干式除塵風(fēng)機(jī)在煤礦巷道中的應(yīng)用

高啟章，龐晴晴，簡俊常，王保齊

(1.兗礦東華重工有限公司， 山東 鄒城 273500；2.兗煤菏澤能化有限公司 趙樓煤礦， 山東 鄆城 274705)

0 引言

粉塵是礦井生產(chǎn)中主要的職業(yè)危害之一。隨著煤礦開采工作面機(jī)械化水平日益提高，井下粉塵濃度越來越大，煤塵爆炸事故也隨之增多，不僅嚴(yán)重威脅著礦工們的生命健康，還給國家和企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前，國內(nèi)在礦井粉塵治理方面主要采取煤層注水、噴霧降塵、濕法除塵器除塵和泡沫抑塵等方式[1]，如文丘里濕式除塵器[2]、中煤科工集團(tuán)重慶研究院的KCS-250D型濕式除塵器[3]，這些方法耗水量大、除塵效率低、工藝復(fù)雜，易造成二次污染。礦用干式除塵風(fēng)機(jī)具有低耗能、零耗水、高效率、無污染等特點(diǎn)，但大多需依靠國外進(jìn)口，產(chǎn)品價(jià)格高，售后服務(wù)維修困難。因此，根據(jù)具體環(huán)境條件研究適宜我國煤礦應(yīng)用的一種干式除塵設(shè)備，這才是我國防塵技術(shù)的主要方向[4]。

1 干式除塵系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

干式除塵風(fēng)機(jī)整套系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要由高效濾筒除塵器、進(jìn)風(fēng)裝置、抽出式軸流風(fēng)機(jī)、可伸縮風(fēng)筒、行走車或固定安裝架等設(shè)備組成,如圖1所示。在設(shè)計(jì)安裝除塵器時(shí)，將除塵器、抽出式軸流風(fēng)機(jī)安裝在行走車或固定于安裝架上，進(jìn)風(fēng)口用負(fù)壓風(fēng)筒與除塵器本體直接連接，除塵器本體與風(fēng)機(jī)用風(fēng)筒連接，將進(jìn)風(fēng)風(fēng)筒吊掛于迎頭附近。在煤礦巷道掘進(jìn)工作面掘進(jìn)時(shí)，可開啟除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行除塵作業(yè)，若需要清灰時(shí)，可依據(jù)清灰指示表進(jìn)行噴吹清灰及輸灰集灰工作。

1-風(fēng)筒；2-除塵器本體；3-風(fēng)筒；4-軸流抽出式風(fēng)機(jī)。

2 工作原理

由圖2所示,設(shè)備本體包括防爆箱體、集成過濾系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、輸灰卸灰系統(tǒng)。當(dāng)除塵風(fēng)機(jī)工作時(shí)，由軸流風(fēng)機(jī)抽吸，含塵氣體經(jīng)風(fēng)筒從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵室內(nèi)，在氣流分布板的作用下，含塵氣體中的一部分粗大顆粒粉塵與之發(fā)生撞碰失去動能而下沉落到除塵器底部的輸灰裝置，其余的細(xì)粒粉塵進(jìn)入濾塵室后，在布朗擴(kuò)散和篩濾等組合效應(yīng)下，使粉塵吸附在濾筒的表面上，凈化后的氣體經(jīng)濾筒的上端口進(jìn)入凈氣室內(nèi)，經(jīng)出風(fēng)口由風(fēng)機(jī)排出。濾筒的阻力隨表面粉塵厚度的增加而增大，當(dāng)阻力達(dá)到某一規(guī)定值時(shí)進(jìn)行清灰。此時(shí)軸流風(fēng)機(jī)停機(jī)，脈沖清灰閥打開，儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)噴嘴倒流入濾筒內(nèi)部，以急短的時(shí)間使濾筒迅速膨脹，濾筒振動變形，從而使濾筒表面上的粉塵被吹落入除塵器本體的底部[5]，在除塵器本體底部設(shè)置有刮板輸送機(jī)構(gòu)，將粉塵運(yùn)輸至卸灰口，在卸灰口處安裝集塵布袋以達(dá)到除塵、清灰、集灰的作用。

1-防爆箱體；2-集成過濾系統(tǒng)；3-噴吹系統(tǒng)；4-輸灰卸灰系統(tǒng)。

3 除塵吸風(fēng)與礦井供風(fēng)間關(guān)系

4 安裝方式

為適應(yīng)礦井安全、高效掘進(jìn)，干式除塵系統(tǒng)提供3種安裝方式：吊掛式、跨騎皮帶式和承載段安裝式。

1) 吊掛方式主要是將除塵系統(tǒng)吊掛于單軌吊上，利用單軌吊車驅(qū)動系統(tǒng)前移。具體應(yīng)分別制作風(fēng)機(jī)、除塵器體掛架，使用吊掛輪連接于單軌吊軌道，并隨軌道架設(shè)，可使系統(tǒng)整體前移。

2) 跨騎帶式輸送機(jī)方式用于安裝兩種底座，一種用于除塵器體安裝，一種用于風(fēng)機(jī)安裝，即安裝于底座，跨騎到帶式輸送機(jī)兩側(cè)，在移動行走時(shí)使用圓環(huán)鏈連接前方掘進(jìn)機(jī)，使用掘進(jìn)機(jī)牽引前行。

3) 承載段安裝方式是制作安裝底座放置于承載段上面，將安裝底座與掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)相連，其除塵系統(tǒng)隨掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)在承載段上滑動前行，此方式需要加長承載段。

5 應(yīng)用效果

干式除塵系統(tǒng)于2019年1月在兗礦集團(tuán)趙樓礦5304工作面正式進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。在該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。在長壓短抽的通風(fēng)除塵系統(tǒng)中，可有限控制粉塵向巷道外擴(kuò)散，提高了機(jī)掘工作面的收塵效率。系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測試掘進(jìn)機(jī)司機(jī)處粉塵濃度結(jié)果如下：全塵濃度未開除塵系統(tǒng)時(shí)325 mg/m3，開啟后3.8 mg/m3，除塵效率98.8%；呼塵濃度未開除塵系統(tǒng)時(shí)96.7 mg/m3，開啟后2.1 mg/m3，除塵效率97.8%。

6 結(jié)論

干式除塵風(fēng)機(jī)是一種高效、節(jié)水、可靠的新型除塵工藝裝備，其采用的新材料不僅能有效過濾親水性粉塵，同時(shí)，還能有效過濾疏水性粉塵，綜合除塵效率高，對煤礦巷道掘進(jìn)工作面的粉塵治理有明顯效果，為解決礦井粉塵、作業(yè)空間受限和濕法降塵浪費(fèi)水資源及廢水二次污染等難題提供了新思路、新裝備。結(jié)合我國礦用除塵設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀，此類型干式除塵風(fēng)機(jī)應(yīng)用效果良好，不僅在節(jié)能減排方面提供了有利條件，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益,而且緩解了井下惡劣工作環(huán)境，具有較好的社會效益，應(yīng)廣泛推廣至國內(nèi)各大礦井。