矿用风筒调风控尘装置的原理及结构解析

矿用风筒调风控尘装置的原理及结构解析

一、核心工作原理

矿用风筒调风控尘装置通过改变传统轴向供风方式，利用风流附壁效应或主动旋转控尘技术，将风流转化为沿巷道壁旋转的螺旋风流或径向风流，形成动态气幕屏障，实现以下效果：

1. 降低轴向风速：减少风流对粉尘的直接吹扬，避免粉尘向巷道后方扩散。

2. 均匀风流分布：通过旋转或径向风流覆盖巷道全断面，使风速梯度趋于平缓，消除局部涡流。

3. 构建气幕屏障：在掘进机司机前方形成隔离气幕， 粉尘外溢路径，配合除尘风机实现高效抽尘。

典型应用场景：

• 综掘工作面截割作业时，粉尘浓度可达数百毫克每立方米，传统通风方式易导致粉尘无序扩散。

• 装置通过调控风流方向，使粉尘被限制在迎头区域，经吸尘罩进入除尘器，收尘效率可达90%以上。

二、主流结构类型与特点

根据巷道断面、供风量及除尘需求，装置分为以下三类：

1. 螺旋出风附壁风筒

• 结构：

• 铁质风筒（直径600mm，长2000mm），风筒断面1/3圆周呈螺旋线状，形成狭缝状喷口。

• 末端配备蝶阀，通过连杆与狭缝出口阀门联动，支持手动/气动切换轴向供风与径向螺旋出风。

• 适用场景：

• 巷道断面＞12m²的综掘面，如大型煤巷或岩巷。

• 优势：

• 螺旋风流覆盖范围广，气幕屏障厚度大，控尘 。

2. 径向出风附壁风筒

• 结构：

• 胶皮风筒（直径600mm，长2000mm），风筒壁开径向小孔，80%风量通过小孔径向出风，20%沿轴向喷出。

• 适用场景：

• 巷道断面＜12m²的机掘面，如小型煤巷或半煤岩巷。

• 优势：

• 体积小、质量轻（仅为铁质风筒的1/3），移动便捷。

• 示例：兖州鲍店煤矿应用后，综合降尘率达92%。

3. 带有螺旋器的软质附壁风筒

• 结构：

• 橡胶布与金属骨架复合结构，内置螺旋器，轴向风流经螺旋器转化为旋转风流后直接排出。

• 适用场景：

• 任意断面综掘工作面，尤其适用于需要快速形成螺旋风流的场景。

• 优势：

• 初始段风流速度提升显著，缩短气幕形成时间。