开发背景：

随着煤矿、隧道、地铁和金属矿山掘进技术水平的日益提高，工作面粉尘浓度越来越大，不仅从保护工人身体角度上考虑需要使用除尘设备，而且从生产角度上也需要将弥散在巷道的粉尘收集起来进行集中净化。

在掘进工作面的粉尘来源主要来自截割过程：截齿与煤壁接触，煤或岩石受到挤压而形成密实核，截齿进一步深入煤壁，密实核进一步增大并同时承受剪切作用，当截齿离开煤壁时，密实核破碎成为粉末形成煤尘，部分煤尘随着截割滚筒的旋转而飞扬起来，这就使煤尘进入工作面通风气流而扩散。这个过程产生的粉尘是一次粉尘。另外在岩块剥落、下落以及耙爪装岩过程中破碎煤或岩石产生的粉尘及扬起的煤尘是二次粉尘。二次粉尘是掘进机作业时搞浓度粉尘的主要根源。如果产生的粉尘随着爆炸气流运动并漂浮在空气中，就会造成煤尘在空气中扩散。这些粉尘悬浮在空气中随工作面气流扩散，就会使粉尘充斥整个巷道。在掘进工作面，浓度很高的煤尘不仅危害矿工的身体健康还降低了生产效率，还容易引起粉尘爆炸。因此在尘源点处进行控尘与除尘就显得尤为重要。

结构说明

本装置针对困扰综掘施工中的粉尘问题，提出了结合增压型除尘设备在尘源处控尘、增压抽尘、高效降尘的核心理念。“一种新型风水控尘及高效增压除尘装置”既能有效除尘又不妨碍掘进工作面的正常工作。改装置主要由：掘进机、风水联动控尘装置、风机进风口外形优化及增压装置和引射技术下的润湿及磁化喷淋装置四部分组成。通过对实地掘进工作面实验数据的分析，设备前后除尘效率提高80％，并且耗能低不需经常维护，在保证安全施工的同时最大限度保障了生产安全效益。

功能与使用说明

本装置通过掘进机和除尘机一体化，在掘进的过程中，实现在尘源点进行除尘，避免了掘进在继续运行过程中所导致的二次扬尘和由于掘进机与除尘机分开作业而导致的除尘不完全的问题的出现。主要的特点为：

1.利用分风器将掘进迎头风筒风流分风引入掘进迎头，使其对掘进机截割滚筒部位供风控尘增压；

2.开启高压雾化喷头和摇臂上端润湿口对综掘进滚筒附近进行润湿控尘；展开除尘风机尾部减压风筒，开启综掘进上的除尘风机并及时调整吸尘口位置；

3.当开启综掘设备后，截割煤体或岩体首先受高压水雾及滚筒螺旋机构与摇臂相接处高压水润湿减少煤体和岩体粉尘的产生，且减少润湿孔口的堵塞率；

4.同时利用分风气流与风水联动水幕进行控尘，减少粉尘的扩散且使产尘处于高压区域；

5.利用改进吸风口结构的增压型吸风机高效吸尘并利用风机原有喷淋设施喷淋降尘，污风利用后接除尘风筒及时排出工作区域；

6.由于粉尘在空气中易形成稳定的胶体结构，因此采用引射技术下的润湿及磁化喷淋技术来破坏胶体结构进一步提高除尘效率。

先进性和实用性

本项目依据矿山灾害预防国家重点实验室（培育）等高水平研究平台进行相关实验研究，拥有丰富的师资力量及完善的团队体系，在产品研发过程中申请4项实用新型专利，发表多篇核心论文，有较好的先进性，在保障产品质量优质可行的前提下最大可能满足生产安全效益。

装置设计理念以结合增压型除尘设备在尘源处控尘、增压抽尘、高效降尘为核心，针对地矿类企业综掘工作面除尘问题，解决过去同类产品性价比过低、功能单一、适应性差、性能不稳定、除尘效率低、使用维护难及环境效益不佳等问题，满足现代矿物生产智能化、系列化、专用化方向发展的需求。

创新性

（1）对风机的结构进行优化处理：风机与掘进机有机组合、风机前后加置风筒、风筒椭圆形进风口等；

（2）提出通过牺牲风量提高定点吸收效率的的方式来提高除尘效率；

（3）由于传统除尘忽视了对粉尘胶体结构的处理，本装置增加水的磁化与引射装置对胶体结构进行破坏，进一步提高除尘效率；

（4）通过对掘进工作面压力场及风场的模拟研究，提出尘源点处集中除尘的理念，并通过风水联动控尘装置来防止二次尘化。

（5）除尘装置除尘腔可敞开，可根据实际情况进行改变；进风口设置2到4组喷嘴，可使含沙风流与水充分混合可使本设备除尘效果更佳。