礦山潛孔鉆作業(yè)揚塵特點分析與袋式除塵器的研制

【中圖分類號】TQ330.43 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1673-8209(2009)6-0191-02

【摘要】本文通過對潛孔鉆作業(yè)崗位揚塵特點的分析以及潛孔鉆用除塵器存在的問題，而研制開發(fā)了潛孔鉆用氣箱脈沖袋式除塵器，且對其工作原理與特點進行了詳細(xì)闡述。在實際工作中與其它除塵器相比，說明了袋式除塵器應(yīng)用效果良好，值得推廣。

【關(guān)鍵詞】潛孔鉆作業(yè)特點;袋式除塵器;研制;應(yīng)用

隨著社會的不斷進步，節(jié)能減排和環(huán)境保護工作越來越受到人們的重視，工業(yè)企業(yè)的環(huán)保工作將由污染全面達(dá)標(biāo)排放，轉(zhuǎn)向ISO14000體系認(rèn)證。因此，過去被人們忽視的，象礦山潛孔鉆這樣的小污染源的治理工作將被列入到議事日程上來。

1 潛孔鉆作業(yè)崗位揚塵特點

潛孔鉆作業(yè)采用壓縮空氣，氣壓越大，潛孔鉆鉆孔速度越快;隨著壓縮空氣壓力增大，鉆桿處揚塵加大，使得鉆機附近粉塵彌漫，不僅危害操作人員的身體健康，而且影響潛孔鉆作業(yè)速度，加快機械和電器設(shè)備的損壞。其作業(yè)崗位的揚塵特點是:

1.1 潛孔鉆作業(yè)時不僅崗位粉塵濃度高，而且粉塵顆粒級配分布廣。根據(jù)現(xiàn)場觀察，有微細(xì)粉塵，也有粗顆粒粉塵，微細(xì)粉塵有的小于5μm，對人體健康危害較大;有的顆粒達(dá)到5mm，如瓜子片大小，粉塵顆粒多數(shù)呈棱狀外形，對除塵設(shè)備、風(fēng)管和風(fēng)機磨損較大。

1.2 由于是露天作業(yè)，潛孔鉆粉塵受天氣、風(fēng)向和風(fēng)力影響較大。如果風(fēng)向迎向潛孔鉆，其操作室籠罩在粉塵中，為了減少粉塵污染，崗位人員只得遠(yuǎn)離潛孔鉆，不僅不利于設(shè)備操作管理，而且也使得潛孔鉆鉆桿不能及時調(diào)整，造成工作效率下降。如果遇到雨天，礦山工作臺面物料潮濕，在鉆孔作業(yè)開始階段，粉塵含濕量較大，影響除塵器的工作效果，甚至出現(xiàn)風(fēng)管和除塵器堵塞現(xiàn)象。

1.3 由于潛孔鉆作業(yè)時產(chǎn)生大量的瓜子片狀顆粒，如不能及時處理，因這些較大顆粒受到顆粒本身重力作用，瓜子片狀顆粒容易在鉆桿與鉆孔之間停留，當(dāng)瓜子片狀顆粒沉積到一定數(shù)量時，造成“抱桿”現(xiàn)象，這時，只得停止作業(yè)，抽鉆桿后再進行重新鉆孔作業(yè)。當(dāng)鉆孔越深時，瓜子片狀顆?！氨U”現(xiàn)象越嚴(yán)重，影響鉆孔作業(yè)的工作效率，增加生產(chǎn)成本。

2 潛孔鉆用除塵器存在問題

在礦山鉆孔作業(yè)的潛孔鉆粉塵點因是野外作業(yè)，常被大多數(shù)水泥企業(yè)忽視，而過去用于這類除塵的設(shè)備大多是非專業(yè)環(huán)保廠制造，其技術(shù)水平較落后，除塵效果欠佳，運行也不經(jīng)濟。

當(dāng)前比較常用于潛孔鉆的除塵器有:

2.1 多管旋風(fēng)除塵器。它結(jié)構(gòu)簡單，除塵效率低;一般開始使用時，潛孔鉆的鉆孔處能顯負(fù)壓作業(yè)，但多管旋風(fēng)除塵器出口粉塵排放較大，礦山開采面粉塵彌漫。由于粉塵顆粒進入旋風(fēng)除塵器的速度較快，使用半年后，風(fēng)機風(fēng)葉和殼體磨損較大，除塵器風(fēng)量開始下降，潛孔處揚塵增大。使用一年半后，風(fēng)機外殼磨破，風(fēng)葉磨損加劇，需更換風(fēng)機。在鉆孔的開始階段，如果遇到雨天，物料潮濕，粉塵濕度較大，旋風(fēng)筒易堵塞，加劇粉塵排放和風(fēng)機磨損。

2.2 單機反吹袋式除塵器。盡管使用單機反吹袋式除塵器其出口粉塵排放能達(dá)標(biāo)，但因通常它為兩狀態(tài)清灰在線清灰，清灰力較弱，濾料上粉塵層較厚，易形成濾袋肥大、板結(jié)現(xiàn)象，久而久之，單機反吹袋式除塵器通風(fēng)量下降，潛孔鉆鉆孔處揚塵較大。由于該類除塵器為內(nèi)濾式除塵，遇到雨天粉塵濕度較大時，容易造成濾袋結(jié)料柱現(xiàn)象，使得除塵器的通風(fēng)能力下降，影響除塵效果。

由于多管旋風(fēng)除塵器和單機反吹袋式除塵器得實際運行阻力大，不僅影響除塵效果，而且選用風(fēng)機較大，其電動機功率大，電耗大，很不經(jīng)濟。

2.3 水除塵器。盡管它的除塵效果較好，但由于礦山地理位置較高，供水很不方便，容易出現(xiàn)二次污染問題，大多水泥企業(yè)已經(jīng)廢棄水除塵器設(shè)備。

根據(jù)潛孔鉆作業(yè)產(chǎn)塵的特點，結(jié)合潛孔鉆操作，我們研制開發(fā)了潛孔鉆用氣箱脈沖袋式除塵器(為了便于敘述，以下簡稱QK除塵器)，并應(yīng)用成功。

3 QK除塵器結(jié)構(gòu)、工作原理及主要特點

3.1 QK除塵器技術(shù)參，見表1。

3.2 QK除塵器結(jié)構(gòu)組成

3.2.1 設(shè)備組成:QK除塵器由箱體、進風(fēng)口、出風(fēng)口、灰斗、濾袋、清灰管路系統(tǒng)及閥門(包括脈沖閥、電磁閥、氣缸組件)組成。

3.2.2 主體結(jié)構(gòu):QK除塵器主體由2個氣箱室，每個氣箱室有30條濾袋。它采用四狀態(tài)離線脈沖清灰方式清灰。

3.2.3 四狀態(tài)清灰特點

1)給落灰留有時間，減少了除塵器內(nèi)部的二次揚塵，減少除塵器的運行負(fù)荷;

2)減少清灰時間，減少動力消耗及對濾袋的損傷;

3)靜態(tài)清灰時，袋的附著力消失(通風(fēng))，易使灰塵成片狀脫落，節(jié)省清灰動力;

4)由于采用定時清灰，濾袋壓力平穩(wěn);

5)缺點是離線時間稍長(根據(jù)袋長不同，離線時間不一樣)，但實際生產(chǎn)中除塵器運行綜合性能良好。

3.3 工作原理:

潛孔鉆工作時，潛孔鉆鉆頭產(chǎn)生的含塵氣體由QK除塵器進風(fēng)口進入除塵器，進入QK除塵器的粉塵因風(fēng)速突然大幅降低，較大顆粒粉塵在重力作用下落入灰斗，細(xì)粉塵經(jīng)過濾料過濾后，被阻留在濾袋表面，潔凈空氣由除塵器出口經(jīng)風(fēng)機排出。

當(dāng)除塵器運行一段時間后，濾袋表面捕集的粉塵層增厚，除塵器運行阻力增大;當(dāng)阻力達(dá)到一定程度后，控制機構(gòu)切斷出風(fēng)閥，使一室濾袋處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時脈沖閥開始工作，對濾袋進行清灰噴吹，濾袋急劇膨脹，濾袋上粉塵剝離落入集灰斗;當(dāng)脈沖閥工作完畢后，濾袋又處于靜止?fàn)顟B(tài)，打開出風(fēng)閥，該室除塵個氣箱又進行工作。這時，除塵器又進行另一室的清灰工作。

3.4 主要特點

3.4.1 由于潛孔鉆粉塵中粗顆粒較多，將QK除塵器進風(fēng)口設(shè)置在灰斗部，使含塵氣體由灰斗部進入除塵器，粗顆粒粉塵靠自身重力落入灰斗;較細(xì)粉塵由濾袋捕集，在壓縮空氣噴吹力的作用下，濾袋上的粉塵成片狀剝離落入灰斗，減少二次揚塵現(xiàn)象。

3.4.2 由于潛孔鉆粉塵中粗顆粒所占比例較多(這與吸風(fēng)量成正比)，灰斗中的集灰只需重力排出?？紤]到填炮眼需要，收集的粉塵要滿足集灰存放要求。

3.4.3 潛孔鉆為露天作業(yè)，考慮到環(huán)境和進除塵器的廢氣溫度、濕度變化大，需選用拒油防水類濾料。因潛孔鉆操作室空間小，所用除塵器的電控柜在滿足控制功能要求的前提下要小型化，以便在潛孔鉆操作室內(nèi)擺放。

4 應(yīng)用及效果

某水泥廠4#潛孔鉆原采用水除塵器除塵，因礦山海拔較高，山上缺水，使得該除塵器無法使用，造成潛孔鉆鉆臺平面及操作室揚塵嚴(yán)重，濃度達(dá)339mg/m3。粉塵濃度超標(biāo)32.9倍，這不僅影響工人的正常作業(yè)，而且危害職工的身體健康，加劇機械設(shè)備的磨損和電器設(shè)備的損害。

為了消除粉塵污染，提高潛孔鉆的工效，我們選用了新研制的QK除塵器，針對礦山爆破時需用細(xì)石粉填炮眼的特點，進一步改進集灰斗下料鎖風(fēng)裝置，以滿足生產(chǎn)工藝要求。通過多年的使用，除塵效果良好。主要體會是:

4.1 QK除塵器及除塵工藝設(shè)計合理，濾料性能良好，其出口幾乎看不到煙氣排放;潛孔鉆揚塵處環(huán)境徹底改觀，操作室粉塵濃度為1.0mg/m3(見表2)，達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求，深受崗位工人的歡迎。隨后2年多的時間內(nèi)，該水泥廠其他6臺潛孔鉆全部采用QK除塵器，設(shè)備運行穩(wěn)定，除塵效果良好，其濾袋使用壽命長。

4.2 過去無除塵設(shè)備(或采用旋風(fēng)除塵器)時，潛孔鉆鉆出的爪子片狀小碎石常落入鉆孔，形成“抱桿”現(xiàn)象，不僅磨損鉆桿，而且需要使鉆桿頻繁提鉆桿。使用QK除塵器后，既使細(xì)粉塵被捕集，又能使粗顆粒(瓜子片狀)也被捕集;不僅改善勞動環(huán)境，而且“抱桿”現(xiàn)象大幅減少，提高了潛孔鉆的工作效率。

4.3 充分利用潛孔鉆的壓縮空氣作清灰氣源，簡化了除塵工藝。根據(jù)潛孔鉆作業(yè)的特點，用帆布或舊除塵濾袋制作除塵罩，不僅節(jié)省投資，而且利于潛孔鉆操作。由于選型合理，除塵器系統(tǒng)風(fēng)機的電機功率由原來的5.5kw和7.5kw改為4kw，不但節(jié)約了電能，而且除塵效果也得到改善。

4.4 該除塵器維護簡單，人不需要進入袋式除塵器更換濾袋，濾袋更換方便。自運行以來，運行狀況良好，除更換濾袋和易損配件外，未出現(xiàn)過一次故障。根據(jù)多年來的應(yīng)用統(tǒng)計，其濾袋壽命超過3年。

5 小結(jié)

5.1 將氣箱脈沖清灰技術(shù)應(yīng)用于潛孔鉆除塵，不僅除塵器效果好，而且造價低，節(jié)約電能，易于維護和操作，同時能夠提高潛孔鉆的工作效率，值得推廣。

5.2 在除塵器制造和工藝布置時，要結(jié)合露天作業(yè)和放炮時飛石的特點，選擇好配套的部件。由于除塵器收集的大顆粒粉塵較多，尤其是瓜子片狀顆粒，其風(fēng)罩和風(fēng)罩連接管磨損嚴(yán)重，需選擇柔性耐磨材料。

5.3 在除塵設(shè)施運行時，要嚴(yán)格按操作規(guī)程辦事。潛孔鉆鉆孔初期要鏟除鉆桿四周的碎石，鉆頭下到一定深度時再放下除塵罩，其除塵罩要水平放置，且與地面貼緊，提高除塵罩的密閉性，以增強除塵效果，減少崗位揚塵。