綜采工作面新型通風除塵裝置設計應用

高江濤

（山西潞安集團左權阜生煤業有限公司，山西 晉中 032600）

1 左權阜生煤業1101工作面概況

山西潞安集團左權阜生煤業有限公司1101工作面走向長度150m，傾斜長509m，總面積為76350 m2。工作面以東為井田邊界，以西為一采區三條大巷，南部為1102工作面，北部為4號采空區。

1101工作面回采煤層為15號層，平均厚度為6.5 m，最小傾角約4°，最大煤層傾角約16°。工作面采用MG750/1940-WD型電牽引采煤機，工作面切眼長度為150 m，采高為6 m，回采率為93%，容重取1.44 t/m3，則循環產量為977 t，回采周期為147d，截止2020年1月12日工作面已回采至240 m。

1101工作面前期回采過程中為了降低工作面粉塵濃度，采用噴霧灑水的方式進行降塵，但是由于工作面粉塵濃度大，傳統噴霧裝置易被粉塵堵塞，且無法實現自動噴霧降塵的目的，導致工作面回采時降塵效果差、水源流失量大且設備故障率高，無法滿足工作面安全高效生產需求。為了解決傳統噴霧降塵主要存在的技術難題，阜生煤礦通過技術研究設計了一套新型通風除塵裝置。

2 新型通風除塵裝置結構

1）新型通風除塵裝置主要由支撐架、排水泵、輸水管、伸縮桿、伸縮桿、噴頭、驅動電機等部分組成，如圖1所示。

圖1 綜采工作面新型通風除塵裝置結構示意圖

2）支撐架與排水泵固定連接，排水泵的頂部固定連接有輸水管，支撐架的底部與伸縮桿固定連接，伸縮桿與高壓噴頭連接，在支撐架另一側固定連接有驅動電機。

3）噴頭底部設置有防護組件，防護組件主要由外防護管、放置槽、排水孔、內防護管、貫穿孔、活動槽、電磁鐵、固定彈簧以及密封塊等部分組成。

4）噴頭共計10個，且呈線性等間接分布，放置槽數量與噴頭一一對應，放置槽內徑尺寸與噴頭底部外表面尺寸相匹配。

5）外防護管為中空管道，左右兩端分別與支撐架左右兩側壁固定連接，放置槽與外防護管的內腔室相連通，排水孔貫穿于外防護管底部側壁，且排水孔與外防護管內腔室相連通。

6）外防護管內部安裝內防護管，內防護管底部開設有活動槽，活動槽的內部固定安裝電磁鐵，電磁鐵底部安裝一個固定彈簧，在固定彈簧底部安裝一個有密封塊。

7）內防護管為實心管，布置若干個貫穿孔，且呈線性等間接分布，貫穿孔內徑與放置槽內徑尺寸相匹配，貫穿孔布置放置槽與排水孔的連接線中，活動槽開口與排水孔開口相對應，電磁鐵鑲嵌于活動槽槽底，固定彈簧數量有若干組，且呈矩形分布在活動槽底部四角處，通過固定彈簧將密封塊推出活動槽，且插接到排水孔的內部，當需要將密封塊帶回活動槽時，通過將電磁鐵打開，從而使得電磁鐵來吸附密封塊，使密封塊帶回活動槽內部。

8）排水泵抽水端通過管路貫穿并延長至水箱的內部，排水泵出水端與輸水管固定相連，在輸水管的下部貫穿設置有多組出水管，其中出水管貫穿并延長至支撐架的下部，并伸縮桿頂端牢固相連。

9）伸縮桿為中空設置，伸縮桿底部與噴頭的頂部螺紋連接，通過排水泵將水箱內部的水通過伸縮桿輸送到噴頭的內部，從而來進行防塵噴霧，通過控制伸縮桿長度，從而來控制噴頭到放置槽之間的距離，進而方便拆卸噴頭。

10）支撐架的右側面固定連接有安裝腔，安裝腔的內部固定連接有驅動電機，驅動電機的輸出端與內防護管的左端中心處固定連接，通過驅動電機，來帶動內防護管旋轉，從而來改變貫穿孔的位置。

3 新型通風除塵裝置應用

3.1 裝置工作原理

1）通過將噴頭插接到放置槽中，此時貫穿孔呈垂直放置，從而將外防護管的放置槽與排水孔相連通，然后啟動排水泵，將水箱內部的水通過伸縮桿來輸送到噴頭中，之后再通過放置槽、貫穿孔與排水孔，來貫穿外防護管與內防護管，從而實現裝置的防塵噴霧。

2）當噴霧完成后，通過啟動驅動電機，帶動內防護管旋轉，從而使得貫穿孔由垂直放置變為水平放置，此時內防護管的活動槽開口將正對排水孔，之后將電磁鐵關閉，密封塊在固定彈簧的彈力作用下向下移動，從而使得密封塊滑出活動槽，并插接到排水孔的內部，將排水孔堵住，從而防止其噴頭落入灰塵。

3）當需要拆卸時，通過控制伸縮桿收縮，將噴頭取出放置槽，之后通過旋轉噴頭即可將噴頭拆卸，當更換完成后，松開伸縮桿，此時噴頭將在重力的作用下，重新插接到放置槽的內部，其拆卸與安裝非常方便。

3.2 應用優點

1）設備故障率低：與傳統噴霧除塵裝置相比，該除塵裝置在無需降塵時可通過防護組件將噴頭堵住，從而有效避免粉塵進入噴頭以及管路內，降低了設備故障率，延長裝置使用壽命。

2）自動化水平高：傳統噴霧裝置開停需人工進行操作，而且當工作面停止割煤時噴霧無法自動停止，而該除塵裝置利用驅動電機可對噴頭灑水進行控制，大大提高除塵自動化水平，而且降到了工作面除塵勞動作業強度。

3）降塵效果好：傳統噴霧裝置安裝后無法調節高度，受工作面風流影響，無法實現不同高度除塵目的，而該除塵裝置可調節伸縮架保證裝置適應不同地點除塵，實用性強、應用區域廣，且除塵效果好。

4 應用效果

2020年2月阜生煤礦對1101工作面安裝了兩套新型通風除塵裝置，通過3個月實際應用情況來看，效果如下：與傳統噴霧除塵裝置相比，除塵裝置故障率由原來的18%降低至4%,減少設備維修費用達11.7萬元；同時工作面采用該除塵裝置后，粉塵質量濃度降低至32 mg/m3大大提高了工作面降塵效果，保證了工作面安全回采，取得了顯著應用成效。