濕式除塵風(fēng)機(jī)在連續(xù)采煤機(jī)單巷掘進(jìn)工作面的應(yīng)用實(shí)踐

何明偉

國(guó)家能源集團(tuán)神東榆家梁煤礦 陜西 神木 719000

為提高煤炭資源回收率,在具備條件的煤礦采用沿空留巷技術(shù)已成為一種趨勢(shì)。使用沿空留巷工藝時(shí),綜采工作面的順槽通常采用單巷掘進(jìn)。單巷掘進(jìn)期間,主要依靠局部通風(fēng)機(jī)正壓通風(fēng),該巷道內(nèi)全部為污濁風(fēng)流。工作面生產(chǎn)期間截割產(chǎn)生的大量煤塵、巖塵彌漫在巷道中,不僅對(duì)作業(yè)人員的身體健康帶來(lái)極大的傷害,而且粉塵濃度大直接影響工作面的視線,給作業(yè)人員造成了安全威脅,更嚴(yán)重的是,當(dāng)巷道內(nèi)煤塵積聚達(dá)到下限時(shí),會(huì)帶來(lái)煤塵爆炸的危險(xiǎn)。為了改善這一局面,榆家梁煤礦在連續(xù)采煤機(jī)單巷掘進(jìn)工作面安裝KCS系列礦用濕式除塵風(fēng)機(jī),并配套采用其它綜合措施,起到了較好的防塵、降塵效果。

一、工作面概況

1、工作面圍巖特征及煤層賦存情況。巷道沿52煤煤層頂板掘進(jìn),工作面直接頂巖性為粉砂巖,厚度2.5－3.6m,灰色,泥質(zhì)膠結(jié),水平層理；老頂為中砂巖,厚度20.8－27.6m,灰白色,泥質(zhì)膠結(jié),均勻?qū)永?。直接底為粉砂巖,厚度大于1.8m,灰色,泥質(zhì)膠結(jié),具緩斜層理及水平層理。工作面煤層屬低變質(zhì)煙煤,黑色塊狀,硬度大,賦存穩(wěn)定。

根據(jù)2018年沈陽(yáng)煤科院鑒定結(jié)果,榆家梁煤礦52煤層煤塵爆炸性屬有爆炸性,爆炸性指數(shù)33.9%。如果煤塵防治工作不到位,將會(huì)造成煤塵爆炸事故。

2、巷道布置及設(shè)備配套。52308運(yùn)順為單巷掘進(jìn),矩形巷道,全部使用引進(jìn)的連續(xù)采煤機(jī)及其配套設(shè)備施工。選擇型號(hào)為FBDY－№6.3/2×30局扇2臺(tái),配套Ф800mm膠質(zhì)抗靜電阻燃風(fēng)筒為掘進(jìn)工作面供風(fēng)。

二、濕式除塵風(fēng)機(jī)的使用

1、濕式除塵風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)。KCS系列礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)利用空氣動(dòng)力特性具有潛在的分離氣載粉塵的能力直接將粉塵分離捕獲而達(dá)到塵氣分離、凈化空氣的理念,運(yùn)用分離葉輪強(qiáng)大的離心力,將含塵空氣中的粉塵顆粒與水霧霧粒形成的含塵液滴排出。取代傳統(tǒng)的過(guò)濾裝置,徹底解決由于濾網(wǎng)存在而引起的除塵系統(tǒng)阻力大、風(fēng)量處理能力差、除塵效率低以及濾網(wǎng)堵塞導(dǎo)致使用維護(hù)繁瑣等問(wèn)題。它主要由吸風(fēng)道、除塵器、主機(jī)、消聲器等組成,結(jié)構(gòu)緊湊,堅(jiān)固耐用,使用安全,維護(hù)方便。

2、除塵風(fēng)機(jī)的安裝與使用。(1)52308運(yùn)順單巷掘進(jìn)采用長(zhǎng)壓短抽混合式通風(fēng)布置的,除塵風(fēng)機(jī)安設(shè)在距工作面50～300m處,隨掘進(jìn)前移,見(jiàn)圖1。除塵風(fēng)機(jī)配套使用φ800mm負(fù)壓骨架風(fēng)筒。

圖1 單巷掘進(jìn)混合式通風(fēng)布置示意圖

(2)除塵風(fēng)筒的吸入口應(yīng)安設(shè)甲烷傳感器,報(bào)警濃度≥1.0%,斷電濃度≥1.0%,復(fù)電濃度＜1.0%,斷電范圍：工作面及回風(fēng)巷全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。

(3)除塵風(fēng)機(jī)要派專人掛牌管理,風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前必須由瓦檢員檢查除塵風(fēng)機(jī)及開(kāi)關(guān)附近10m范圍內(nèi)的CH4濃度,當(dāng)CH4濃度小于0.5%時(shí)方可啟動(dòng)。

(4)使用前應(yīng)檢查除塵風(fēng)機(jī)各緊固件是否齊全、牢固,連接是否可靠,葉輪的旋轉(zhuǎn)方向是否正確,試運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活、有無(wú)雜音或異常聲、撞擊聲。

(5)濕式除塵風(fēng)機(jī)開(kāi)停機(jī)順序：先打開(kāi)向除塵風(fēng)機(jī)供水的閥門,處于噴霧狀態(tài)下,再啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。停機(jī)順序：先關(guān)閉風(fēng)機(jī)再關(guān)閉噴霧閥門。

(6)工作面停止生產(chǎn)10min后方可停止除塵風(fēng)機(jī)。

(7)濕式除塵風(fēng)機(jī)噴嘴和濾網(wǎng)檢查與維護(hù)：每天至少對(duì)濾網(wǎng)及噴霧降塵裝置停機(jī)進(jìn)行清理積塵1次,每周對(duì)噴嘴檢查和維護(hù)1次。

3、除塵風(fēng)筒的安裝與維護(hù)

(1)為保證除塵風(fēng)機(jī)的除塵效果,要根據(jù)巷道高度和設(shè)備參數(shù),選擇合適直徑的除塵風(fēng)筒尺寸,一般情況下,除塵風(fēng)筒直徑越大,除塵效果越明顯。

(2)除塵風(fēng)筒使用鐵絲吊掛在巷道的邊錨桿上。風(fēng)筒采用雙反邊連接,接口必須使用風(fēng)筒接口器,風(fēng)筒要進(jìn)行編號(hào)管理,有漏風(fēng)的風(fēng)筒要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)或更換,以減少漏風(fēng)現(xiàn)象。風(fēng)筒吊掛要做到逢環(huán)必掛,并達(dá)到平、直、穩(wěn)的要求,防止設(shè)備移動(dòng)時(shí)損壞。

(3)加裝可伸縮式前探裝置。

負(fù)壓風(fēng)筒吸風(fēng)口距掘進(jìn)頭越近,除塵效果越好。在工作面生產(chǎn)期間,隨著掘進(jìn)頭的推進(jìn),除塵風(fēng)筒吸風(fēng)口距掘進(jìn)頭越來(lái)越遠(yuǎn),除塵效率也越來(lái)越低。為了解決這一問(wèn)題,52308掘進(jìn)工作面在生產(chǎn)期間采用了負(fù)壓風(fēng)筒可伸縮式前探裝置。

使用該裝置可使除塵風(fēng)筒向前移動(dòng)至空頂范圍內(nèi),從而使除塵風(fēng)筒吸風(fēng)口與掘進(jìn)頭的距離始終保持最近,達(dá)到最佳的除塵效果。

圖2 除塵風(fēng)筒延伸至空頂

三、濕式除塵風(fēng)機(jī)除塵效果分析

在掘進(jìn)期間,在保證其他條件不變的情況下,使用CCZ－1000型測(cè)塵儀對(duì)濕式除塵風(fēng)機(jī)使用前后對(duì)連采機(jī)司機(jī)作業(yè)點(diǎn)及連采機(jī)后10m處的粉塵濃度進(jìn)行測(cè)試。各測(cè)點(diǎn)布置和粉塵濃度見(jiàn)表1。

表1 測(cè)點(diǎn)布置和粉塵濃度

從表1中可以看出,在不同的測(cè)點(diǎn)位置,濕式除塵風(fēng)機(jī)開(kāi)啟后,全塵濃度和呼塵濃度均降低30%以上,特別是當(dāng)除塵風(fēng)筒吸風(fēng)口在煤機(jī)司機(jī)處時(shí),連采機(jī)司機(jī)作業(yè)點(diǎn)的全塵濃度和呼塵濃度能降低40%左右,說(shuō)明濕式除塵風(fēng)機(jī)在單巷掘進(jìn)工作面起到了較好的效果。

四、結(jié)論

單巷掘進(jìn)期間使用濕式除塵風(fēng)機(jī),可以有效降低各作業(yè)點(diǎn)和巷道內(nèi)的粉塵濃度,減少了煤塵積聚,為作業(yè)人員營(yíng)造良好的作業(yè)環(huán)境,同時(shí)降低了塵肺病的發(fā)病幾率,取得了良好的安全和經(jīng)濟(jì)效益,為單巷掘進(jìn)工作面粉塵防治工作提供了參考。