干式除塵器在巖巷綜掘粉塵防治中的應(yīng)用

李 志

(淮北礦業(yè)集團(tuán)公司， 安徽 淮北 235000)

近年來，隨著綜掘機(jī)械化程度的不斷提高，綜掘工作面產(chǎn)塵量也越來越大，大量粉塵彌散整個巷道，使掘進(jìn)巷道內(nèi)粉塵濃度嚴(yán)重超限，不僅使掘進(jìn)巷道的通風(fēng)變得困難，工作面環(huán)境惡劣，而且也埋下安全隱患。因此，為有效解決巖巷綜掘粉塵超限問題，改善職工作業(yè)環(huán)境，淮北礦業(yè)集團(tuán)鄒莊礦在7703底抽巷使用KCG-500 D型礦用干式除塵器(以下簡稱“除塵器”)，以有效降低粉塵濃度，改善綜掘工作面作業(yè)環(huán)境，保障職工身體健康。

1 巷道概況

鄒莊礦7703底抽巷巖巷綜掘工作面，巷道為三心拱型，斷面5.0 m×3.8 m. 采用“長壓短抽”的通風(fēng)方式治理綜掘破巖過程中產(chǎn)生的粉塵。使用2路FBD6.3/2×30 kW壓入式局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)。一路供迎頭掘進(jìn)，風(fēng)筒d800 mm、距迎頭10 m；一路供打鉆治理需要，風(fēng)筒d600 mm、距迎頭60 m. 總供風(fēng)量約670 m3/min. 供風(fēng)風(fēng)筒距迎頭40～60 m位置設(shè)置風(fēng)流轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)風(fēng)量。

2 除塵器及配套風(fēng)機(jī)主要參數(shù)

1) 除塵器。KCG-500 D型礦用干式除塵器，額定處理風(fēng)量500 m3/min，工作阻力2 800 Pa，壓縮空氣壓力0.4～0.6 MPa，負(fù)壓風(fēng)筒直徑800 mm、長度50 m. 除塵器外形尺寸為長7 164 mm×寬1 170 mm×高1 200 mm，重量1 750 kg，工作噪聲≤85 db.

2) 配套通風(fēng)機(jī)。FBCD 6.7/2×37 kW抽出式局部通風(fēng)機(jī)，吸風(fēng)量約560 m3/min.

3) 設(shè)備布置情況:采用“長壓短抽”的工藝進(jìn)行通風(fēng)除塵。除塵器及配套風(fēng)機(jī)采用吊鉤懸掛在綜掘機(jī)電纜框后方單軌吊梁上，采用40 T錨鏈及5 T手拉葫蘆固定，除塵器進(jìn)風(fēng)口連接鐵質(zhì)風(fēng)筒及負(fù)壓風(fēng)筒，采用氣動單軌吊挪移,除塵器與綜掘機(jī)布置示意圖見圖1.

圖1 除塵器與綜掘機(jī)布置示意圖

3 除塵器工作原理

含塵煙氣由進(jìn)氣口進(jìn)入，在氣流分布板均流的作用下均勻充滿到整個箱體，在后置引風(fēng)機(jī)的作用下，含有粉塵的氣體穿過濾筒，粉塵顆粒被滯留在濾筒表面，潔凈氣體穿過濾筒進(jìn)入上箱體由出風(fēng)口排出。當(dāng)濾筒上積累的粉塵達(dá)到一定阻力后，通過手動開關(guān)閥控制脈沖閥噴吹，各排濾筒清灰依次進(jìn)行，壓縮空氣通過噴吹管上正對濾筒的小孔以高速沖出，在其沖入濾筒內(nèi)部的同時，又誘生一股數(shù)倍于壓縮空氣的二次氣流，于是產(chǎn)生一種瞬時沖擊波并沿整個褶式濾筒的高度方向向下傳播，使聚積在濾筒外表面的粉塵落下，清下來的粉塵落入粉塵收集器中[1].

4 使用情況

綜掘機(jī)破巖時，調(diào)節(jié)兩路壓入式供風(fēng)風(fēng)筒上設(shè)置的風(fēng)流轉(zhuǎn)換器，再開啟除塵器配套的抽出式風(fēng)機(jī)，并確保迎頭送風(fēng)量略小于抽出式風(fēng)筒吸風(fēng)量。除塵器工作時，巷道風(fēng)流方向以風(fēng)流轉(zhuǎn)換器位置為分界，轉(zhuǎn)換器至工作面段風(fēng)流方向?yàn)橥^方向，并被吸入抽出式風(fēng)機(jī)中；轉(zhuǎn)換器至后路段風(fēng)流方向往工作面以外，進(jìn)入回風(fēng)系統(tǒng)中。

5 使用效果

除塵器投入使用后，測定了綜掘機(jī)位置、二運(yùn)轉(zhuǎn)載點(diǎn)處等測塵點(diǎn)的全塵濃度及部分測塵點(diǎn)的呼塵濃度，結(jié)果見表1，2. 由表1,2可知，平均全塵除塵效率97.08%，呼塵除塵效率94.91%，除塵效果良好。

表1 不同測點(diǎn)位置的全塵除塵效率情況表

表2 全塵、呼塵除塵效率表

除塵器開啟前后掘進(jìn)工作面現(xiàn)場情況見圖2. 由圖2可以明顯看出，除塵器開啟前，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)處粉塵彌漫，無法看清迎頭割巖情況；除塵器開啟后，絕大多數(shù)高濃度粉塵被吸入除塵風(fēng)機(jī)，司機(jī)位置處可清晰看見迎頭，實(shí)現(xiàn)連續(xù)割巖。

圖2 掘進(jìn)工作面現(xiàn)場情況圖

6 使用過程中優(yōu)缺點(diǎn)

6.1 優(yōu) 點(diǎn)

1) 除塵器產(chǎn)品核心為特殊材料褶式濾筒結(jié)構(gòu)，過濾面積大、粉塵吸附率高、結(jié)構(gòu)緊密、拒水性好、抗折性強(qiáng)、耐磨性高、使用壽命長。2) 現(xiàn)場使用過程中無需用水，對迎頭施工環(huán)境基本無影響，避免綜掘機(jī)下陷。3) 處理后的粉塵為干粉狀，配套抽屜式卸灰裝置，處置方便。4) 除塵效率高，達(dá)到粉塵超低排放，極大改善迎頭及后路作業(yè)環(huán)境。

6.2 缺 點(diǎn)

1) 除塵器體積較大，長7.1 m×寬1.1 m×高1.2 m，配套風(fēng)機(jī)長3.6 m，連接件2 m，總長超過12 m，使用過程中起吊挪移擺放不方便，設(shè)備安裝前必須提前考慮巷道尺寸，并協(xié)調(diào)好除塵風(fēng)機(jī)、除塵器及水箱的安裝與挪移等事宜。

2) 淮北礦區(qū)多為高瓦斯及突出礦井，巖巷掘進(jìn)遇斷層或近煤層掘進(jìn)時，仍有可能出現(xiàn)瓦斯異?，F(xiàn)象，必須提前考慮風(fēng)機(jī)選型、風(fēng)量匹配、風(fēng)速控制、裝置使用難易、防塵與防瓦斯沖突等問題，并配套瓦斯涌出異常時的應(yīng)急措施。

7 建 議

考慮到淮北礦區(qū)各礦地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層多，瓦斯現(xiàn)場管理難度大，為高效安全使用除塵器，確保使用安全、粉塵瓦斯雙達(dá)標(biāo)，必須注意以下事項(xiàng):

1) 煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面等地點(diǎn)不得使用除塵器，只有無瓦斯涌出的巖巷綜掘工作面可使用，最大限度地消除瓦斯風(fēng)險(xiǎn)，且使用前必須制定安全技術(shù)措施，明確風(fēng)量計(jì)算、設(shè)備選型、設(shè)備安裝、日常維護(hù)檢修等，經(jīng)審批后嚴(yán)格執(zhí)行。

2) 巖巷綜掘工作面使用除塵器并采取“長壓短抽”混合通風(fēng)方式時，風(fēng)筒末端與掘進(jìn)工作面迎頭的距離，必須處于風(fēng)流的有效射(吸)程范圍內(nèi)，且抽出式風(fēng)筒的吸風(fēng)口距離迎頭不應(yīng)超過3 m，其吸風(fēng)量應(yīng)不小于壓入式風(fēng)筒出口風(fēng)量的1.5倍，確保迎頭風(fēng)流方向滿足除塵需要，提高除塵效果[2].

3) 除塵器安裝位置與壓入式局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒出風(fēng)口距離保持50 m以上；壓入式風(fēng)筒安裝風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，確保風(fēng)筒末端至工作面距離、工作面最低風(fēng)速等符合規(guī)定，嚴(yán)防迎頭出現(xiàn)微風(fēng)或無風(fēng)現(xiàn)象。

4) 使用除塵器時，抽出式風(fēng)筒的吸風(fēng)口需安裝甲烷傳感器，其報(bào)警和斷電濃度均≥0.30%CH4，復(fù)電濃度<0.30%CH4. 當(dāng)其監(jiān)測值超限時，必須自動切斷綜掘機(jī)和除塵器等全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備電源[3].

5) 除塵器配套使用的抽出式局部通風(fēng)機(jī)必須與壓入式局部通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)閉鎖聯(lián)動。當(dāng)壓入式局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，除塵器及配套風(fēng)機(jī)必須自動停運(yùn)；壓入式局部通風(fēng)機(jī)未啟動時，除塵器及配套風(fēng)機(jī)處于閉鎖狀態(tài)、無法啟動[4].

6) 強(qiáng)化地質(zhì)探查與分析，準(zhǔn)確控制巷道與煤層法距。巷道掘進(jìn)過程中如果遇煤層(線)、構(gòu)造、瓦斯涌出異常等情況，必須立即停止使用除塵器，嚴(yán)防瓦斯事故。

8 結(jié) 論

干式除塵器的使用，有效解決了淮北礦區(qū)綜掘工作面粉塵超限問題，改善了綜掘工作面的作業(yè)環(huán)境，保護(hù)了職工身心健康，保證了安全生產(chǎn)，提高了工作效率，值得推廣應(yīng)用。