濕式螺弦除塵風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)工作面的應(yīng)用

劉宏亮

(柳林縣煤炭工業(yè)局，山西 柳林 033300)

柳林煤礦井下綜掘機(jī)施工半煤巖及全巖巷道時(shí)，現(xiàn)有降塵措施無(wú)法解決綜掘機(jī)割煤產(chǎn)生的粉塵問(wèn)題。柳林煤礦在經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷對(duì)濕式螺弦風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，取得了良好的除塵效果。

1 測(cè)試地點(diǎn)的基本情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試在沒(méi)有除塵風(fēng)機(jī)的情況下，膠帶下山、+8m運(yùn)輸大巷掘進(jìn)工作面施工，全塵最大含量可達(dá)到567.53mg/m3，必須增加除塵裝置，降低粉塵濃度。針對(duì)膠帶下山、+8m運(yùn)輸大巷掘進(jìn)工作面除塵效果不佳的現(xiàn)狀，采用了KCS-420LZ礦用濕式螺弦除塵風(fēng)機(jī)、三叉風(fēng)筒等組成的綜合除塵系統(tǒng)進(jìn)行除塵，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間已達(dá)1年之久?，F(xiàn)場(chǎng)采用FBDYNo 6.0/2×15 kW對(duì)旋式除塵風(fēng)機(jī)供風(fēng)、EBZ-200掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)、YDB固定帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。

2 濕式除塵風(fēng)機(jī)除塵系統(tǒng)及試驗(yàn)方法

2.1 濕式除塵風(fēng)機(jī)工作原理

濕式除塵風(fēng)機(jī)的基本原理為：含塵空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)動(dòng)力吸入除塵器，通過(guò)內(nèi)部設(shè)置的振弦過(guò)濾板時(shí)，在來(lái)流方向上設(shè)置的水噴霧器向振弦過(guò)濾板上噴霧，附有水幕的纖維能使粉塵濕潤(rùn)增重、凝并或滯留，同時(shí)采用氣流沖擊的振動(dòng)加強(qiáng)霧粒與粉塵的沖突，從而達(dá)到對(duì)微細(xì)粉塵的捕獲。

2.2 除塵系統(tǒng)的組成及安設(shè)方法

柳林煤礦使用的除塵系統(tǒng)由KCS-420LZ礦用濕式螺弦除塵風(fēng)機(jī)、骨架風(fēng)筒、三叉風(fēng)筒及除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)載小車等組成。除塵風(fēng)機(jī)安裝在轉(zhuǎn)載膠帶后的運(yùn)載小車上，由掘進(jìn)機(jī)后的轉(zhuǎn)載機(jī)架連接運(yùn)載小車牽引，可通過(guò)掘進(jìn)機(jī)及轉(zhuǎn)載機(jī)共同移動(dòng)。KCS-420LZ型號(hào)除塵風(fēng)機(jī)其額定處理風(fēng)量能達(dá)到420m3/min，總粉塵除塵效率和呼吸性粉塵除塵效率都比較高。如圖1所示，除塵風(fēng)機(jī)用Φ800mm的骨架風(fēng)筒連接，使用長(zhǎng)度為20m，吸入口距離垱頭2～5m，除塵風(fēng)機(jī)距離工作面大約為20m。

圖1 除塵風(fēng)機(jī)安裝示意圖（mm）

2.3 測(cè)試方法

+8m運(yùn)輸大巷掘進(jìn)面壓入式風(fēng)筒的出口風(fēng)量要大于除塵風(fēng)機(jī)吸入風(fēng)量，壓入式風(fēng)筒最后一節(jié)為普通正壓風(fēng)筒，最后一節(jié)要安設(shè)三叉風(fēng)筒，其作用是把司機(jī)處污風(fēng)吹回垱頭，提高司機(jī)的能見(jiàn)度，確保含粉塵的污風(fēng)被除塵風(fēng)機(jī)吸入。試驗(yàn)測(cè)試中，每次測(cè)試分三組進(jìn)行，利用測(cè)塵儀檢驗(yàn)除塵效果。

2.4 每組全塵的測(cè)定

選用CCZ-1000測(cè)塵儀對(duì)每組全塵進(jìn)行測(cè)定，測(cè)點(diǎn)選擇在除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)筒入口處和除塵風(fēng)機(jī)排出口處。

3 除塵效果分析

除塵效果檢測(cè)針對(duì)整個(gè)除塵系統(tǒng)，包括濕式螺弦除塵風(fēng)機(jī)、三叉風(fēng)筒、骨架風(fēng)筒、運(yùn)載小車部分。測(cè)試過(guò)程中壓入式風(fēng)機(jī)風(fēng)筒出口風(fēng)量比除塵風(fēng)機(jī)吸入風(fēng)量大時(shí)，既可以保持壓入式風(fēng)筒出風(fēng)口到除塵風(fēng)機(jī)出風(fēng)口有適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速，又可以防止風(fēng)量不足出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)造成瓦斯超限。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試發(fā)現(xiàn)，三叉風(fēng)筒較長(zhǎng)的一段距離垱頭2～9m，較短的一段距垱頭12～17m，骨架風(fēng)筒吸風(fēng)口距離垱頭2～5m效果最好，能把掘進(jìn)機(jī)司機(jī)附近的粉塵吹走，提高能見(jiàn)度，把垱頭的全斷面噴霧吹送到除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口，最大限度地降低了司機(jī)被噴霧淋濕的可能性。

在測(cè)試過(guò)程中壓入式風(fēng)機(jī)風(fēng)筒出口風(fēng)量比除塵風(fēng)機(jī)吸入風(fēng)量大37～64m3/min時(shí)效果較好。垱頭出來(lái)的含塵風(fēng)流經(jīng)過(guò)除塵風(fēng)機(jī)后，全塵濃度可下降83.7%～93.6%。除塵效果見(jiàn)表1。

表1 +8m運(yùn)輸大巷除塵效果記錄表

4 除塵系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)及注意事項(xiàng)

4.1 風(fēng)筒吸風(fēng)區(qū)

正常骨架風(fēng)筒吸口直接設(shè)置在掘進(jìn)機(jī)上切割機(jī)頭后的司機(jī)右側(cè)，距工作面2～5m。骨架風(fēng)筒過(guò)高會(huì)阻擋司機(jī)視線，影響正常掘進(jìn)作業(yè)，所以骨架風(fēng)筒安設(shè)高度要注意，要盡可能不影響司機(jī)視線。

4.2 風(fēng)流區(qū)的控制

壓入式風(fēng)機(jī)風(fēng)筒出風(fēng)量和除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量的控制非常重要，可有效控制風(fēng)流方向，提高司機(jī)能見(jiàn)度，但隨著風(fēng)量的增大除塵效果下降。KCS-420LZ礦用濕式螺弦除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，除塵風(fēng)機(jī)吸入風(fēng)量在220～228m3/min左右，工作面壓入式風(fēng)筒出口風(fēng)量在265～284m3/min左右（風(fēng)量差為37～64m3/min），能保證垱頭不會(huì)出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在一定范圍內(nèi)，風(fēng)量差越小除塵效果越好。

4.3 適用條件

該濕式螺弦除塵風(fēng)機(jī)及配套綜合除塵系統(tǒng)的適用條件有：（1）掘進(jìn)巷道高度在2.7m以上；（2）掘進(jìn)巷道的坡度比較平緩；（3）對(duì)于半煤巖或全巖巷道并采用大功率綜掘機(jī)施工中的環(huán)境更加適用。

5 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析

該綜合除塵系統(tǒng)能有效地降低掘進(jìn)工作面的粉塵濃度，凈化作業(yè)環(huán)境，使巷道成型更快，平均月進(jìn)尺超正常進(jìn)尺20～30m，平均可達(dá)到90m，全年可超進(jìn)尺300m，可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益200萬(wàn)元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

煤礦機(jī)械化程度的提升，掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)工作面的大量應(yīng)用，井下粉塵治理工作越來(lái)越重要。對(duì)綜掘工作面進(jìn)行的除塵工作，可以防止工人職業(yè)病的出現(xiàn)，同時(shí)消除了粉塵爆炸等安全隱患，為實(shí)現(xiàn)煤礦井下開(kāi)采的高效高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

6 結(jié)語(yǔ)

柳林煤礦利用KCS-420LZ礦用濕式螺弦除塵風(fēng)機(jī)配合工作面風(fēng)量調(diào)配，有效地降低了井下綜掘機(jī)施工半煤巖及全巖巷道粉塵濃度，保證了煤礦的安全生產(chǎn)，可以在其它煤礦進(jìn)行推廣應(yīng)用。