【背景】煤矿井下空气钻进存在空气钻进时孔口粉尘污染严重，除尘难度大；空气作为冲洗介质冷却效果较差；在返风不畅的情况下钻具回转摩擦生热存在安全隐患等问题。而空气雾化钻进具备空气钻进优势，同时雾化液滴可在孔底产尘点、在含尘气流从环空返回孔口的过程中，与细微颗粒煤尘结合变成较大颗粒煤层，起到捕尘的作用，另外，雾化液滴又起到冷却钻具以及孔内防燃的效果，是井下松软煤层空气钻进技术的完善和发展趋势。但这种方式钻进过程中不能实现雾化参数的精确控制与调节，易导致煤粉过湿、排渣困难、捕尘效果差。中煤科工集团西安研究院根据煤矿井下动力条件、安全规定以及施工条件，研制出了以煤矿系统风为动力，具有雾化参数可控、可调特性且本质安全型的雾化器。下图为雾化器设计方案。

 

 

　　以煤矿井下技术条件(系统风压、安全规程、施工条件等)为基础，根据空气钻雾化钻进时煤粉的运移特点、推广应用的便利性等因素，雾化器总体采用压力雾化方式。雾化器动力来源于矿井系统风，风压一般在0.5 MPa左右，风量充足、有专门的供风管道，用风安全、方便，雾化水来源于矿井静压水。采用气动马达驱动雾化泵，气动马达体积小、功率可选范围大，简单的气压调节器可实现无级调速和可变转矩，且气动马达为故障安全型，可长期在压力下使用而不受损坏。雾化泵采用高压低流柱塞泵，为微细雾化提供压力水。喷嘴采用微细雾化喷嘴，雾化液滴平均直径约为50 μm。雾化器配备风压表、水压表、液体流量计、流量控制阀、溢流阀等，以保证雾化量、雾化效果可控。另外，在孔内排粉不畅、供风压力升高时，安全阀打开，推动二位阀切断高压雾化水，并通过溢流阀溢流，不再向孔内喷雾，防止煤粉过湿导致埋钻。钻进用干空气通过分流阀进入雾化混合腔，与雾流混合后成为雾化空气，作为钻进冲洗介质进入孔内。

 

来源：《煤炭科学技术》

引用格式：王力.煤矿井下松软煤层空气雾化钻进用雾化器的研制[J].煤炭科学技术,2016,44(8)：150-155.