煤炭科学技术

作者：肖鹏, 陈丽萍, 赵波, 李树刚, 刘潇潇, 陈紫溪, 林海飞, 李秉昆, 双海清,

关键词：煤尘防治, 声波角度, 声场分布, 声波团聚, 喷雾降尘,

在矿井作业中极易产生大量煤尘，为了降低煤尘对作业环境、工人身体健康及机械设备的潜在危害，基于声波−水喷雾协同增效降尘模拟试验平台，通过多通道声功率测试系统、TSI8533气溶胶监测仪、矿用粉尘采样器以及电镜扫描仪，分析了不同角度下声场的分布特性、全尘及PM10煤尘降尘效率，以及煤尘质量浓度随声波角度变化的规律，探究声波传播角度对煤尘降尘效果的影响，同时，对比分析了不同角度影响下，喷雾液滴对煤尘的团聚特性。结果表明：随声波角度的增加，声场分布先向巷道上方聚集，当声波角度大于等于60°时，声场声压级开始向下方偏移；全尘主要分布在模拟巷道中部区域，而PM10颗粒物主要分布在模拟巷道中上部区域；随声波角度的增加，全尘质量浓度先增大后降低，当声波角度为0°时降尘效率最高，从仅水喷雾的74.80%提升至85.97%；随声波角度的增加，PM10质量浓度先降低后增大，当声波角度为30°时PM10质量浓度最低，声波联合水喷雾团聚除尘效果最佳，PM1、PM2.5、PM4、PM10的降尘效率相较于仅水喷雾的降尘效率分别提高了31.10%、31.87%、33.49%、30.90%；通过对比PM10降尘前后形态可知，加入声波之后煤尘颗粒团聚在一起形成大的团聚体，并且团聚体周围附着很多小颗粒。不同声波角度下团聚效果不同，当声波角度为30°时，PM10的团聚效果最好，附着小颗粒物最多，团聚体粒径可达36 μm。研究成果揭示了声波角度对水喷雾降尘作用机理，为声波联合水喷雾现场应用提供理论基础。

来源：2025年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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