机掘巷道除尘及配套工艺研究.doc

机掘巷道除尘及配套工艺研究

杨存宝徐建文安超

摘要：对机掘巷道面采用长压短抽式通风系统，并且采用KCS-220型矿用湿式除尘器除尘进行现场试验研究。根据现场使用实测及工艺配套优化，取得了较好的降尘效果，掘进机司机处总粉尘浓度由原来的平均850mg/m3降至20mg/m3，除尘器出口处粉尘浓度为15mg/m3，从数据上很明显的看出改善了作业环境的劳动卫生条件。
关键词：巷道掘进通风除尘除尘效率
粉尘是矿山井下主要自然灾害之一，随着机械化水平的不断提高，矿井粉尘的产生量越来越大，其中机掘工作面是矿井产尘最多的尘源之一，因此，必须研制新的除尘方法来控制机掘工作面的粉尘，这对保证作业环境的良好，保障工人的身体健康，促进矿山安全生产，有着极其重要的现实意义，为解决机掘工作面空气中粉尘浓度的超限问题，国内外科研工作者和工程技术人员进行了大量的理论和实践研究，取得了一些研究成果。但由于井下掘进工作面和工作条件的特殊性，有些问题一直没有得到很好地解决。根据国内外粉尘控制的经验表明，对人员集中和粉尘浓度高的工作地点应安装高效实用的除尘设备。理论和实验已证明各种除尘器都有一定的除尘效率，不同类型的除尘器对不同粒径的除尘效率不同，对于大于50微米的粗尘，各种除尘器都有一定的除尘效果。对于小于7微米的呼吸性粉尘，使用文丘里除尘器，袋式过滤除尘器，自激式湿式除尘器和静电除尘器等能得到满意的效果。但在这些高效除尘器中有的造价贵，有的阻力大、流量小，有的体积大、重量重，因而都不能直接应用到矿山井下。长期以来，矿山普遍采用喷雾洒水除尘措施，试验表明喷雾洒水对呼吸性粉尘的除尘效率约为30-50%，耗能高。引进唐山开滦广汇设备制造有限公司研制的新型高效KCS矿用湿式除尘装置，提高了除尘效率，且耗能低。使掘进机司机和除尘器后20m处的粉尘浓度危害降低到Ⅰ级，除尘效果显著。
神华集团乌海能源有限公司路天矿业公司采用带式输送机大巷为矩形断面，巷道净宽4.2m,巷道最大净高3m,净断面12.6m2。巷道施工采用上海天地公司生产的132型掘进机。掘进速度较快，日进尺7～8m。由于是全岩石掘进时粉尘光浓度高，对作业人员身体健康危害极大，而且作业人员视线受到严重限制，影响生产进度和机掘工作面安全生产。为此，神华集团路天矿业公司与唐山开滦广汇设备制造有限公司开展了合作，通过项目试验研究。现场工艺配套优化及应用，解决KCS-220型矿用湿式除尘器与掘进机配套使用问题，改善了工作面的劳动卫生条件。
1除尘器结构及工作原理
KCS矿用湿式除尘装置，它主要包括：抽出对旋通风机、除尘器箱体、配套承载车、调风器、负压风筒、连接风筒及风筒吊挂装置等。该抽出对旋通风机一端装有负压风筒，另一端通过连接风筒与除尘器箱体端侧的粉尘进口相连，该除尘器箱体内装有导板组件和脱水器，该导板组件与箱板构成自粉尘进口至脱水器的弯曲通道，该弯曲通道的顶部呈开放状并侵入与箱体内的水池中，脱水器的下方与箱体内的水池相通。该除尘装置捕集气流中的粉尘主要分二个阶段来实现，第一阶段在进风入水段弯曲通道内依靠离心力来捕集较粗尘粒；第二阶段是气流冲击水面依靠水浴水膜来捕集较细尘粒。因此，该除尘装置具有水浴、水滴、离心力产生的水膜三种除尘功能，其总除尘效率达98％,呼吸性粉尘除尘效率达90%,且具有防爆、无电火花、安全性能好、体积小、重量轻、操作简单、耗水量低、造价低等优点，特别适用矿山掘进巷道通风除尘，及公路、铁路、地铁隧道掘进的通风除尘和尘源集中的巷道通风除尘。
2配套工艺
2.1除尘装置与掘进机的配套及工作过程

图1除尘装置安装示意图
矿用湿式除尘器安装如图1所示，主要由进风罩、负压风筒、风筒支架、配套风机、正压风筒、除尘器、专用承载车、旋流器组成。为保证矿用湿式除尘器与掘进机同步运行，除尘器和配套风机安装在专用承在承载车上,承载车安装在带式输送机机尾导轨上或运输轨道上，除尘器与配套风机之间用正压风筒连接,旋流器安装在压入式正压风筒上。
2.2配套风筒及巷道通风
配套负压风筒采用塑料涂覆布负压风筒，吊挂在风筒支架上,使用中按煤矿井下风筒使用规定及时吊挂、调整，不得漏风，并保证吸风口距迎头2～5m。
配套风机与除尘器之间通过正压风筒连接；负压风筒与配套风机进风口相连接，吸尘口距离除尘器约25-35m处。具体布置按《巷道掘进混合式通风技术规范》MT／T441中规定的长压短抽的方式布置如图2所示：

图2掘进工作面通风除尘系统示意图
压入式局部通风机正压风筒接到距迎头不大于10m处，在开启除尘器的同时，不安旋流器时,再把正压风筒在距迎头20～30m处断开,加装旋流器时可不断正压风筒。
较长时间停用除尘器，再次启动前应检查并处理好负