度 。喷 雾 系统的 水造
很 明显 ， 主要 存在 于以 下几个 方 面。 成 的底 板 软 、 底滑导致工作面环境差 ， 制 约 了掘
１ 掘 进机 喷雾 系统 的缺 陷 １ ． １不能有 效控 制温度
走 为一体 ， 采 用 电气和 液压 传动 方 式。其优 点 ： 操 进 机前进 后 退 的行 走 。如果 采 用 圆木 或钢 材 垫预
作 简便 、 灵活， 功 率 大、 截 割 效率 高 ， 运 行 平稳 ， 可 防 下 陷 。 虽然 可 以解 决 这 种 问题 ， 但 会 很 明 显 地
升 高， 导致 电机 温度 、 液 压 油 温度 升 高 ， 需停 机 冷 重损 坏伸 缩部 。原机 配备喷 雾 系统如 图 １ 。
却 后 再 继 续作 业 ，如 此便 发 挥 不 了掘 进 机 的效
５ ８
《 云南煤炭 ） ） ２ ０ １ ４年第 １ 期
１ ． ５
截 喷
截
喷嘴数量：４
掘进 机 采 用 闭式 冷却 循 环 系统 ，电机 温度 、
进 机掘 进速 度 ， 不能使 掘进 机 充分 发挥 其 效率 。
１ ． ３损 坏伸 缩部 位
掘进机内喷雾系统技术研究
１ 常村煤矿现用掘进机冷却及喷雾水路系统 分重要的 作用。
潞安 环能股份 公 司 常村煤 矿 井下 的综合 机 械化 掘进工作面 中 ， 以太 原煤 科 院设 计 生 产 的 Ｅ Ｚ一１０ Ｂ ２ 型掘进机使 用 最为 广 泛。掘进 机 的冷 却 及 喷雾水 系 统 主要用于 灭尘 、 冷却 掘 进机 切 割 电机及 油 箱 ， 高 提
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掘进机内喷雾系统水路结构的改进
掘进机内喷雾系统水路结构的改进李海斌【摘要】通过对EBZ-160掘进机内喷雾系统结构和存在问题的分析,提出了改进措施:将水路系统改在悬臂段外侧,安装了固定轴套和旋转轴套,避免了静压水进入悬臂段内的问题.另外,为了提高密封件使用寿命,要增大摩擦面的硬度和光洁度,装配时要确保轴套轴向间距和旋转密封件的同心度.通过对内喷雾系统水路结构优化改造,不仅确保了喷雾效果,而且解决了电机进水问题,降低了截齿温度,改善了工作环境.改造后,轴套温度能够保持在40℃上下,悬臂段漏水现象得到缓解,没有出现喷嘴堵塞故障,整体使用效果非常好.【期刊名称】《江西煤炭科技》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P47-49)【关键词】掘进机;内喷雾;结构;密封;改进【作者】李海斌【作者单位】大同煤矿集团公司煤峪口矿,山西大同037041【正文语种】中文【中图分类】TD421.5+21 概述EBZ－160型掘进机是一种悬臂式重型掘进机，主要优点是截割功率大、可掘巷道断面大、调动灵活、可靠性强，能够很好地满足煤巷、半煤岩巷及软岩巷道的连续掘进要求。
但是，EBZ－160掘进机在掘进作业过程中，喷雾效果较差。
主要表现为内喷雾易堵塞，甚至出现开掘300 m就失效的情况；外喷雾系统则存在压力低、流量小，喷雾效果不理想等问题。
喷雾系统的这些问题导致掘进机无法正常使用，工作环境恶劣影响作业人员的身体健康。
既影响了煤矿生产的经济效益，又存在一定的安全隐患。
因此，对喷雾系统进行改造是非常必要的。
2 掘进机喷雾系统概述2.1 掘进机喷雾系统原理一般来讲，掘进机的除尘方式有两种，即喷雾式和抽出式。
本文主要分析喷雾式除尘。
喷雾式除尘是通过喷嘴将压力水喷出，在喷出过程中高度扩散，最终雾化，使得空气中的粉尘随着水粒降下来，达到除尘的目的。
喷雾式除尘可以分成内喷雾和外喷雾。
所谓外喷雾，是将喷嘴装在工作机构的悬臂上，将压力水喷向截割头，喷出的水扩散并雾化，将截割头包围，实现降低粉尘浓度的目的。
气体雾化喷嘴在悬臂式掘进机上的应用
气体雾化喷嘴在悬臂式掘进机上的应用摘要院本文针对目前综掘工作面粉尘防治的重要性，介绍了悬臂式掘进机常用的喷雾降尘方法，分析了其在实际生产中的优缺点，通过对气体雾化灭尘机理的研究，提出将气体雾化喷嘴应用于掘进机外喷雾的方案，结合工程实例，取得了良好的降尘效果。
Abstract: Aiming at the importance of comprehensive tunneling working face dust control, this paper introduces the cantilever machinespray dust methods and analyzes the advantages and disadvantages in practical production. Through the study of gas atomization mechanismof dust extinguishing, it puts forward applying gas atomization nozzle to spray outside the machine. Combined with practical engineering,good effect has been obtained.关键词院悬臂式掘进机；喷雾；降尘；气体雾化Key words: cantilever excavator；spray；dust fall；gas atomization中图分类号院U455.3+1 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）18-0059-020引言随着掘进机械化程度的不断提高，巷道掘进方法和工艺向着高产、集约化生产的方向发展，效率不断提高。
但是效率的提高也造成了综掘工作面的产尘浓度越来越高，粉尘污染越来越严重，已经成为煤矿的最大污染源。
粉尘的大量产生首先会严重危害综掘工作面工人的身体健康。
掘进机内喷雾系统的改进
最后 ， 喷 雾 路 径 的 准 确 度 得 到 了 很 大 的 提 高， 原 来 的 结构 在 焊 接 喷 水 座 时 ， 即使 有 工 装 的 定 位 也 很 难 使 出 水准 确 无 误 的 喷 到 指 定的位置 ， 现 在 通过 改 进 后 ， 在 齿 座 工装 的 约束下 ， 齿 座 准 确定 位 了 ， 然 后 把 喷水 嘴 直 接 安 装 在 齿 座 上 即 可 达 到 喷 水 的 准 确 定 位， 达 到 较 理 想的 定 位 喷 雾 效 果 。
工 业 技 术
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掘 进机 内喷 雾 系统 的 改进
朱 宗 敏 （ 淮南矿 业集 团顾桥 矿 机电修 配 中心 安 徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ ０ ）
摘 要： 对掘进 机 内喷 雾的现 状进 行统 计分析 ， 从 喷嘴设 计和水路 系统 两方 面改 进 了掘 进机 内喷 雾 系统 。 喷 嘴设 计上采 用齿座 为水路的 后喷 雾方式， 可 以降低喷 嘴堵塞的概率 ， 喷 雾效果也会得 到一定量 的加 强； 通过 改进水路 系统， 重新 组织配水 系统的结构设计和 配水方式， 对 整机 及 内喷 雾 的性 能提 高起到 了较 大 的作 用。 关键 词 ： 掘进机 内喷雾 喷嘴 技术改进 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ３ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ － ３ ７ ９ １ （ ｚ ｏ １ ３ ） ０ ４ （ ｃ ） 一 ０ １ １ 卜０ １
随 着 矿 井作 业 向 高产 高 效发 展 ， 采掘 工 作场 所 的粉 尘 浓度 现 象 是越 来越 高 的 。 同 时 采 掘 工 作 人 员 的 身心 健 康 不 仅 受 到 粉 尘 的
掘进机喷雾系统研究
关于掘进机喷雾系统的研究摘要：介绍了掘进机内喷雾系统的组成及工作原理，对内喷雾系统在设计上的不同结构形式进行分析。
关键词：悬臂式掘进机内喷雾结构形式中图分类号：o741+.2 文献标识码：a 文章编号：概述随着高产高效矿井建设的迅速发展，悬臂式掘进机正成为综掘机械化系统的主力设备。
悬臂式掘进机的应用极大减轻了井下工人的劳动强度，同时也带来了危害井下工人健康的高粉尘含量问题。
煤矿井下粉尘按照mt158的规定进行测定全尘中游离二氧化硅的含量。
作业场所空气中粉尘按照gb5748的规定进行测定。
根据中华人民共和国能源部的规定，煤矿井下和地面作业场所空气中全尘控制浓度应符合以下要求：综采工作面的推进速度越来越快，粉尘浓度也越来越高。
粉尘不仅严重影响井下工作人员的身体健康，也降低了工作面的视觉能见度，破坏了设备的工作环境，加速了设备的损耗，增加了事故发生率，当工作面粉尘达到一定浓度时，很容易引起爆炸，造成重大的安全事故发生。
同时由于掘进机掘进煤岩硬度的提高，导致了产生火花的可能性，因此在使用外喷雾的同时，必须在掘进机上配备强力的内喷雾系统，这样才能较大程度地降低粉尘浓度，达到消灭火花，冷却截齿，延长截齿寿命的目的。
本文通过煤矿掘进机内喷雾系统在实际应用过程中存在的问题进行分析，对原有悬臂段的水路结构进行技术改造，解决喷雾水因密封失效对悬臂段内轴承带来的损坏以及造成切割电机进水后跳闸等问题，同时对改善工作面的喷雾效果和工作面的作业环境具有积极意义。
喷雾系统工作原理掘进机喷雾系统一般分为外喷雾系统和内喷雾系统。
外喷雾系统一般组成：高压喷雾泵站、高压喷雾降尘器、高压精密水质过滤器、高压管路等。
内喷雾系统主要由：喷雾泵站、过滤器、减压阀、安全阀、水密封、配水管及喷嘴等组成。
工作原理：水从井下输水管通过总进液球阀进入反冲洗过滤器，经过滤后分为二路，一分路直接通往喷水架，由文丘里喷嘴喷出。
另一分路减压后再分为二路，一路冷却液压系统用油，另一路冷却切割电机，然后再分为二路，一路经喷嘴喷出，另一路经水泵加压后，由截割头内喷出，起到冷却截齿及灭尘作用。
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气体雾化喷嘴在悬臂式掘进机上的应用
发表时间：2014-12-01T16:12:20.327Z 来源：《价值工程》2014年第6月下旬供稿作者：白雪峰
[导读] 随着掘进机械化程度的不断提高，巷道掘进方法和工艺向着高产、集约化生产的方向发展，效率不断提高。
Application of Gas Atomization Nozzle in Cantilever Excavator
白雪峰BAI Xue-feng（中国煤炭科工集团太原研究院，太原030006）（CCTEG Taiyuan Research Institute，Taiyuan 030006，China）
摘要院本文针对目前综掘工作面粉尘防治的重要性，介绍了悬臂式掘进机常用的喷雾降尘方法，分析了其在实际生产中的优缺点，通过对气体雾化灭尘机理的研究，提出将气体雾化喷嘴应用于掘进机外喷雾的方案，结合工程实例，取得了良好的降尘效果。
Abstract: Aiming at the importance of comprehensive tunneling working face dust control, this paper introduces the cantilever machinespray dust methods and analyzes the advantages and disadvantages in practical production. Through the study of gas atomization mechanismof dust extinguishing, it puts forward applying gas atomization nozzle to spray outside the machine. Combined with practical engineering,good effect has been obtained.
关键词院悬臂式掘进机；喷雾；降尘；气体雾化Key words: cantilever excavator；spray；dust fall；gas atomization中图分类号院U455.3+1 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）18-0059-020
引言随着掘进机械化程度的不断提高，巷道掘进方法和工艺向着高产、集约化生产的方向发展，效率不断提高。
但是效率的提高也造成了综掘工作面的产尘浓度越来越高，粉尘污染越来越严重，已经成为煤矿的最大污染源。
粉尘的大量产生首先会严重危害综掘工作面工人的身体健康。
据统计，综掘工作面的粉尘浓度高达5000mg/m3，其中呼吸性粉尘在煤尘中的浓度接近25%左右，在岩巷掘进时，粉尘浓度还会更高，造成的严重后果就是尘肺病人数的急剧增加。
另外，粉尘浓度的增加，也存在着煤尘爆炸的隐患，资料显示，煤尘爆炸及煤尘参与的瓦斯爆炸所造成的重大事故占煤矿事故的很大比重，不但造成大量人员伤亡，且严重威胁着矿井安全生产。
因此井下工作面粉尘治理是目前一个重要的研究方向。
1 常见喷雾降尘系统国内外针对粉尘治理的研究越来越多，总体来看，这些技术或手段可归为两大类：干式除尘和湿式除尘。
干式除尘主要采用集尘器收集粉尘，效果较好，但是成本高，体积大，对巷道尺寸要求较高。
湿式除尘主要是利用水雾，使其与尘粒接触而分离补集粉尘，有结构简单，成本低，体积小等优点，但是降尘效果不太理想。
目前国内综掘工作面大多数采用掘进机喷雾系统来降低粉尘浓度。
掘进机的常见喷雾系统分为内、外喷雾。
井下水通过一个总进水球阀后接入掘进机，分为两路，一路通过管路直接从截割头上的喷嘴喷出，称为内喷雾；另一路先经过减压阀减压，再通过冷却器对液压油进行冷却，然后依次通过泵站电机和截割电机的水套，对电机起到冷却作用，最后通过喷嘴喷出，称为外喷雾。
内喷雾水路不需要经过减压阀，喷雾压力较高，降尘效果好，在喷雾降尘的同时也可以起到冷却截齿的作用，但内喷雾喷嘴一般布置在截割头靠近齿座的位置，在截割过程中很容易堵塞，而且内喷雾的配水系统也是故障率比较高，因此一般掘进机内喷雾可靠性较差；外喷雾喷嘴一般固定在悬臂段上，离截割头有一段距离，不容易堵塞，但是外喷雾水路要经过电机冷却水套，有耐压设计限制，水压一般在0.5耀1MPa，雾化效果差，不能满足降尘要求。
因此对掘进机常规喷雾系统的改进非常重要，特别是对外喷雾系统喷嘴的改进。
实验资料表明，高压水在通过喷嘴后能形成雾化状态的压力值相当高，一般需要7耀10MPa，掘进机的外喷雾显然无法达到这么高的压力。
而风水相结合的雾化方式，配套条件普遍成熟，可以使水流在较低压力的情况下仍然能实现较好的雾化，达到理想的降尘效果。
2 气体雾化喷嘴气体雾化的降尘机理是：高压风将水雾化成微细小滴，喷射于空气中与浮尘碰撞接触，尘粒被水捕捉而附于水滴上或者湿润的尘粒互相凝集成大颗粒，从而加速其沉降，使之尽快变为落尘。
影响水滴捕尘效果的主要因素是水滴粒度。
水滴小，在空气中分布密度就大，与矿尘接触机会就越多，捕尘效果就越好。
但如果水滴太小对降尘效果会有所影响。
因为过小的水滴湿润尘粒后其重量增加不大，难以在空气中沉降下来，同时水分也易被风流带走和蒸发，不利于捕尘。
根据测定，水雾的粒度在50滋m 以下时效果最佳，因此风、水的压力、流量配比关系是得到合适水雾颗粒大小的最直接影响因素，其次是水滴与尘粒的相对速度，它决定着粉尘与水滴的接触效果，水滴速度高则动能大，与尘粒碰撞时有利于将尘粒湿润捕捉。
气体雾化式喷嘴一般可以分为两种类型：内混式雾化喷嘴和外混式雾化喷嘴。
内混式喷嘴为气体、液体在空气帽和液体帽腔体内内部混合雾化，雾化原理为空气破裂和撞击，雾化效果理想，但是不适合带有黏度的液体（见图1）。
外混式雾化喷嘴为气体、液体在喷出后，利用高速气流对液体行摩擦产生雾化。
雾化原理为摩擦和产生的切向应力，雾化效果一般，比较适合带有黏度的液体（见图2）
3 工程实例掘进机喷雾系统的介质一般是水，没有黏度，因此选择内混型气体雾化喷嘴。
FM-10 型内混型气体雾化喷嘴，利用压缩空
气与液体的摩擦，产生非常均匀和最细密的雾化效果，气体压力在0.4耀0.6MPa，水压在0.5耀1MPa，水流量为30L/min 时，平均的雾化颗粒直径为20耀50滋m，非常适合掘进工作面粉尘的捕捉。
在EBZ260 型掘进机上选用两个该FM-10 型喷嘴，位置分别布置在悬臂段两侧，设计其喷雾系统原理图，如图3 所示。
该套外喷雾系统已经随EBZ260 掘进机到井下综掘工作面进行试验，按照设计要求调试进水、进气的压力和流量，使其达到最佳雾化匹配效果，通过实际检测，使用空气雾化喷嘴比使用普通喷嘴，综掘工作面粉尘浓度降低约30%，实现了良好的喷雾降尘效果。
喷出水雾长度约2m，还可以起到对截割头的截齿、齿座及内喷嘴起到冷却和冲刷的作用，降低了截齿截割温度，还可以防止内喷雾喷嘴堵塞。
此外，该结构还具有成本低，结构简单，体积小的优点，具有推广价值。
4 结束语为了降低综掘工作面的粉尘浓度，保护工人的身体健康，同时降低煤粉爆炸的隐患，实现井下安全高效生产，设计出一套实用、可靠的掘进机喷雾系统非常重要。
本文介绍了常用掘进机喷雾除尘的方式和内外喷雾系统的特点，针对外喷雾喷嘴雾化效果差的现状，对气体雾化喷嘴的雾化及降尘机理进行研究，在外喷雾系统设计中使用气体雾化喷嘴，并在掘进机上实际应用，取得了良好的降尘效果，可以推广应用。
参考文献院[1]武通海.高效喷雾降尘技术在掘进工作面的应用研究[D].太原:太原理工大学,2002：5-8.[2]王晓倩，张德生，赵继云，张子荣.雾化喷嘴及其设计浅析[J].煤矿机械,2008(3):15-17.[3]蔡农.掘进工作面风水喷雾除尘技术的研究与应用[J].能源技术与管理,2008(1)：59-61.[4]杨勤.纵轴式掘进机高可靠性内喷雾系统的研制[J].煤炭科学技术，2006(6)：4-6.作者简介院白雪峰（1978-），男，山西大同人，研究生，工程师，现在中国煤炭科工集团太原研究院从事煤矿机械设计工作。