掘進工作面降塵技術現狀及噴霧降塵系統介紹

摘要：本文總結了綜掘工作面通風，噴霧以及氣幕降塵技術的發展現狀上，在分析掘進工作面產塵及風流特性的基礎上，設計了一種基于旋轉風流的掘進機噴霧降塵系統，為煤礦井下掘進工作面降塵技術的推進奠定一定的基礎。

關鍵詞：掘進工作面；降塵技術；噴霧；降塵系統

粉塵爆炸和塵肺病是礦井粉塵危害的兩個主要方面。根據統計，全國有將近30萬多的煤礦塵肺病患者，大約占到全國患此病人數的50%[12]。綜掘工作面掘進機割巖（煤）是礦井開采最為基本的生產作業工序之一，也是主要產塵源之一[34]。

旋轉風墻新式機械除塵凈化裝備具有更高效的除塵效果，因為它是將旋轉風墻的抽塵凈化系統和掘進機的噴霧降塵系統進行配合使用。想要減少煤礦井下的機掘工作面粉塵濃度就需要降低粉塵的生產量，使用內噴霧對產塵初期所產生的大部分粉塵進行消滅。本文設計了一種基于旋轉風流的掘進機噴霧降塵系統，為煤礦井下掘進工作面降塵技術的推進奠定一定的基礎。

1 綜掘工作面降塵技術的發展現狀

1.1 綜掘工作面通風除塵技術

掘進通風除塵技術是以壓抽混合式通風作為基礎的，然后配合使用除塵器由此發展而來。秦躍平等研究“長壓短抽”式除塵通風時掘進巷道中粉塵運移和分布規律，與壓風筒口位置、抽吸比及壓入風量等通風參數進行對比。

1.2 綜掘工作面噴霧除塵技術

中國礦業大學和平頂山天安煤業股份有限公司合作研制了泡沫除塵技術；北京科技大學等研制了自激式臥式水浴除塵器及泡沫掘進機轉載點試驗了泡沫除塵，優化了泡沫降塵設備及其關鍵參數；河南理工大學和兗州煤業集團研制了噴嘴旋轉的噴霧系統，能夠形成空氣霧罩。

1.3 綜掘工作面氣幕除塵技術

程衛民等針對錨掘機截割速度快的特點，提出一種煤巷快速掘進的封閉式除塵系統。馬恒等研制了適用于掘進工作面的新型風幕集塵系統，提高了阻擋呼吸性粉塵的效率。

2 掘進工作面粉塵特性及噴霧降塵系統

2.1 掘進工作面產塵及風流

在煤礦井下采用噴霧降塵技術來沉降作業場所高濃度的粉塵是一項即經濟又簡便的方法。對綜掘工作面和綜采工作面來說，由于作業方式的不同使得該項技術在應用上存在很大的差異。正是由于掘進機截割頭工作的掏挖方式，使得掘進頭上的內噴霧噴嘴極其容易被堵塞。此外，由于工作面兩邊有上下順槽，新鮮空氣由下順槽進來，經過工作面，從上槽流走，不論使彌漫的粉塵，還是噴射出的水霧，在定向的風流作用下始終向著一個方向流動，對采煤司機的視線雖然有影響但不至于太嚴重，風筒排出的風直接吹向工作面，在堵頭阻擋下折回再推動巷道內的空氣向外流動。

2.2 掘進機噴霧降塵系統

由于巷道是盲道，工作面的通風方式大都采用局扇加引風筒的壓入式通風，風筒吊裝在巷道頂部一側，風筒排出的風直接吹向工作面，在堵頭阻擋下折回再推動巷道內的空氣向外流動。掘進機采用煤科總院太原分院研制的EBJ—120TP型縱軸式設備，其掘進頭噴嘴安裝位置示意圖見圖1所示。其可分為：內噴霧、外噴霧以及輔助噴霧系統，每個噴霧系統上都安裝有噴嘴。為提高噴霧系統工作可靠性，設置過濾裝置過濾噴霧用水，另外設計選擇不易堵塞的除塵器。

噴霧系統是掘進機的附屬設備。結合EBJ-120TP型掘進機的整體結構，設計了噴霧供水系統，其原理圖如圖2所示。

井下靜壓水經Y型過濾器和球閥后，分成兩路。一路經減壓閥、耐震壓力表、油箱冷卻器進入截割電機，為截割電機提供冷卻水，而后由截割電機出水口經外噴霧噴嘴噴出。另一路經噴霧泵，壓力表直接向內噴霧系統供水。

3 結論

本文總結了綜掘工作面降塵技術的發展現狀上，進一步分析掘進工作面產塵及風流特性的基礎上，并設計了一種基于旋轉風流的掘進機噴霧降塵系統，為煤礦井下掘進工作面降塵技術的應用和推廣發揮了一定的作用。

參考文獻：

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[3]王維虎.煤層注水防塵技術的應用現狀及展望[J].煤炭科學技術，2011，39（1）：5760.

[4]牛全振.礦用風水霧化降塵裝置設計及其流場仿真研究[D].太原：太原理工大學，2008.

作者簡介：林慧（1984），山西朔州人，工程師，主要研究方向為煤礦安全。