芻議煤礦機電設(shè)備與粉塵治理相互作用關(guān)系

唐娜 江西煤業(yè)集團有限責(zé)任公司白源煤礦 胡軍 萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團有限責(zé)任公司安源發(fā)電廠

對于開采強度大、機械化程度高的煤礦來說，粉塵問題往往較為嚴重，并直接威脅掘進作業(yè)人員安全?，F(xiàn)階段粉塵治理有效性不足問題仍廣泛存在于我國煤礦企業(yè)中，為盡可能彌補這類欠缺，必須設(shè)法強化煤礦生產(chǎn)中的粉塵治理。

一、煤礦機電設(shè)備與粉塵治理相互作用關(guān)系

（一）粉塵的產(chǎn)生機理

機電設(shè)備在現(xiàn)代化礦井生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，綜合機械化開采的煤炭產(chǎn)量在我國的占比超過2/3，作為煤礦主要災(zāi)害之一的粉塵不僅會威脅礦工人身健康及安全，同時還會影響機電設(shè)備的使用壽命和精度?？偟膩碚f，煤礦產(chǎn)生中的粉塵源于煤（巖）和機電設(shè)備的相互作用，粉塵產(chǎn)生和擴散的主要作用力包括機械作業(yè)的運輸、截割、拋落、撞擊。

（二）粉塵對機電設(shè)備的影響

對于粒徑小于10um的煤礦井下粉塵顆粒來說，其具備無孔不入的浸入性和滲透性，粉塵顆粒進入設(shè)備會產(chǎn)生破壞作業(yè)。粉塵顆粒在風(fēng)流場的作用下存在更強的滲透性，這種滲透性帶來的影響較為深遠。如粉塵進入活塞、軸承等機電設(shè)備動作部分，這會導(dǎo)致摩擦系數(shù)增加，并導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命降低、故障概率提升。隨著風(fēng)流進入電機的粉塵顆粒會導(dǎo)致風(fēng)道堵塞、冷卻效果下降，電機可能在粉塵影響嚴重時停止運作。此外，電機線圈短路與絕緣繞組過熱、磨損速度提升的活塞環(huán)、不斷下降的監(jiān)控設(shè)備精度等問題也往往與粉塵存在緊密關(guān)聯(lián)[1]。

（三）粉塵治理中機電設(shè)備的作用

對于安全生產(chǎn)和作業(yè)人員身體健康來說，粉塵會帶來嚴重威脅，通風(fēng)除塵、噴霧除塵、泡沫除塵、煤層注水、除塵器除塵等屬于現(xiàn)階段常用的粉塵治理措施。作為粉塵治理的實施者，機電設(shè)備發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，機電設(shè)備一般會整合井下粉塵治理措施，如掘進機與采煤機內(nèi)外噴霧。粉塵質(zhì)量需圍繞四個方面進行，包括減、降、隔、除，機電設(shè)備在其中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，塵源處一般為治理措施的最終作用點，聯(lián)合使用多種機電設(shè)備可更好實現(xiàn)除塵目標(biāo)。

二、基于煤礦機電設(shè)備的粉塵治理路徑選擇

（一）綜掘工作面粉塵治理路徑

基于煤礦機電設(shè)備的粉塵治理需關(guān)注綜掘工作面，內(nèi)、外噴霧裝置需嚴格配置于綜掘機，工作壓力需分別設(shè)置為2MPa、4MPa及以上，以此保證噴霧裝置效用的充分發(fā)揮，如存在無法正常使用的內(nèi)噴霧裝置，此時需存在8MPa及以上的外噴霧壓力。如綜掘巷道采用靜壓供水，防塵供水管路上需針對性設(shè)置增壓裝置。通過設(shè)置除塵風(fēng)機于工作面上，即可進一步優(yōu)化綜掘工作面粉塵治理，具體可采用長壓短抽控風(fēng)方式進行除塵，同時轉(zhuǎn)載點噴霧需設(shè)置于各轉(zhuǎn)載點，防塵罩需設(shè)置于帶式輸送機轉(zhuǎn)載點，隔離降塵可配合轉(zhuǎn)載點噴霧實現(xiàn)。對于粉塵嚴重的掘進巷道距掘進頭50m范圍內(nèi)，除塵可基于凈化水幕（2道）的針對性設(shè)置實現(xiàn)，需存在最短20m間隔并做到隨掘進前移，1道自動凈化水幕需設(shè)置于距回風(fēng)口30～50m處，自動凈化水幕每隔500～800m在后巷設(shè)置1道，自動皮帶底噴霧每隔300～500m在帶式輸送機設(shè)置1組，聯(lián)動控制工作面自動噴霧裝置[2]。

（二）采煤工作面粉塵治理路徑

為保證割煤過程中采煤機能夠同時噴霧降塵，必須保證內(nèi)、外噴霧裝置的完善設(shè)置，內(nèi)噴霧、外噴霧裝置的工作壓力及相關(guān)要求與綜掘機相同。應(yīng)基于實際設(shè)置數(shù)臺500L/min噴霧泵于工作面的噴霧泵站，如設(shè)置2臺一備一用，噴霧泵在500L/min以下的需逐步淘汰。需采用高壓膠管作為支架噴霧和采煤機內(nèi)外噴霧裝置的防塵供水管路，其需要具備大于1.5倍噴霧泵站額定壓力的耐壓強度。壓氣自動噴霧裝置需配置于采煤工作面，每組至少2個噴頭，每隔10架至少裝設(shè)1組。轉(zhuǎn)載點噴霧需設(shè)置于破碎機、刮板機轉(zhuǎn)載點，防塵罩需設(shè)置于帶式輸送機轉(zhuǎn)載點，具體降塵需配合轉(zhuǎn)載點噴霧。此外，還需要設(shè)置1道自動凈化水幕于采煤工作面機巷距煤壁線、距入口50m內(nèi)處，已經(jīng)風(fēng)巷距回風(fēng)巷口50m處。隨回采前移的2道凈化水幕需設(shè)置于距煤壁線50m內(nèi)，每500～800m需在進風(fēng)順槽設(shè)置自動凈化水幕1道，回風(fēng)順槽的自動凈化水幕設(shè)置間隔為500m。還需要靠近工作面設(shè)置捕塵網(wǎng)2組于回風(fēng)順槽距工作面150m內(nèi)，自動皮帶底噴霧需每隔300～500m在帶式輸送機設(shè)置1組，同時需聯(lián)動控制上述自動噴霧裝置。

（三）粉塵治理要點

為更好實現(xiàn)煤礦粉塵質(zhì)量，煤礦機電設(shè)備應(yīng)用必須結(jié)合礦井粉塵防治工作現(xiàn)狀，如設(shè)置水質(zhì)過濾裝置于采掘工作面供水管路入口，結(jié)合需要設(shè)置增壓泵，以此逐步建立起科學(xué)、完善的井下各作業(yè)地點防塵系統(tǒng)，采掘工作面的生產(chǎn)條件需要與降塵措施的應(yīng)用和防塵供水管路安裝相掛鉤。如巷道需要采用降塵措施，灑水三通及閥門需每隔100m安設(shè)1個，凈化風(fēng)流噴霧裝置在各作業(yè)產(chǎn)塵地點的設(shè)置也需要得到重視。此外，還需要關(guān)注隔爆設(shè)施的針對性設(shè)置、巷道沖洗工作的及時開展、粉塵防治的周密安排和部署、采煤機和掘進機的內(nèi)外噴霧裝置設(shè)置。

三、結(jié)論

綜上所述，煤礦機電設(shè)備與粉塵治理相互作用關(guān)系較為復(fù)雜。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的設(shè)置增壓裝置、設(shè)置自動凈化水幕、設(shè)置凈化風(fēng)流噴霧裝置等內(nèi)容，則為基于煤礦機電設(shè)備的粉塵治理指明了方向。為更好治理煤礦粉塵治理，各類新設(shè)備與新技術(shù)的積極應(yīng)用極為關(guān)鍵。