本发明属于矿下安全及除尘，尤其涉及一种井下岩粉降压及吸附装置、除尘方法。
背景技术：
1、随着矿业生产机械化程度的提高，煤矿等矿石开采过程中产生的岩石粉尘对环境和工人健康带来严重威胁。特别是在采煤、掘进、运输和提升等环节，粉尘污染问题日益突出。长期在高浓度粉尘环境中工作，不仅干扰井下工人正常工作，降低工作效率，更严重的是会使井下工人患上尘肺等严重的呼吸系统疾病。此外，过多的粉尘可能还会严重影响井下安全，易燃的煤矿粉末混合空气或者瓦斯气体容易产生粉尘爆炸从而造成严重的井下工作安全问题，甚至产生严重事故。此外岩石粉末还具有一定的疏水性，使得沉降技术在降尘应用上变得复杂和困难，鉴于此，现有技术一般在水中混合能够相应改善岩粉浸润程度的液体进行喷雾除尘。
2、喷雾除尘技术是通过喷洒对岩粉有吸附能力或者改善岩粉浸润能力的介质，以达到沉降岩粉的目的。利用发泡网混合气体发泡后可以提高与岩粉的接触面积从而改善吸附效果，有利于改善掘进开采过程中的恶劣工作环境，并且具有安全、便捷、可靠等特点。
3、然而，现有喷雾除尘技术一般采用网式发泡器，其发泡原理是通过喷头将泡沫液喷洒至发泡网上形成液膜，然后利用压缩空气鼓吹液膜发泡。
4、上述喷雾除尘技术至少存在如下技术问题：第一，喷雾除尘设备一般需要配置用于混合水和发泡剂的预混箱，造成设备结构复杂且体积庞大，不适用于井下狭窄的作业空间。第二，现有技术主要是网式发泡原理，即先在发泡网上形成液膜，然后利用压缩空气鼓吹液膜发泡。此时，水压过高、过低以及气压过高、过低都会对发泡效果造成不利影响。第三，鼓吹液膜发泡所采用的压缩空气一般来自于压风送气管路，此时会消耗一部分用于井下人员呼吸新鲜空气。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种井下岩粉降压及吸附装置、除尘方法，采用多级发泡，发泡效果更好，且具有集成度高、压力及流量均可调节等优点，环境适应性强。
2、第一方面，本发明提供一种井下岩粉降压及吸附装置，井下岩粉降压及吸附装置由井下掘进机承载；
3、井下岩粉降压及吸附装置包括：发泡剂供给单元、水液混合阀、一级发泡管、二级发泡管、分流座和喷洒单元；
4、水液混合阀具有进水口和进液口，进液口与发泡剂供给单元连通，用于接收发泡剂；发泡剂和水在水液混合阀中混合；
5、一级发泡管与水液混合阀连通，接收水液混合阀输出的混合液；一级发泡管包括传输段和发泡段；发泡段开设有进气口，用于接收气体；发泡段的腔体为变径通道，变径通道的直径先减小后逐渐增大；应用混合液在小直径处骤增的液压和来自进气口的气体，使混合液撞击小直径段后道的管壁进行发泡；
6、二级发泡管与发泡段的出口端连通，二级发泡管内设置有发泡塞；
7、分流座的入口与二级发泡管的出口连通，将发泡后的混合液分为多个支路后经设置在支路末端的喷头喷射出。
8、作为一种可能的实现方式，水液混合阀包括阀体，开设在阀体上的进水口、进液口和出液口；连通进水口、进液口和出液口的流道；设置在进水口和进液口之间流道上的调压阀芯和第一比例调节阀芯；设置在进液口之后的流道上的第二比例调节阀芯；通过出液口插入至流道内的自吸阀芯，第二比例调节阀芯与自吸阀芯连通；
9、工作状态下，水经进水口进入流道，按照调压阀芯预设的压力和第一比例调节阀芯预设的流量流入自吸阀芯；发泡剂经进液口流入第二比例调节阀芯，并按照第二比例调节阀芯预设的流量流入自吸阀芯；水和发泡剂在自吸阀芯内混合后流入一级发泡管。
10、作为一种可能的实现方式，水液混合阀还包括设置在调压阀芯和第一比例调节阀芯之间的流道上的示压阀，示压阀外接压力表。
11、作为一种可能的实现方式，阀体上设置调压阀芯、第一比例调节阀和第二比例调节阀的位置均开设有调节孔，调节孔与流道连通；调压阀芯、第一比例调节阀芯和第二比例调节阀芯的结构相同，均包括：活塞、固定螺母、防松螺母和密封圈；
12、其中，活塞间隙装配在调节孔内；固定螺母的外圈与调节孔的内壁螺纹连接，固定螺母的内壁与活塞螺纹连接；防松螺母设置在固定螺母之上且与活塞螺纹连接；密封圈设置在活塞靠近流道的位置。
13、作为一种可能的实现方式，活塞靠近流道的一端为锥形，相应的，调节孔与活塞锥形段匹配的位置也为锥形。
14、作为一种可能的实现方式，自吸阀芯包括同轴连通的倒锥管和自吸管；自吸管与第二比例调节阀所具有的出口相对的位置，沿径向开设有导流槽以及与导流槽连通的虹吸孔，虹吸孔与自吸管的自吸腔连通；
15、倒锥管和自吸管与流道间隙装配；倒锥管的外壁和流道内壁之间设置有密封圈；自吸管的外壁和流道内壁之间设置有密封圈。
16、作为一种可能的实现方式，水液混合阀的出口通过接头与传输段同轴连通，传输段与管头同轴连通，管头构成发泡段；
17、其中，传输段包括贯通的第一管体，第一管体的内腔同轴设置有螺旋片，螺旋片旋转以带动水和发泡剂的混合液涡旋传输至管头；
18、管头轴向贯通开设有变径通道，即自靠近第一管体的一端至远离第一管体的一端，变径通道的直径先减小后逐渐增大；进气口开设在变径通道的后道处。
19、作为一种可能的实现方式，第一管体靠近管头一端的端面处设置有第一发泡网；和/或，二级发泡管包括贯通的第二管体，第二管体内装配有发泡塞；第二管体远离管头的一端同轴连通有分流座的连接筒。
20、作为一种可能的实现方式，分流座还包括有混合腔，混合腔与连接筒的连接处设置有第二发泡网；混合腔远离连接筒的一端开设有多个出口，每一出口处均通过接头连接喷洒单元所具有的出液管，每一出液管的另一端出口均对应配置有一喷头。
21、第二方面，本发明提供一种除尘方法，应用第一方面提供的井下岩粉降压及吸附装置，包括如下步骤：
22、s1.将井下岩粉降压及吸附装置的水液混合阀及喷头固定座与掘进机机架紧固连接；将水液混合阀具有的进水口与供水装置连通；将水液混合阀具有的进液口与发泡剂供给单元连通；将管头所具有的进气口与供气装置连通；
23、s2.调节调压阀芯至预设压力，调节第一比例调节阀至预设流量；水经进水口进入流道，并依次经调压阀芯和第一比例调节阀调节至预设压力且按照预设流量流入自吸阀芯的倒锥管；
24、s3.调节第二比例调节阀至预设流量，开启发泡剂供给单元；水在自吸管内形成负压从发泡剂供给单元且经第二比例调节阀吸入发泡剂；发泡剂与水在自吸阀芯内混合形成混合液；
25、s4.混合液进入一级发泡管，在螺旋片作用下充分混合并加剧涡旋，撞击第一发泡网进行初次发泡；随后进入变径通道，在变径通道的小直径处增压且在进气口接收的气体作用下，释放至变径通道的后道，此时，涡旋前进中撞击内壁，以加剧发泡；
26、s5.混合液进入二级发泡管，在二级发泡管所具有的发泡塞作用下进一步发泡；
27、s6.混合液进入分流座，在分流座所具有的第二发泡网作用下再次发泡，之后撞击分流座混合腔侧壁，增强发泡效果；
28、s7.混合液经喷头延长管进入喷头，经喷头内螺旋芯开设的螺旋导流槽积蓄压力后从喷头的异形孔喷出。
29、第三方面，本发明提供一种除尘设备，包括第一方面提供的井下岩粉降压及吸附装置。
30、与现有技术相比，本发明具有如下效果：
31、1.本发明提供的井下岩粉降压及吸附装置，采用多级发泡设计，首先水和发泡剂在水液混合阀中混合形成混合液，混合液进入一级发泡管利用管内螺旋片充分混合并加剧涡旋，撞击第一发泡网后进行初次发泡，随后进入变径通道，在变径通道的小直径处增压且在进气口接收的气体压力作用下，释放至变径通道的后道，此时，混合液在涡旋前进中撞击内壁，以加剧发泡。之后混合液经过二级发泡管内的发泡塞进一步发泡，随后混合液经过第二发泡网再冲击混合腔再次混合发泡，最后通过喷头延长管到喷头增大压力后喷出。多级发泡的设计可以较好的保证发泡效果，以达到沉降岩粉的目的。
32、2.本发明提供的井下岩粉降压及吸附装置，可以直接应用掘进机的高压水和高压气体，也可以采用其他来源的水和气体，对水压、气压的高低没有严苛要求，装置本身具有调节水压和气压的能力，可以保证稳定的发泡效果，可以适应多种不同的环境。另外，本装置无需利用来自于压风送气管路的气体，不会占用用于井下人员呼吸新鲜空气。
33、3.本发明提供的井下岩粉降压及吸附装置，设置有第一比例调节阀和第二比例调节阀，可以调节水和发泡剂的混合比例，无需额外配置用于混合水和发泡剂的预混箱，设备集成度较高，占用空间小，可以很好的适应井下狭窄的作业空间。
1.一种井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述井下岩粉降压及吸附装置由井下掘进机承载；
2.根据权利要求1所述的井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述水液混合阀包括阀体，开设在所述阀体上的进水口、进液口和出液口；连通所述进水口、进液口和出液口的流道；设置在所述进水口和进液口之间流道上的调压阀芯和第一比例调节阀芯；设置在进液口之后的流道上的第二比例调节阀芯；通过出液口插入至所述流道内的自吸阀芯，所述第二比例调节阀芯与所述自吸阀芯连通；
3.根据权利要求2所述的井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述水液混合阀还包括设置在所述调压阀芯和第一比例调节阀芯之间的流道上的示压阀，所述示压阀外接压力表。
4.根据权利要求2所述的井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述阀体上设置调压阀芯、第一比例调节阀和第二比例调节阀的位置均开设有调节孔，所述调节孔与流道连通；所述调压阀芯、第一比例调节阀芯和第二比例调节阀芯的结构相同，均包括：活塞、固定螺母、防松螺母和密封圈；
5.根据权利要求4所述的井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述活塞靠近所述流道的一端为锥形，相应的，调节孔与所述活塞锥形段匹配的位置也为锥形。
6.根据权利要求2所述的井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述自吸阀芯包括同轴连通的倒锥管和自吸管；所述自吸管与第二比例调节阀所具有的出口相对的位置，沿径向开设有导流槽以及与所述导流槽连通的虹吸孔，所述虹吸孔与所述自吸管的自吸腔连通；
7.根据权利要求1所述的井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述水液混合阀的出口通过接头与所述传输段同轴连通，所述传输段与所述管头同轴连通，所述管头构成所述发泡段；
8.根据权利要求7所述的井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述第一管体靠近所述管头一端的端面处设置有第一发泡网；和/或，所述二级发泡管包括贯通的第二管体，所述第二管体内装配有所述发泡塞；所述第二管体远离所述管头的一端同轴连通有所述分流座的连接筒。
9.根据权利要求8所述的井下岩粉降压及吸附装置，其特征在于，所述分流座还包括有混合腔，所述混合腔与连接筒的连接处设置有第二发泡网；所述混合腔远离所述连接筒的一端开设有多个出口，每一所述出口处均通过接头连接喷洒单元所具有的出液管，每一所述出液管的另一端出口均对应配置有一喷头。
10.一种除尘方法，所述除尘方法应用权利要求1至9任一项所述的井下岩粉降压及吸附装置，包括如下步骤：
