濕式風水射流除塵風機在炮掘工作面的應用

摘 要：在巖巷炮掘工作面使用濕式風水射流除塵風機，利用高壓風水射流形成的負壓進行除塵，顯著降低呼吸性粉塵濃度，改善了掘進工作面通風質量，減少了粉塵對一線職工身體的危害，從源頭上預防了矽肺病的發生。

關鍵詞：全巖；炮掘工作面；濕式風水射流除塵風機；除塵

巖巷炮掘工作面粉塵主要來自放炮、出貨、拌料、噴射混凝土等生產工序。產塵量占井下總產塵量25%～35%，高濃度的粉塵充斥整個掘進巷道，工作環境惡化，嚴重危害礦工健康，造成肺的彌漫性纖維化，引起矽肺病，嚴重者影響肺功能，喪失勞動能力，發展為肺心病、心衰及呼吸衰竭。

采用濕式風水射流除塵風機，能夠有效降低炮掘工作面呼吸性粉塵濃度。

1 工作面概況

淮北岱河礦業Ⅲ61出煤巷，全巖，斷面13.6m2，設計全長700m，10°下坡，施工工藝為炮掘錨噴支護。采用FBD №6.0 15×2型軸流對旋式局部通風機供風，供風量為320m3/min。掘進工作面放炮、噴漿等工序產塵量最大，全塵1200mg/m3，呼塵560mg/m3。

2 濕式風水射流除塵風機應用

2.1 濕式風水射流除塵風機結構

濕式風水射流除塵風機由輸塵管（柔性風筒）、除塵管（鐵質風筒）、排風管（柔性風筒）、放水管、高效氣水噴霧裝置等構成。

2.2 濕式風水射流除塵風機原理

利用壓風高速水射流噴射形成的負壓，將掘進工作面迎頭的含塵風流吸入輸塵管（柔性風筒），高度霧化的高速水射流與含塵風流中的粉塵相互作用將粉塵捕獲，含塵污水通過排水裝置排除，達到凈化風流的目的。（圖1）

圖1

2.3 濕式風水射流除塵風機主要技術參數

（1）最大處理風量：280m3/min；（2）總粉塵除塵效率：≥96%；（3）適用水壓：2～6MPa；（4）適用風壓：0.3～0.6MPa；（5）耗水量：20L/min；（6）外形尺寸：4500*700*700mm；（7）設備重量：118Kg。

2.4 壓入式風筒出風口位置

根據現場測試及《煤礦安全規程》規定，將壓入式風筒出風口放置在巷道的一幫中上部，距迎頭的距離為8～10m。

2.5 濕式風水射流除塵風機位置

除塵風機的輸塵管（柔性風筒，15m）放置在壓入式風筒的對幫，距迎頭的距離為15～20m，既能有效吸收迎頭含塵風流，又能避免放炮對除塵風機的影響。

2.6 壓入式風筒出風口風量與除塵風機吸風量的匹配

若壓入式風筒出口風量大于除塵風機吸風量，則因抽出式風機吸風量有限而無法全部吸入含塵乏風，則含塵乏風流向巷道后路擴散，從而污染巷道。抽出式除塵風機實際吸風量250～280m3/min，風筒出口風量不僅滿足抽出式除塵風機需求，還必須滿足迎頭稀釋炮煙、瓦斯等最低需風量，經多次現場實踐，風筒出口風量180m3/min左右。

2.7 控風三通

在壓入式風筒距出風口20m左右安設控風三通，并在控風三通出口設置可伸縮拉帶，既可以調整出風口風量，又可通過控風三通的徑向風流形成氣幕，使得該處形成一個隔離的風帶，阻擋迎頭粉塵向后擴散，促使粉塵被吸入除塵風機，從而大大提高除塵降塵效率。

3 濕式風水射流除塵風機效果比較

3.1 除塵風機使用前后除塵數據

在Ⅲ61出煤巷全巖炮掘工作面對濕式風水射流除塵風機除塵效果進行了檢測，以下為不同工序時期采用CCF-7000型直讀式測塵儀對迎頭全塵及呼吸性粉塵檢測的數據，如表1所示。

表1

3.2 除塵風機除塵效果分析

通過以上數據分析，全巖炮掘工作面采用傳統除塵方式，即放炮噴霧、防塵簾、灑水沖塵等措施時全塵濃度平均為36.3mg/m3，最大為82.10mg/m3，最小為2.30mg/m3；呼吸性粉塵濃度平均為25.26mg/m3，最大為50.12mg/m3，最小為1.21mg/m3。使用濕式風水射流除塵風機后，全塵濃度最大為3.6mg/m3，最小為0.39mg/m3；呼吸性粉塵濃度最大為0.60mg/m3，最小為0.12mg/m3；工作面粉塵濃度明顯大幅度下降，且呼吸性粉塵濃度下降比例明顯高于全塵，濕式風水射流除塵風機對呼吸性粉塵有顯著除塵效果。

4 結束語

（1）濕式風水射流除塵風機能夠有效降低掘進工作面粉塵濃度，總粉塵除塵效率≥96%，能夠控制全塵濃度在3.60mg/m3以下，呼吸性粉塵濃度在0.60mg/m3以下。

（2）除塵風機采用壓力水為動力，不產生摩擦和電火花，設備本質安全可靠。

（3）設備結構簡單，質量輕，易安裝移動。

（4）通過調整風壓和水壓，根據工作面風量可調節除塵風機吸風量，處理風量大小可調、調節方便，使用簡單。

作者簡介：鄒瑞峰（1977，10-），注冊安全工程師，畢業于安徽理工大學通風與安全專業，現任安徽省淮北市岱河礦業通風區，技術主管。