風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置的研制與應(yīng)用技術(shù)

韓國(guó)安董曰喜馬兵范唐忠義劉 濤

(1.淄博礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司陜西長(zhǎng)武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司,陜西省咸陽(yáng)市,713602;2.彬縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,陜西省彬縣,713500)

風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置的研制與應(yīng)用技術(shù)

韓國(guó)安1董曰喜1馬兵范1唐忠義1劉 濤2

(1.淄博礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司陜西長(zhǎng)武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司,陜西省咸陽(yáng)市,713602;2.彬縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,陜西省彬縣,713500)

分析了傳統(tǒng)的防塵設(shè)施存在的問題,介紹了風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置的主要結(jié)構(gòu)、工作原理以及在亭南煤業(yè)公司的使用效果。

風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置 傳統(tǒng)防塵設(shè)備 主要結(jié)構(gòu) 工作原理

礦井采、掘、運(yùn)等生產(chǎn)工序中都會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵,這些粉塵隨風(fēng)流飛揚(yáng)于作業(yè)空間和巷道中,會(huì)影響礦井的安全生產(chǎn)及職工健康。因此,在礦井生產(chǎn)過程中,防塵工作顯得尤為重要。

亭南煤業(yè)公司所屬井田主要可采煤層為4#煤層,經(jīng)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院對(duì)礦井4#煤層進(jìn)行的煤塵爆炸性鑒定,4#煤層具有煤塵爆炸性,其火焰長(zhǎng)度為400mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉量為50%,煤塵爆炸指數(shù)為33.86%～35.62%。針對(duì)煤塵爆炸指數(shù)較高的實(shí)際情況,亭南煤業(yè)公司在現(xiàn)有各類綜合防塵措施的基礎(chǔ)上,在塵源的治理、防塵設(shè)施的改進(jìn)及降塵效果等方面展開科技攻關(guān),有效地遏制了煤塵事故的發(fā)生,改善了職工工作環(huán)境。

目前,在綜放工作面采取了采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、轉(zhuǎn)載點(diǎn)及兩巷道使用水幕、架間噴霧、放煤及移架噴霧等措施;綜掘工作面采取了使用除塵風(fēng)機(jī)、凈化水幕、綜掘機(jī)內(nèi)外噴霧等防塵措施;炮掘工作面采取了放炮噴霧、使用水炮泥、放炮前后灑水、凈化水幕等防塵措施。

1 傳統(tǒng)的防塵設(shè)施存在的問題

現(xiàn)有的防塵設(shè)施主要是水凈化,其原理主要是通過水霧捕捉粉塵而達(dá)到凈化風(fēng)流的目的。傳統(tǒng)的水凈化防塵設(shè)施在現(xiàn)場(chǎng)使用以來,在產(chǎn)塵量大的地點(diǎn)粉塵濃度仍降不到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的允許濃度,主要存在4點(diǎn)不足。

(1)隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,產(chǎn)生的礦塵及有毒、有害氣體也隨之增多,傳統(tǒng)的水凈化防塵設(shè)施降塵效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到降塵及溶解有毒、有害氣體的要求。

(2)傳統(tǒng)的水凈化防塵設(shè)施水霧行程距離較近,形成的水霧范圍較小,降塵效果差。

(3)傳統(tǒng)的水凈化防塵設(shè)施噴頭經(jīng)常被堵,需經(jīng)常清洗或更換,安裝維護(hù)困難,也難以滿足使用現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常遷移的需要。

(4)傳統(tǒng)的水凈化防塵設(shè)施用水量大,而且噴霧壓力低,霧化形成的小水珠獲得的動(dòng)能小,不能有效捕塵。

2 風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置的主要結(jié)構(gòu)

針對(duì)傳統(tǒng)的水凈化防塵設(shè)施存在的不足之處,亭南煤業(yè)公司研制了風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置,以適應(yīng)現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井治理粉塵的需要。

風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置主要由壓力容器(壓力容器中裝有永磁棒、100目過濾網(wǎng))、噴霧裝置、底座及附屬裝置(附屬裝置由液壓雙向鎖和壓力表組成)構(gòu)成,風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

(1)壓力容器:主體為高300mm、?225mm的圓柱形水箱。在水箱的一側(cè)焊有兩個(gè)?10mm的直通,其中上邊直通為進(jìn)風(fēng)口,下邊直通為進(jìn)水口,兩個(gè)直通的間距為100mm。在水箱頂部一側(cè)安有1個(gè)1.6 MPa的壓力表,另一側(cè)焊有1個(gè)?25mm的直通。在水箱內(nèi)部設(shè)有26條 ?8mm、高200mm永磁棒(磁力不低于4000 GS)和100目的過濾網(wǎng)。

(2)噴霧裝置:由一根?10mm高壓膠管、伸縮鋼管及噴桿組成,噴桿根據(jù)需要可以是弧形或直桿,可調(diào)節(jié)其長(zhǎng)度及噴頭個(gè)數(shù),保證全斷面覆蓋巷道。

(3)底座:由120mm×1200mm槽鋼組成,長(zhǎng)度根據(jù)噴桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)。

(4)附屬裝置:由液壓雙向鎖與1.6 MPa的壓力表組成,液壓雙向鎖一側(cè)與壓力容器相連接,另一側(cè)連接兩個(gè)?10mm平面截止閥,分別為風(fēng)截止閥和水截止閥。

3 風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置的工作原理

因天然輻射、空氣的電離、塵粒之間的碰撞、摩擦等作用,可使塵粒帶有電荷,可能是正電荷,也可能是負(fù)電荷;非金屬粉塵和酸性氧化物常帶正電荷,金屬粉塵和堿性氧化物常帶負(fù)電荷;美國(guó)亞利桑那大學(xué)研究表明,粒徑小于3μm的呼吸性粉塵一般帶負(fù)電荷,大顆粒粉塵帶正電荷或呈中性;帶有相同電荷的塵粒,互相排斥,不易凝聚降塵,帶有異電荷時(shí),則互相吸引,加速降塵,因此有效利用粉塵的這種荷電性,也是降低粉塵濃度、減少粉塵危害的方法之一。

風(fēng)壓濾水滋化降塵裝置就是把靜壓水通過進(jìn)水口、液壓雙向鎖進(jìn)入壓力容器后,通過永磁棒得以產(chǎn)生大量負(fù)離子,再經(jīng)過100目過濾網(wǎng)得以濾去雜質(zhì);高壓風(fēng)經(jīng)過進(jìn)氣口、液壓雙向鎖進(jìn)入壓力容器后,將水由膠管壓出,經(jīng)過噴桿、噴頭噴出帶有負(fù)電荷的水霧。由于礦井粉塵本身帶有正電荷,因此帶有負(fù)電荷的水霧噴出后會(huì)自動(dòng)捕捉帶有正電荷的粉塵,大大增加了捕塵量,產(chǎn)生了極佳的降塵效果。

4 使用效果

(1)該降塵裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,安裝方便,且不易損壞,便于井下現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)與管理,可滿足現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)遷移的需要,適用范圍廣泛。

(2)高壓風(fēng)將水噴出后被霧化,霧化形成的小水珠獲得的動(dòng)能大,霧化效果好,水霧行程長(zhǎng),形成的水霧范圍大,增加了降塵效果。

(3)帶有負(fù)電荷的水霧噴出后會(huì)自動(dòng)捕捉到帶有正電荷的粉塵,大大增加了捕塵量(捕塵量成百倍的增加),有效抑制了塵源生成量,產(chǎn)生了極佳的降塵效果。風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置與傳統(tǒng)的水凈化防塵設(shè)施應(yīng)用效果對(duì)比見表1。

表1 風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置與傳統(tǒng)水凈化防塵設(shè)施應(yīng)用效果對(duì)比表

(4)液壓雙向鎖的應(yīng)用避免了高壓風(fēng)與靜壓水的相互溝通;壓力容器內(nèi)設(shè)有100目過濾網(wǎng),且能拆洗,杜絕了噴頭堵塞現(xiàn)象。

(5)該降塵裝置用水量小,減少了防塵用水量。

5 結(jié)語

目前,在國(guó)內(nèi)的各項(xiàng)防塵措施中,如煤層注水、凈化水幕、放炮使用水炮泥、放炮前后沖刷巷道、采煤機(jī)或掘進(jìn)機(jī)內(nèi)外噴霧、使用除塵風(fēng)機(jī)等,均沒有提到或采用過磁化降塵,風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置的研制與成功應(yīng)用,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,提高了我國(guó)礦井的綜合防塵能力。

風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置在現(xiàn)場(chǎng)使用以來,對(duì)生產(chǎn)無任何負(fù)面影響,有效抑制了塵源生成量,大幅度提高了防塵設(shè)施的降塵效果,改善了井下職工工作環(huán)境,有效保障了職工的身體健康,降低了煤塵事故發(fā)生率,對(duì)礦井的安全生產(chǎn)起到了積極的作用,收到了很好的社會(huì)效益。同時(shí),風(fēng)壓濾水磁化降塵裝置的應(yīng)用,有效地減少了防塵用水量,從節(jié)水、節(jié)約人工及減少影響生產(chǎn)時(shí)間方面計(jì)算,每年可為煤礦節(jié)約30余萬元,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]陜西長(zhǎng)武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司.實(shí)驗(yàn)室煤塵爆炸性鑒定報(bào)告表[R].咸陽(yáng):陜西長(zhǎng)武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司,2009(4)

[2]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2010

[3]馬中飛.工業(yè)通風(fēng)與防塵[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006

(責(zé)任編輯 張艷華)

Development and application technology of air-pressing&water-filtration&magnetization dust removal device

Han Guoan1,Dong Yuexi1,Ma Bingfan1,Tang Zhongyi1,Liu Tao2
(1.Shannxi Changwu Tingnan Coal Mining Co.,Ltd,Zibo Coal Mining Group Co.,Ltd,Xianyang,Shannxi 713602,China;2.Binxian County Quality and Technical Supervision Bureau,Binxian,Shaanxi 713500,China)

Issues of the traditional dust removal installation are analyzed.Introduction is made on air-pressing&water-filtration&magnetization dust removal device in terms of structure,working principle and using result at Tingnan Coal Corp.

air-pressing&water-filtration&magnetization dust removal device,dust prevention equipment,main structure,working principle

TD714

A

韓國(guó)安(1983-),男,陜西鎮(zhèn)安人,畢業(yè)于西安交通大學(xué),助理工程師,現(xiàn)在陜西長(zhǎng)武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)工作。