綜采工作面新型通風(fēng)除塵裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用

高江濤

（山西潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司，山西 晉中 032600）

1 左權(quán)阜生煤業(yè)1101工作面概況

山西潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司1101工作面走向長(zhǎng)度150m，傾斜長(zhǎng)509m，總面積為76350 m2。工作面以東為井田邊界，以西為一采區(qū)三條大巷，南部為1102工作面，北部為4號(hào)采空區(qū)。

1101工作面回采煤層為15號(hào)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(jī)，工作面切眼長(zhǎng)度為150 m，采高為6 m，回采率為93%，容重取1.44 t/m3，則循環(huán)產(chǎn)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(guò)程中為了降低工作面粉塵濃度，采用噴霧灑水的方式進(jìn)行降塵，但是由于工作面粉塵濃度大，傳統(tǒng)噴霧裝置易被粉塵堵塞，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴霧降塵的目的，導(dǎo)致工作面回采時(shí)降塵效果差、水源流失量大且設(shè)備故障率高，無(wú)法滿足工作面安全高效生產(chǎn)需求。為了解決傳統(tǒng)噴霧降塵主要存在的技術(shù)難題，阜生煤礦通過(guò)技術(shù)研究設(shè)計(jì)了一套新型通風(fēng)除塵裝置。

2 新型通風(fēng)除塵裝置結(jié)構(gòu)

1）新型通風(fēng)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(qū)動(dòng)電機(jī)等部分組成，如圖1所示。

圖1 綜采工作面新型通風(fēng)除塵裝置結(jié)構(gòu)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(cè)固定連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

3）噴頭底部設(shè)置有防護(hù)組件，防護(hù)組件主要由外防護(hù)管、放置槽、排水孔、內(nèi)防護(hù)管、貫穿孔、活動(dòng)槽、電磁鐵、固定彈簧以及密封塊等部分組成。

4）噴頭共計(jì)10個(gè)，且呈線性等間接分布，放置槽數(shù)量與噴頭一一對(duì)應(yīng)，放置槽內(nèi)徑尺寸與噴頭底部外表面尺寸相匹配。

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

6）外防護(hù)管內(nèi)部安裝內(nèi)防護(hù)管，內(nèi)防護(hù)管底部開(kāi)設(shè)有活動(dòng)槽，活動(dòng)槽的內(nèi)部固定安裝電磁鐵，電磁鐵底部安裝一個(gè)固定彈簧，在固定彈簧底部安裝一個(gè)有密封塊。

7）內(nèi)防護(hù)管為實(shí)心管，布置若干個(gè)貫穿孔，且呈線性等間接分布，貫穿孔內(nèi)徑與放置槽內(nèi)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(dòng)槽開(kāi)口與排水孔開(kāi)口相對(duì)應(yīng)，電磁鐵鑲嵌于活動(dòng)槽槽底，固定彈簧數(shù)量有若干組，且呈矩形分布在活動(dòng)槽底部四角處，通過(guò)固定彈簧將密封塊推出活動(dòng)槽，且插接到排水孔的內(nèi)部，當(dāng)需要將密封塊帶回活動(dòng)槽時(shí)，通過(guò)將電磁鐵打開(kāi)，從而使得電磁鐵來(lái)吸附密封塊，使密封塊帶回活動(dòng)槽內(nèi)部。

8）排水泵抽水端通過(guò)管路貫穿并延長(zhǎng)至水箱的內(nèi)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(shè)置有多組出水管，其中出水管貫穿并延長(zhǎng)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(shè)置，伸縮桿底部與噴頭的頂部螺紋連接，通過(guò)排水泵將水箱內(nèi)部的水通過(guò)伸縮桿輸送到噴頭的內(nèi)部，從而來(lái)進(jìn)行防塵噴霧，通過(guò)控制伸縮桿長(zhǎng)度，從而來(lái)控制噴頭到放置槽之間的距離，進(jìn)而方便拆卸噴頭。

10）支撐架的右側(cè)面固定連接有安裝腔，安裝腔的內(nèi)部固定連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與內(nèi)防護(hù)管的左端中心處固定連接，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，來(lái)帶動(dòng)內(nèi)防護(hù)管旋轉(zhuǎn)，從而來(lái)改變貫穿孔的位置。

3 新型通風(fēng)除塵裝置應(yīng)用

3.1 裝置工作原理

1）通過(guò)將噴頭插接到放置槽中，此時(shí)貫穿孔呈垂直放置，從而將外防護(hù)管的放置槽與排水孔相連通，然后啟動(dòng)排水泵，將水箱內(nèi)部的水通過(guò)伸縮桿來(lái)輸送到噴頭中，之后再通過(guò)放置槽、貫穿孔與排水孔，來(lái)貫穿外防護(hù)管與內(nèi)防護(hù)管，從而實(shí)現(xiàn)裝置的防塵噴霧。

2）當(dāng)噴霧完成后，通過(guò)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)內(nèi)防護(hù)管旋轉(zhuǎn)，從而使得貫穿孔由垂直放置變?yōu)樗椒胖茫藭r(shí)內(nèi)防護(hù)管的活動(dòng)槽開(kāi)口將正對(duì)排水孔，之后將電磁鐵關(guān)閉，密封塊在固定彈簧的彈力作用下向下移動(dòng)，從而使得密封塊滑出活動(dòng)槽，并插接到排水孔的內(nèi)部，將排水孔堵住，從而防止其噴頭落入灰塵。

3）當(dāng)需要拆卸時(shí)，通過(guò)控制伸縮桿收縮，將噴頭取出放置槽，之后通過(guò)旋轉(zhuǎn)噴頭即可將噴頭拆卸，當(dāng)更換完成后，松開(kāi)伸縮桿，此時(shí)噴頭將在重力的作用下，重新插接到放置槽的內(nèi)部，其拆卸與安裝非常方便。

3.2 應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

1）設(shè)備故障率低：與傳統(tǒng)噴霧除塵裝置相比，該除塵裝置在無(wú)需降塵時(shí)可通過(guò)防護(hù)組件將噴頭堵住，從而有效避免粉塵進(jìn)入噴頭以及管路內(nèi)，降低了設(shè)備故障率，延長(zhǎng)裝置使用壽命。

2）自動(dòng)化水平高：傳統(tǒng)噴霧裝置開(kāi)停需人工進(jìn)行操作，而且當(dāng)工作面停止割煤時(shí)噴霧無(wú)法自動(dòng)停止，而該除塵裝置利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)可對(duì)噴頭灑水進(jìn)行控制，大大提高除塵自動(dòng)化水平，而且降到了工作面除塵勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度。

3）降塵效果好：傳統(tǒng)噴霧裝置安裝后無(wú)法調(diào)節(jié)高度，受工作面風(fēng)流影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同高度除塵目的，而該除塵裝置可調(diào)節(jié)伸縮架保證裝置適應(yīng)不同地點(diǎn)除塵，實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用區(qū)域廣，且除塵效果好。

4 應(yīng)用效果

2020年2月阜生煤礦對(duì)1101工作面安裝了兩套新型通風(fēng)除塵裝置，通過(guò)3個(gè)月實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，效果如下：與傳統(tǒng)噴霧除塵裝置相比，除塵裝置故障率由原來(lái)的18%降低至4%,減少設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)11.7萬(wàn)元；同時(shí)工作面采用該除塵裝置后，粉塵質(zhì)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(yīng)用成效。