一种矿山断面流体密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及矿山降尘技术领域，尤其涉及一种矿山断面流体密封装置。

背景技术：

2.矿山粉尘是矿山职业危害因素之一，它是由生产的过程中所产生的各种微粒和岩微粒。受微粒自身体积、形状、质量以及空气湿度、矿井内风速等多方面的影响，部分矿尘会在空中飞扬形成浮尘，它能够直接威胁到矿工们的身体健康以及生产过程的顺利。
3.对于矿山巷道粉尘防控，传统的方法是采用通风方式加强通风、人工直接洒水、安装高压喷头喷雾或水气喷头喷雾降尘。但是上述传统方法在实施运行过程中大多数均存在以下主要问题：
4.（1）若采用传统通风防尘，依靠矿井全压作用或者加强局部通风以稀释粉尘，降低粉尘浓度后的含尘空气，经通风系统回风井排出地表，尽管一定区域内粉尘浓度达标但不能从源头上降低粉尘总量，同时矿山巷道一般处于通风系统进风段，距离通风系统回风井较远，含尘空气扩散至掘进、回采作业面，势必污染作业面空气环境，这对于矿山巷道及作业面通风条件较差的矿山，当矿山巷道扬尘得不到有效控制将严重影响井下作业环境。
5.（2）若采用人工直接洒水降尘，一方面消耗人力物力，另一方面因水滴粒径相对细小水雾大，水滴颗粒总表面积小，降尘及降温效果差，而且晒水过程中会影响车辆正常运输、巷道内电气设备等安全用电。
6.（3）若采用传统的安装供水管路+压力雾化喷头方式喷雾晒水防尘，无论采用直射式、离心式、旋转式等各种现有喷雾喷头，运行初期喷雾效果好，但是从系统后期维护使用经验来看，在井下特殊环境下喷头喷嘴容易堵塞，后期清洗等维护工作量大，喷雾效果难以长久维持。
7.鉴于此，能否利用矿山行业的特殊性，设计一种适合矿山断面密封装置，从而实矿山断面粉尘的综合有效防治就成为必要。

技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种矿山断面流体密封装置，针对矿山巷道采用流体喷射的方式进行分段密封，限定矿山巷道内粉尘扩散区域，以利于采用综合有效的除尘技术和设备对矿山巷道的粉尘进行处理，有效防止粉尘大面积扩散飞扬，降低矿山巷道工作面的粉尘浓度，为矿山开采创造一个良好的作业环境。
9.本实用新型采用的技术方案为：
10.一种矿山断面流体密封装置，包括分布于同一平面的多个喷射组件，多个喷射组件喷射后形成一个密封界面，巷道内设有多个密封界面，将巷道分割成多个密封区域；所述的喷射组件采用平面喷射的喷头9或者拱门状流体喷管；当采用平面喷射的喷头9时，多个喷头均匀分布在一个平面内，全面喷射，形成密封界面；当采用拱门状流体喷管时，多级拱门状流体喷管由内而外依次分布于同一平面，双面喷射，形成密封界面。
11.所述的平面喷射的喷头9包括前夹板9-1和后夹箱9-2，前夹板9-1和后夹箱9-2通过螺栓定位固定，前夹板9-1和后夹箱9-2之间设有间隙，形成流道，前夹板9-1和后夹箱9-2的周向边缘口开放，形成周向全面喷射的喷嘴；前夹板9-1或后夹箱9-2上连通有流体进管。
12.所述的拱门状流体喷管包括双面喷管，双面喷管的一端为进口端，另一端封闭，双面喷管的左右两侧管壁上对称开设有单/双流体喷口；每相邻的两个拱门状流体喷管之间喷射后的流体拼接成完整的流体墙。
13.所述的双面喷管包括一体成型的喷管体，当喷管体为单流体喷口时，喷管体内壁左右两侧均向外扩腔形成集腔体，在集腔体的最外侧边沿向外延伸开设线性流道，线性流道的最外端为喷嘴。
14.所述的双面喷管包括内套管和外套管，内套管和外套管之间通过两端端部的连接块间隙套设，外套管的内壁左右两侧均向外扩腔形成集腔体，在集腔体的最外侧边沿向外延伸开设线性流道，线性流道的最外端为喷嘴；内套管的外壁左右两侧对应集腔体的位置设有分流块，分流块将集腔体分为液体流通腔和气体流通腔，内套管的管壁上左右开设有连通液体流通腔或气体流通腔的通道口；连接块上、对应内套管和外套管之间的间隙位置开设有进气口或进液口。
15.所述的集腔体截面结构为：靠近双面喷管中心的一侧为大开口侧，远离双面喷管中心的一侧为小开口侧，大开口侧向小开口侧逐渐缩小；所述的线性流道的直径为0.5mm-1mm。
16.本实用新型的矿山断面流体密封装置采用平面喷射的喷头9或者多级拱门状流体喷管，喷头或者多级拱门状流体喷管在同一平面内，处于同一平面内才能保证喷出来的流体能够很好的拼接完成，保证密封性；喷头或者多级拱门状流体喷管设于矿山巷道断面中，将整个巷道断面以水幕或者气幕的形式形成一面流体墙，从而达到密封效果。通过整面流体幕将一侧的粉尘进行密封阻隔，防止外溢。当流体采用净水时，当粉尘与整面水幕接触时，粉尘与细小的水雾接触形成大的粉尘颗粒，最终落入地面。采用水雾的好处是，控制水雾喷射的水量，不会落入地面形成污泥水流，避免二次污染。
附图说明
17.图1为本实用新型采用平面喷射的喷头的结构示意图；
18.图2为本实用新型采用拱门状流体喷管的结构示意图；
19.图3为本实用新型的双面喷管采用单流体喷口时的截面图；
20.图4为本实用新型的双面喷管采用双流体喷口时的截面图；
21.图5为本实用新型的平面喷射的喷头的剖面图；
22.图6为本实用新型的平面喷射的喷头的平面图一；
23.图7为本实用新型的平面喷射的喷头的平面图二；
24.图8为本实用新型的平面喷射的喷头的平面图三。
具体实施方式
25.如图1-2所示，本实用新型包括分布于同一平面的多个喷射组件，多个喷射组件喷射后形成一个密封界面，巷道1内设有多个密封界面，将巷道1分割成多个密封区域。本实用
新型的喷射组件采用两种形式，分别为平面喷射的喷头9或者拱门状流体喷管。当采用平面喷射的喷头9时，配合流体支管10，通过流体支管10支撑连通多个均匀分布在一个平面内的喷头9，全面喷射，形成密封界面；当采用拱门状流体喷管时，多级拱门状流体喷管由内而外依次分布于同一平面，双面喷射，形成密封界面。
26.如图5所示，本实用新型的平面喷射的喷头9包括前夹板9-1和后夹箱9-2，前夹板9-1和后夹箱9-2通过螺栓定位固定，前夹板9-1和后夹箱9-2之间设有间隙，形成流道，前夹板9-1和后夹箱9-2的周向边缘口开放，形成周向全面喷射的喷嘴9-3；前夹板9-1或后夹箱9-2上连通有流体进管9-4。通过流体进管连接流体支管10，从而达到支撑进源的目的。
27.如图2、图3和图4所示，多级拱门状流体喷管由内而外依次分布，本实用新型的流体喷管结构也不仅仅限于拱门结构，还可以采用方形或者圆形等结构,或者与矿山断面相匹配。多级拱门状流体喷管在同一平面内，处于同一平面内才能保证喷出来的水雾能够很好的拼接完成，保证密封性；多级拱门状流体喷管设于矿山巷道1断面中，将整个巷道断面以水幕的形式形成一面水墙，从而达到密封效果。
28.所述的拱门状流体喷管包括双面喷管2，双面喷管2的一端为进口端，另一端封闭，保证进入的流体能够有充足的压力，由单/双流体喷出；双面喷管2的左右两侧管壁上对称开设有单/双流体喷口；每相邻的两个拱门状流体喷管之间喷射后的流体拼接成完整的流体墙。
29.如图3所示，所述的双面喷管2包括一体成型的喷管体3，当喷管体3为单流体喷口时，喷管体3内壁左右两侧均向外扩腔形成集腔体4，在集腔体4的最外侧边沿向外延伸开设线性流道5，线性流道5的最外端为喷嘴。
30.如图4所示，所述的双面喷管2包括内套管6和外套管7，内套管6和外套管7之间通过两端端部的连接块间隙套设，外套管7的内壁左右两侧均向外扩腔形成集腔体4，在集腔体4的最外侧边沿向外延伸开设线性流道5，线性流道5的最外端为喷嘴；内套管6的外壁左右两侧对应集腔体4的位置设有分流块8，分流块8将集腔体4分为液体流通腔和气体流通腔，内套管6的管壁上左右开设有连通液体流通腔或气体流通腔的通道口；连接块上、对应内套管6和外套管7之间的间隙位置开设有进气口或进液口。
31.所述的线性流道5的直径为0.5mm-1mm。所述的集腔体4截面结构为：靠近双面喷管2中心的一侧为大开口侧，远离双面喷管2中心的一侧为小开口侧，大开口侧向小开口侧逐渐缩小。
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.本实用新型不仅适用于矿山巷道1，同时还可适用于煤矿开采巷道或者铁路挖掘巷道中，利用本装置将粉尘隔离，限定粉尘的流动范围，防止粉尘肆乱飞扬，影响工作面环境。
34.实施例1
35.当采用平面喷射的喷头9时，多个喷头均匀分布在一个平面内，全面喷射，形成密封界面。平面喷射的喷头9可采用圆形结构（图6）、方形结构（图7）或者拱形结构（图8）。平面
喷射的喷头9包括前夹板9-1和后夹箱9-2，前夹板9-1和后夹箱9-2通过螺栓9-3定位固定，前夹板9-1和后夹箱9-2之间设有容纳流体的腔体及间隙，间隙形成流道，前夹板9-1和后夹箱9-2的周向边缘口开放，形成周向全面喷射的喷嘴；前夹板9-1或后夹箱9-2上连通有流体进管9-4，再通过流体进管29-4连通流体支管10，流体支管10不仅连通多个均匀分布在一个平面内的喷头，同时，还起到支撑的作用。
36.流体通过流体进管9-4将高压气体或者高压液体高速、高压注入前夹板9-1或后夹箱9-2之间的容纳流体的腔体及间隙内，且迅速通过周向开放的边缘口向四周喷射，从而形成一个小面积的喷射面。多个喷头9均匀排列分布，使得小面积的喷射面无间隙衔接在一起，进而形成一个大的密封界面，且，大的密封界面可以无间隙与巷道内壁契合，不再受巷道大小或者平整度影响，通过流体的方式进行密封，保证密封性能。
37.实施例2
38.当采用拱门状流体喷管时，多级拱门状流体喷管由内而外依次分布于同一平面，双面喷射，形成密封界面。
39.当双面喷管2为单流体喷口时，双面喷管2采用一体成型的喷管体3，在喷管体3内壁左右两侧均向外扩腔形成集腔体4，在集腔体4的最外侧边沿向外延伸开设线性流道5，线性流道5的最外端为喷嘴。
40.工作时，针对单流体模式，建议流体介质选择液体，例如水，水在一般的矿山中就地取材方便，但是，矿山水中容易含有杂质，所以，需要在矿山水中添加净化水的物质或者直接采用净化后的水源。液体由进口端进入喷管体3内部，在水压的作用下，首先充满集腔体4，集腔体4相当于扩容，积存足够大量的液体，提升水源压力；同时，由于集腔体4采用由内向外逐渐缩小的结构，目的是使得集腔体4更加的平滑、顺畅，并且便于与线性流道5无阶梯式连通，使得水流更加的顺畅平稳。最终液体流过线性流道5，由线性流道5的最外端喷射出来，线性流道5采用倾斜设计，巧妙利用流体力学原理，能够形成有效的水雾状。
41.如图1所示，根据矿山巷道1的大小，可以采用两级拱门状流体喷管，或者三级、四级，根据雾森的射程合理安装内外拱门状流体喷管之间的间距，保证相邻两个拱门状流体喷管之间能够完整拼接在一起，形成完整的水幕。通过整面水幕将一侧的粉尘进行密封阻隔，防止外溢，当粉尘与整面水幕接触时，粉尘与细小的水雾接触形成大的粉尘颗粒，最终落入地面。采用水雾的好处是，控制水雾喷射的水量，不会落入地面形成污泥水流，避免二次污染。
42.当整个矿山断面流体密封装置将矿山巷道进行段式密封后，一般是将开采面、扬尘较集中的一段作为密封段，利用本装置的流体密封装置进行密封截尘。之后，再用降尘装置进行降尘处理即可。
43.实施例3
44.当双面喷管2为双流体喷口时，双面喷管2包括内套管6和外套管7，内套管6和外套管7之间通过两端端部的连接块间隙套设，连接块起到连接固定的作用，仅仅设有端部。外套管7的内壁左右两侧均向外扩腔形成集腔体4，在集腔体4的最外侧边沿向外延伸开设线性流道5，线性流道5的最外端为喷嘴；内套管6的外壁左右两侧对应集腔体4的位置设有分流块8，分流块8将集腔体4分为液体流通腔和气体流通腔，内套管6的管壁上左右开设有连通液体流通腔或气体流通腔的通道口；连接块上、对应内套管6和外套管7之间的间隙位置
开设有进气口或进液口。
45.双流体即采用液体和气体两种流体介质，通过分流块8的作用，将不同的流体介质混合汇集在一起，形成混合式喷射流体；当内套管6中灌输的是液体时，内套管6和外套管7之间的间隙充斥气体；液体进入内套管6，由内套管6上设有的通道口进入到液体流通腔，此时图3中的上部腔体为液体流通腔，随即通过液体流通腔进入线性流道5；气体进入内套管6和外套管7之间的间隙空腔中，再扩散至气体流通腔，此时图3中的上下部腔体为气体流通腔，随即通过气体流通腔进入线性流道5；此时的液体和气体在线性流道5中汇集，形成气水混合体，再由线性流道5的喷嘴喷射出去，形成新型的混合水雾，从而对一侧的扬尘进行密封阻隔。
46.利用双流体双面喷管形成水雾截面后，再利用本系统的微动力除尘机构进行降尘处理，处理过程如实施例1，在此不再赘述。
47.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种矿山断面流体密封装置，其特征在于：包括分布于同一平面的多个喷射组件，多个喷射组件喷射后形成一个密封界面，巷道内设有多个密封界面，将巷道分割成多个密封区域；所述的喷射组件采用平面喷射的喷头或者拱门状流体喷管；当采用平面喷射的喷头时，配合流体支管，通过流体支管支撑连通多个均匀分布在一个平面内的喷头，全面喷射，形成密封界面；当采用拱门状流体喷管时，多级拱门状流体喷管由内而外依次分布于同一平面，双面喷射，形成密封界面。2.根据权利要求1所述的矿山断面流体密封装置，其特征在于：所述的平面喷射的喷头包括前夹板和后夹箱，前夹板和后夹箱通过螺栓定位固定，前夹板和后夹箱之间设有间隙，形成流道，前夹板和后夹箱的周向边缘口开放，形成周向全面喷射的喷嘴；前夹板或后夹箱上连通有流体进管。3.根据权利要求1所述的矿山断面流体密封装置，其特征在于：所述的多级拱门状流体喷管在同一平面内，设于矿山巷道断面中；所述的拱门状流体喷管包括双面喷管，双面喷管的一端为进口端，另一端封闭，双面喷管的左右两侧管壁上对称开设有单/双流体喷口；每相邻的两个拱门状流体喷管之间喷射后的流体拼接成完整的流体墙。4.根据权利要求3所述的矿山断面流体密封装置，其特征在于：所述的双面喷管包括一体成型的喷管体，当喷管体为单流体喷口时，喷管体内壁左右两侧均向外扩腔形成集腔体，在集腔体的最外侧边沿向外延伸开设线性流道，线性流道的最外端为喷嘴。5.根据权利要求3所述的矿山断面流体密封装置，其特征在于：所述的双面喷管包括内套管和外套管，内套管和外套管之间通过两端端部的连接块间隙套设，外套管的内壁左右两侧均向外扩腔形成集腔体，在集腔体的最外侧边沿向外延伸开设线性流道，线性流道的最外端为喷嘴；内套管的外壁左右两侧对应集腔体的位置设有分流块，分流块将集腔体分为液体流通腔和气体流通腔，内套管的管壁上左右开设有连通液体流通腔或气体流通腔的通道口；连接块上、对应内套管和外套管之间的间隙位置开设有进气口或进液口。6.根据权利要求3-5任一所述的矿山断面流体密封装置，其特征在于：集腔体截面结构为：靠近双面喷管中心的一侧为大开口侧，远离双面喷管中心的一侧为小开口侧，大开口侧向小开口侧逐渐缩小；线性流道的直径为0.5mm-1mm。

技术总结

本实用新型公开了一种矿山断面流体密封装置，矿山断面流体密封装置包括由内而外依次分布的多级拱门状流体喷管，多级拱门状流体喷管在同一平面内，设于矿山巷道断面中；所述的拱门状流体喷管包括双面喷管，双面喷管的一端为进口端，另一端封闭，双面喷管的左右两侧管壁上对称开设有单/双流体喷口；每相邻的两个拱门状流体喷管之间喷射后的流体拼接成完整的流体墙；再利用本系统的微动力除尘机构进行收集和降尘处理，本装置针对矿山巷道采用雾森喷淋的方式进行分段密封，限定矿山巷道内粉尘扩散区域，有效防止粉尘大面积扩散飞扬，降低矿山巷道工作面的粉尘浓度，给予良好的工作环境。境。境。