濕式螺弦除塵風機在掘進工作面的應用

劉宏亮

(柳林縣煤炭工業局，山西 柳林 033300)

柳林煤礦井下綜掘機施工半煤巖及全巖巷道時，現有降塵措施無法解決綜掘機割煤產生的粉塵問題。柳林煤礦在經過多次試驗的基礎上，不斷對濕式螺弦風機進行技術改進，取得了良好的除塵效果。

1 測試地點的基本情況

經現場測試在沒有除塵風機的情況下，膠帶下山、+8m運輸大巷掘進工作面施工，全塵最大含量可達到567.53mg/m3，必須增加除塵裝置，降低粉塵濃度。針對膠帶下山、+8m運輸大巷掘進工作面除塵效果不佳的現狀，采用了KCS-420LZ礦用濕式螺弦除塵風機、三叉風筒等組成的綜合除塵系統進行除塵，累計運行時間已達1年之久。現場采用FBDYNo 6.0/2×15 kW對旋式除塵風機供風、EBZ-200掘進機掘進、YDB固定帶式輸送機運輸。

2 濕式除塵風機除塵系統及試驗方法

2.1 濕式除塵風機工作原理

濕式除塵風機的基本原理為：含塵空氣經風機動力吸入除塵器，通過內部設置的振弦過濾板時，在來流方向上設置的水噴霧器向振弦過濾板上噴霧，附有水幕的纖維能使粉塵濕潤增重、凝并或滯留，同時采用氣流沖擊的振動加強霧粒與粉塵的沖突，從而達到對微細粉塵的捕獲。

2.2 除塵系統的組成及安設方法

柳林煤礦使用的除塵系統由KCS-420LZ礦用濕式螺弦除塵風機、骨架風筒、三叉風筒及除塵風機運載小車等組成。除塵風機安裝在轉載膠帶后的運載小車上，由掘進機后的轉載機架連接運載小車牽引，可通過掘進機及轉載機共同移動。KCS-420LZ型號除塵風機其額定處理風量能達到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，除塵風機用Φ800mm的骨架風筒連接，使用長度為20m，吸入口距離垱頭2～5m，除塵風機距離工作面大約為20m。

圖1 除塵風機安裝示意圖（mm）

2.3 測試方法

+8m運輸大巷掘進面壓入式風筒的出口風量要大于除塵風機吸入風量，壓入式風筒最后一節為普通正壓風筒，最后一節要安設三叉風筒，其作用是把司機處污風吹回垱頭，提高司機的能見度，確保含粉塵的污風被除塵風機吸入。試驗測試中，每次測試分三組進行，利用測塵儀檢驗除塵效果。

2.4 每組全塵的測定

選用CCZ-1000測塵儀對每組全塵進行測定，測點選擇在除塵風機風筒入口處和除塵風機排出口處。

3 除塵效果分析

除塵效果檢測針對整個除塵系統，包括濕式螺弦除塵風機、三叉風筒、骨架風筒、運載小車部分。測試過程中壓入式風機風筒出口風量比除塵風機吸入風量大時，既可以保持壓入式風筒出風口到除塵風機出風口有適當的風速，又可以防止風量不足出現循環風造成瓦斯超限。經過多次測試發現，三叉風筒較長的一段距離垱頭2～9m，較短的一段距垱頭12～17m，骨架風筒吸風口距離垱頭2～5m效果最好，能把掘進機司機附近的粉塵吹走，提高能見度，把垱頭的全斷面噴霧吹送到除塵風機吸風口，最大限度地降低了司機被噴霧淋濕的可能性。

在測試過程中壓入式風機風筒出口風量比除塵風機吸入風量大37～64m3/min時效果較好。垱頭出來的含塵風流經過除塵風機后，全塵濃度可下降83.7%～93.6%。除塵效果見表1。

表1 +8m運輸大巷除塵效果記錄表

4 除塵系統現場使用經驗及注意事項

4.1 風筒吸風區

正常骨架風筒吸口直接設置在掘進機上切割機頭后的司機右側，距工作面2～5m。骨架風筒過高會阻擋司機視線，影響正常掘進作業，所以骨架風筒安設高度要注意，要盡可能不影響司機視線。

4.2 風流區的控制

壓入式風機風筒出風量和除塵風機吸風量的控制非常重要，可有效控制風流方向，提高司機能見度，但隨著風量的增大除塵效果下降。KCS-420LZ礦用濕式螺弦除塵風機進行試驗時，除塵風機吸入風量在220～228m3/min左右，工作面壓入式風筒出口風量在265～284m3/min左右（風量差為37～64m3/min），能保證垱頭不會出現循環風，試驗數據表明，在一定范圍內，風量差越小除塵效果越好。

4.3 適用條件

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

5 經濟效益和社會效益分析

該綜合除塵系統能有效地降低掘進工作面的粉塵濃度，凈化作業環境，使巷道成型更快，平均月進尺超正常進尺20～30m，平均可達到90m，全年可超進尺300m，可創造經濟效益200萬元，具有良好的經濟效益。

煤礦機械化程度的提升，掘進機在掘進工作面的大量應用，井下粉塵治理工作越來越重要。對綜掘工作面進行的除塵工作，可以防止工人職業病的出現，同時消除了粉塵爆炸等安全隱患，為實現煤礦井下開采的高效高產奠定了基礎。

6 結語

柳林煤礦利用KCS-420LZ礦用濕式螺弦除塵風機配合工作面風量調配，有效地降低了井下綜掘機施工半煤巖及全巖巷道粉塵濃度，保證了煤礦的安全生產，可以在其它煤礦進行推廣應用。