掘進工作面降塵技術(shù)現(xiàn)狀及噴霧降塵系統(tǒng)介紹

摘要：本文總結(jié)了綜掘工作面通風(fēng)，噴霧以及氣幕降塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上，在分析掘進工作面產(chǎn)塵及風(fēng)流特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于旋轉(zhuǎn)風(fēng)流的掘進機噴霧降塵系統(tǒng)，為煤礦井下掘進工作面降塵技術(shù)的推進奠定一定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：掘進工作面；降塵技術(shù)；噴霧；降塵系統(tǒng)

粉塵爆炸和塵肺病是礦井粉塵危害的兩個主要方面。根據(jù)統(tǒng)計，全國有將近30萬多的煤礦塵肺病患者，大約占到全國患此病人數(shù)的50%[12]。綜掘工作面掘進機割巖（煤）是礦井開采最為基本的生產(chǎn)作業(yè)工序之一，也是主要產(chǎn)塵源之一[34]。

旋轉(zhuǎn)風(fēng)墻新式機械除塵凈化裝備具有更高效的除塵效果，因為它是將旋轉(zhuǎn)風(fēng)墻的抽塵凈化系統(tǒng)和掘進機的噴霧降塵系統(tǒng)進行配合使用。想要減少煤礦井下的機掘工作面粉塵濃度就需要降低粉塵的生產(chǎn)量，使用內(nèi)噴霧對產(chǎn)塵初期所產(chǎn)生的大部分粉塵進行消滅。本文設(shè)計了一種基于旋轉(zhuǎn)風(fēng)流的掘進機噴霧降塵系統(tǒng)，為煤礦井下掘進工作面降塵技術(shù)的推進奠定一定的基礎(chǔ)。

1 綜掘工作面降塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 綜掘工作面通風(fēng)除塵技術(shù)

掘進通風(fēng)除塵技術(shù)是以壓抽混合式通風(fēng)作為基礎(chǔ)的，然后配合使用除塵器由此發(fā)展而來。秦躍平等研究“長壓短抽”式除塵通風(fēng)時掘進巷道中粉塵運移和分布規(guī)律，與壓風(fēng)筒口位置、抽吸比及壓入風(fēng)量等通風(fēng)參數(shù)進行對比。

1.2 綜掘工作面噴霧除塵技術(shù)

中國礦業(yè)大學(xué)和平頂山天安煤業(yè)股份有限公司合作研制了泡沫除塵技術(shù)；北京科技大學(xué)等研制了自激式臥式水浴除塵器及泡沫掘進機轉(zhuǎn)載點試驗了泡沫除塵，優(yōu)化了泡沫降塵設(shè)備及其關(guān)鍵參數(shù)；河南理工大學(xué)和兗州煤業(yè)集團研制了噴嘴旋轉(zhuǎn)的噴霧系統(tǒng)，能夠形成空氣霧罩。

1.3 綜掘工作面氣幕除塵技術(shù)

程衛(wèi)民等針對錨掘機截割速度快的特點，提出一種煤巷快速掘進的封閉式除塵系統(tǒng)。馬恒等研制了適用于掘進工作面的新型風(fēng)幕集塵系統(tǒng)，提高了阻擋呼吸性粉塵的效率。

2 掘進工作面粉塵特性及噴霧降塵系統(tǒng)

2.1 掘進工作面產(chǎn)塵及風(fēng)流

在煤礦井下采用噴霧降塵技術(shù)來沉降作業(yè)場所高濃度的粉塵是一項即經(jīng)濟又簡便的方法。對綜掘工作面和綜采工作面來說，由于作業(yè)方式的不同使得該項技術(shù)在應(yīng)用上存在很大的差異。正是由于掘進機截割頭工作的掏挖方式，使得掘進頭上的內(nèi)噴霧噴嘴極其容易被堵塞。此外，由于工作面兩邊有上下順槽，新鮮空氣由下順槽進來，經(jīng)過工作面，從上槽流走，不論使彌漫的粉塵，還是噴射出的水霧，在定向的風(fēng)流作用下始終向著一個方向流動，對采煤司機的視線雖然有影響但不至于太嚴(yán)重，風(fēng)筒排出的風(fēng)直接吹向工作面，在堵頭阻擋下折回再推動巷道內(nèi)的空氣向外流動。

2.2 掘進機噴霧降塵系統(tǒng)

由于巷道是盲道，工作面的通風(fēng)方式大都采用局扇加引風(fēng)筒的壓入式通風(fēng)，風(fēng)筒吊裝在巷道頂部一側(cè)，風(fēng)筒排出的風(fēng)直接吹向工作面，在堵頭阻擋下折回再推動巷道內(nèi)的空氣向外流動。掘進機采用煤科總院太原分院研制的EBJ—120TP型縱軸式設(shè)備，其掘進頭噴嘴安裝位置示意圖見圖1所示。其可分為：內(nèi)噴霧、外噴霧以及輔助噴霧系統(tǒng)，每個噴霧系統(tǒng)上都安裝有噴嘴。為提高噴霧系統(tǒng)工作可靠性，設(shè)置過濾裝置過濾噴霧用水，另外設(shè)計選擇不易堵塞的除塵器。

噴霧系統(tǒng)是掘進機的附屬設(shè)備。結(jié)合EBJ-120TP型掘進機的整體結(jié)構(gòu)，設(shè)計了噴霧供水系統(tǒng)，其原理圖如圖2所示。

井下靜壓水經(jīng)Y型過濾器和球閥后，分成兩路。一路經(jīng)減壓閥、耐震壓力表、油箱冷卻器進入截割電機，為截割電機提供冷卻水，而后由截割電機出水口經(jīng)外噴霧噴嘴噴出。另一路經(jīng)噴霧泵，壓力表直接向內(nèi)噴霧系統(tǒng)供水。

3 結(jié)論

本文總結(jié)了綜掘工作面降塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上，進一步分析掘進工作面產(chǎn)塵及風(fēng)流特性的基礎(chǔ)上，并設(shè)計了一種基于旋轉(zhuǎn)風(fēng)流的掘進機噴霧降塵系統(tǒng)，為煤礦井下掘進工作面降塵技術(shù)的應(yīng)用和推廣發(fā)揮了一定的作用。

參考文獻：

[1]黃成玉，張全柱，鄧永紅.煤礦綜合防塵技術(shù)研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2011，1：6367.

[2]尚建國，楊鳳玲，程芳琴.煤礦井下煤塵治理技術(shù)研究進展[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2009，19（33）：112113.

[3]王維虎.煤層注水防塵技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011，39（1）：5760.

[4]牛全振.礦用風(fēng)水霧化降塵裝置設(shè)計及其流場仿真研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2008.

作者簡介：林慧（1984），山西朔州人，工程師，主要研究方向為煤礦安全。