探究新型除塵裝置在采煤機(jī)上的應(yīng)用

郭晉彬

摘 要：煤礦開采時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，不僅會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成破壞，而且還會(huì)增加開采工作的安全隱患。所以，需要在采煤機(jī)上安裝合理的除塵裝置，以降低礦洞內(nèi)部的粉塵量，對(duì)煤礦開采工作的開采以及自然環(huán)境的保護(hù)提供幫助。基于此，本文選擇我煤礦10#、11#煤層作為研究對(duì)象，對(duì)新型除塵裝置的應(yīng)用效果展開了分析。首先，對(duì)該綜采面進(jìn)行了簡單介紹，之后以此為基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述了新型除塵裝置的組織結(jié)構(gòu)、除塵原理及優(yōu)勢(shì)，最后，分析了該裝置在10#、11#煤層中的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：新型除塵裝置;采煤機(jī);除塵原理;優(yōu)勢(shì)

引言

煤礦開采時(shí)，粉塵含量非常高，常溫常壓條件下，我單位10#、11#煤層吸氧量為0.59cm3/g，含硫量約2.53%，屬于自然等級(jí)Ⅱ級(jí)，當(dāng)遇到明火后，很容易發(fā)生爆炸。為了降低礦層中的粉塵濃度，早期處理時(shí)，主要向煤層噴灑適量的水分，不斷提升煤層含水率，以達(dá)到降低粉塵濃度的目的，導(dǎo)致除塵效果并不是很理想，依然對(duì)煤礦開采造成干擾。針對(duì)這一情況，我單位根據(jù)10#、11#煤層的需求，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，設(shè)計(jì)出一款新型除塵裝置，通過該除塵裝置的應(yīng)用，大大提升了除塵效果，降低了礦洞內(nèi)的粉塵濃度。

1 案例介紹

本次研究當(dāng)中，選擇我煤礦現(xiàn)開采的10#、11#煤層作為研究對(duì)象，通過我單位地質(zhì)報(bào)告可知，現(xiàn)開采10#煤層位于太原組下段上部，上距9號(hào)煤層1.80-2.58m，平均間距2.22m，煤層厚度1.45-3.00m，平均2.46m。可采系數(shù)100%。煤層不含夾矸的鉆孔15個(gè)，占42%，含一層夾矸的鉆孔17個(gè)，占47%，含2層夾矸的鉆孔4個(gè)，占11%。總體以0—1層為主，局部含2層夾矸，夾矸巖性為泥巖，結(jié)構(gòu)以簡單—較簡單為主。頂板泥巖為主，粉砂巖次之，底板粉砂巖、泥巖為主，偶為細(xì)粒砂巖。

11#煤層位于太原組下段下部，上距10號(hào)煤層4.66-8.93m，平均間距6.54m，煤層厚度2.10-4.10m，平均3.27m。可采系數(shù)100%。含0-1層夾矸的鉆孔10個(gè)，含2層夾矸的鉆孔10個(gè)，占53%，含3層夾矸的鉆孔18個(gè)，占47%。總體以0—2層為主，夾矸巖性為泥巖，個(gè)別為炭質(zhì)泥巖;結(jié)構(gòu)以簡單—較簡單為主。頂板泥巖、粉砂巖為主，底板鋁質(zhì)泥巖、泥巖為主。

總之，現(xiàn)開采10#、11#煤層厚度變化具有規(guī)律性，結(jié)構(gòu)簡單—較簡單，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。目前，為了確保該綜采面開采工作正常開展，配置了相應(yīng)的綜采設(shè)備，具體來說，如表1所示。

表1 10#、11#煤層采煤設(shè)備配置表

設(shè)備名稱 型號(hào)

采煤機(jī) MG400/930-GWD

刮板輸送機(jī) SGZ800/1050

轉(zhuǎn)載機(jī) SZZ800/250

輸送機(jī) SSJ1000/2×315

現(xiàn)開采的10-110和11-109工作面，由于煤層含水率不高，粉塵揮發(fā)性較強(qiáng)，且在傳統(tǒng)采煤機(jī)內(nèi)部，雖自帶內(nèi)外噴霧，但由于粉塵濃度大經(jīng)常堵塞，導(dǎo)致整個(gè)綜采面內(nèi)，含有高濃度的粉塵，經(jīng)過對(duì)綜采面測量可以發(fā)現(xiàn)，粉塵濃度超過130mg/m3，嚴(yán)重情況下，甚至達(dá)到155mg/m3，對(duì)環(huán)境與煤礦開采以及人員的身體健康均具有較大危害。針對(duì)這一情況，我單位設(shè)計(jì)出一款新型的除塵裝置，以改善10#、11#煤層的粉塵問題，為煤礦的開采構(gòu)建出更加良好的環(huán)境。

2 新型除塵裝置介紹

2.1裝置結(jié)構(gòu)

針對(duì)相關(guān)規(guī)章制度的要求，結(jié)合MG400/930-GWD采煤機(jī)的運(yùn)行情況，我公司設(shè)計(jì)出一款新型的除塵裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。通過該圖觀察可以發(fā)現(xiàn)，該除塵裝置由諸多元件構(gòu)成，如水箱、風(fēng)扇、水泵等，在這些元件共同作用下，完成粉塵的消除工作。

其中，1表示采煤機(jī);2表示水箱，用于承裝除塵用水，內(nèi)部空間體積為1×0.5×0.3m;3表示1號(hào)出水管，用于將水箱中的除塵水導(dǎo)出;4表示水泵，用于提取出水箱中的除塵水;5表示固定板，用于其他元件的固定;6表示2號(hào)出水管，長度約8m，半徑約10m，將水泵提取出的除塵水送入到風(fēng)筒內(nèi);7表示電動(dòng)機(jī)，為整個(gè)裝置的運(yùn)行提供動(dòng)力能源，功率為15kW;8與9表示軸承，用于控制風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng);10表示風(fēng)葉，通過風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得風(fēng)筒內(nèi)形成一定的風(fēng)速，用于推動(dòng)水分的噴射;11表示霧化噴頭，用于將水分轉(zhuǎn)內(nèi)化成水霧[2];12表示風(fēng)筒，用于承裝水泵提取上來的除塵水;13表示旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)粉塵吸入量進(jìn)行調(diào)節(jié);14表示固定螺栓，用于風(fēng)筒與固定板的固定;15表示通孔，用于采煤機(jī)中的粉塵吸入到風(fēng)筒內(nèi);16表示轉(zhuǎn)軸，用于通孔的調(diào)節(jié);17表示連接板，用于將轉(zhuǎn)、支撐板等連接到一起;18表示支撐板，用于風(fēng)筒的支撐;19表示機(jī)臂，用于承載開采齒輪。

2.2除塵原理

將采煤機(jī)啟動(dòng)之后，在聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的操控下，使除塵系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)機(jī)、水泵等同時(shí)運(yùn)行。在水泵的作用下，將水箱內(nèi)的除塵水導(dǎo)出，并通過2號(hào)出水管，進(jìn)入到風(fēng)筒內(nèi)，2號(hào)出水管的一段，與高壓霧化噴頭相連，在噴頭的作用下，使得除塵水成為霧狀;隨著風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得風(fēng)筒中出現(xiàn)了一定的負(fù)壓，在外界高壓力的作用下，逐漸將粉塵吸入到風(fēng)筒內(nèi)，通過水霧將粉塵打濕，并落入到風(fēng)筒底部，從而達(dá)到除塵的目的。根據(jù)現(xiàn)場粉塵濃度的不同，可以對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使整個(gè)裝置處于最佳狀態(tài)，有效對(duì)粉塵進(jìn)行處理。

2.3裝置優(yōu)勢(shì)

2.3.1成本較低

對(duì)于本體提出的新型除塵裝置來說說，最顯著的優(yōu)勢(shì)為成本較低。裝置制造時(shí)，所需要的元件數(shù)量并不是很多，且全部為常見元件，價(jià)格并不是很昂貴，將其制成后，僅需要花費(fèi)7000元左右。與此同時(shí)，所有元件都是通用配件，易于拆裝，有利于裝置的維修，當(dāng)裝置出現(xiàn)故障后，只要值班電工簡單處理，即可使裝置正常個(gè)運(yùn)行，因而無需投入較多的維修成本[3]。

2.3.2故障率低

整個(gè)新型除塵裝置當(dāng)中，安裝了一些電氣設(shè)備，如聯(lián)動(dòng)開關(guān)、風(fēng)筒、風(fēng)葉、發(fā)動(dòng)機(jī)與水泵等，對(duì)于這些電氣設(shè)備來說，均選擇了煤礦當(dāng)中較為常見的設(shè)備，具有很高的可靠性，出現(xiàn)故障的幾率并不是很高。與此同時(shí)，每個(gè)元件相互獨(dú)立，若其中有一個(gè)元件出現(xiàn)故障，不會(huì)對(duì)其他元件造成干擾，且能夠及時(shí)進(jìn)行維修，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。在出水管方面，通過插口的方式與前后端元件進(jìn)行連接，若發(fā)現(xiàn)管道出現(xiàn)堵塞的問題，可第一時(shí)間予以清除[4]。

2.3.3除塵效果優(yōu)良

該裝置對(duì)分成處理時(shí)，主要是通過風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)形成的負(fù)壓，對(duì)外界粉塵產(chǎn)生一定的吸引力，使粉塵不斷進(jìn)入到風(fēng)筒內(nèi)，然后在高壓霧化噴頭處理后的水霧處理下，將粉塵浸濕并落下，從而完成除塵工作，無需將除塵水向外噴灑，因而除塵效果更加良好。同時(shí)，還可以根據(jù)外界情況的不同，對(duì)風(fēng)筒進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而進(jìn)一步提升除塵效果。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

在10#、11#煤層的采煤機(jī)上，安裝上述介紹的除塵裝置，并將其應(yīng)用到實(shí)際工作當(dāng)中，以驗(yàn)證該裝置的時(shí)間內(nèi)應(yīng)用效果。將裝置啟動(dòng)后，風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)量約為5.5m3/min，在高壓霧化噴頭處，噴霧量約為5.2L/min，同時(shí)，在3個(gè)月的觀察周期內(nèi)，裝置沒有發(fā)生故障。此外，應(yīng)用該裝置后，綜采面的粉塵濃度出現(xiàn)了明顯改善，由以往的155mg/m2，降低達(dá)到了85mg/m3，降低率為45.16%，具有非常良好的除塵效果。

總結(jié)

綜上所述，對(duì)于本文提出的新型除塵裝置來說，制造成本較低，故障率并不是很高，且具備較高的除塵效果，有利于整個(gè)綜采面煤礦開采工作的開采，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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