高壓微霧除塵設施在礦井消塵中的應用

張 永 朱慎強

（淮北礦業(yè)集團有限公司桃園煤礦 安徽 宿州 234116）

礦井粉塵是煤礦五大自然災害之一，塵肺病始終是煤礦職工的最大殺手，有些煤塵在一定條件下還能引起爆炸。 礦井粉塵惡化井下作業(yè)環(huán)境、威脅職工身體健康和安全生產(chǎn)，統(tǒng)計表明，煤礦職工塵肺病和煤塵爆炸造成的經(jīng)濟損失每年高達近20 億元。 因此進行礦井粉塵綜合防治具有重要意義。

1 概況

桃園礦主采72、82、10 等3 個煤層均具有爆炸危險性。近年來，隨著礦井采掘機械化水平的不斷提高， 也給粉塵防治提出了新的課題。由于國產(chǎn)采煤機設計上的問題，采煤機自帶的內外噴霧系統(tǒng)一方面霧化效果差，另一方面易出現(xiàn)堵塞，使噴霧系統(tǒng)失去應有的作用。一旦噴霧系統(tǒng)失靈，割煤作業(yè)時產(chǎn)生的煤塵量非常大，遠遠超出煤塵爆炸的濃度底限，造成工作面能見度低、煤塵飛揚，嚴重惡化職工作業(yè)場所環(huán)境，職工發(fā)生塵肺病的幾率呈幾何倍增長。

針對淮北礦業(yè)集團公司所屬煤礦井下實際，特別是井下用水水質差、壓力大、頻繁開啟、工作環(huán)境惡劣等情況，首次將“高壓微霧除塵”技術引入煤礦井下，取得了好的效果。

2 高壓微霧除塵設施

2.1 工作原理

高壓微霧除塵設施分為QDPW-2 型氣動高壓微霧除塵設施和ZDPW-2 型自動高壓微霧除塵設施兩種。適用于礦井和地面煤炭生產(chǎn)和運輸系統(tǒng)、采區(qū)主要進回風石門、采掘工作面進回風巷道。

高壓微霧除塵設施主要由主控裝置器、不銹鋼過濾器、不銹鋼截止閥、高壓鋼鞭管、銅管件接頭、氣動閥幾部分組成。

安裝示意圖

QDPW-2 型氣動高壓微霧除塵設施是利用井下壓風管道的風作動力，通過氣動箱控制截止閥斷開、導通，帶動氣動閥斷開、導通管路將高壓水送到各噴嘴， 經(jīng)霧化后以1～15um 的微霧射到整個空間，水霧在空氣中流動，達到迅速除塵的目的。

ZDPW-2 型自動高壓微霧除塵設施是利用井下管道的水壓，通過浮球閥放水，帶動高壓截止閥工作，打開管路將高壓水送到各噴嘴，經(jīng)霧化后以1～15um 的微霧射到整個空間，水霧在空氣中流動，根據(jù)需要進行間歇性的自動噴霧→自動停止→再自動噴霧， 反復循環(huán)作業(yè)，無需人工進行控制，達到迅速除塵的目的。

2.2 高壓微霧除塵設施的特點

高壓微霧除塵設施具有以下優(yōu)點：

1）集中運行：管路自動排水系統(tǒng)集中運行，穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)無人化管理；

2）降低能耗：直接以水、氣壓為動力，無需空氣壓縮機等輔助設備；

3）可靠除塵：采用多重水處理系統(tǒng)，充分解決水質對系統(tǒng)的影響，采用精密加工的微霧不銹鋼陶瓷噴嘴，耐磨性好、無滴水、無堵塞、霧化除塵效果佳，噴霧粒子僅為1um～15um；

4）除塵空間大：除塵空間大且可任意調節(jié)，在流量范圍內可任意配置噴嘴，對噴嘴的壓力和流量可以進行精確的調節(jié)；

5）清潔衛(wèi)生：微霧除塵系統(tǒng)的霧化水非循環(huán)使用，不會導致細菌的滋生和繁殖；

6）純機械式裝置：不采用電力控制，不產(chǎn)生電火花，不涉及礦用產(chǎn)品防爆問題；

7）使用方便：利用煤礦井下現(xiàn)有的壓風、供水系統(tǒng)即可，安裝十分方便；

8）耐用性能好：主要機械裝置設計簡單、科學，故障率非常低；

9）適用范圍廣：煤礦井下和地面煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)所有地點。

2.3 高壓微霧除塵設施的現(xiàn)場應用情況

2009 年5 月1 日開始桃園礦先后在1001 綜采工作面風巷、北四采區(qū)運輸上山兩個地點安裝使用QDPW-2 型氣動高壓微霧除塵設施；在一水平主運石門安裝使用ZDPW-2 型自動高壓微霧除塵設施。

1）1001 綜采工作面（QDPW-2 型氣動高壓）：選擇在工作面風巷距上出口30m～200m 安裝一組6 道氣動高壓微霧除塵設施。

2）北四采區(qū)運輸上山（QDPW-2 型氣動高壓）：根據(jù)運輸上山的實際情況， 選擇了在距采區(qū)煤眼上口向上50m 處安裝一組6 道氣動高壓微霧除塵設施。

圖2

3）一水平主運石門（ZDPW-2 型自動高壓）：選擇在該巷道距離副井西車場10m～200m 范圍內安裝一組6 道自動高壓微霧除塵設施。

應用期間沒有出現(xiàn)任何故障，而且除塵效果明顯。

2.4 應用效果分析

應用過程中， 每天安排專職人員使用GH100 型粉塵采樣器對應用地點粉塵濃度進行觀測。 通過實測發(fā)現(xiàn)1001 綜采工作面全塵由平均83.33 mg/m3 降為使用后的6.9mg/m3，降塵率為91.7%；北四運輸上山由34.51 mg/m3 降為5.4 mg/m3，降塵率為84.2%；一水平主運石門由2.02 降為0.9，降塵率為55.9%。 對比分析除塵效果非常明顯，極大地改善了井下工作環(huán)境。 圖2 是以1001 風巷為例繪制的曲線圖。

3 結論

1）經(jīng)濟效益：推廣應用高壓微霧除塵設施后，可以從相當程度上杜絕煤礦煤塵爆炸事故的發(fā)生，大幅度減少煤礦企業(yè)職工矽肺病的發(fā)生率，也就是直接減少了煤礦因煤塵爆炸和矽肺病帶來的巨大經(jīng)濟損失，其潛在的經(jīng)濟效益無法估量。

2）社會效益：推廣應用高壓微霧除塵設施后，既保證了煤礦安全生產(chǎn)，又保證了職工身體健康，可以改善煤礦企業(yè)的社會形象，提高煤礦企業(yè)的美譽度，產(chǎn)生的社會效益同樣不可估量。

從經(jīng)濟和社會效益的分析可知，高壓微霧除塵設施有針對性的解決了煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的大問題，其推廣應用前景十分樂觀。