掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)的改進(jìn)

王曉東

（山西新元煤炭有限責(zé)任公司， 山西 晉中 030600）

引言

井下工作面煤（巖）巷道的掘進(jìn)有賴于掘進(jìn)機(jī)的高效工作，而掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)是掘進(jìn)過(guò)程中一種有效的除塵設(shè)備，但現(xiàn)有的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題亟待解決，如吸風(fēng)口位置過(guò)低、吸塵口體積過(guò)大、工作時(shí)噪聲污染嚴(yán)重和存在爆炸隱患等。基于上述問(wèn)題，本文提出了有針對(duì)性的改進(jìn)措施。

1 掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)存在的問(wèn)題

某礦的綜掘工作面的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)存在除塵效率低和易故障的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員檢修發(fā)現(xiàn)主要是機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)的存在吸風(fēng)口易堵塞和吸塵口位置不合理的問(wèn)題。

1.1 吸風(fēng)口堵塞

現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口位于掘進(jìn)機(jī)鏟板后方，距地面約0.5 m，而掘進(jìn)機(jī)在工作面的掘進(jìn)、移動(dòng)以及推煤過(guò)程中，由于其機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口位置偏低會(huì)造成煤巖較易從鏟板掉落，從而除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口被堵塞的風(fēng)險(xiǎn)增加，進(jìn)而導(dǎo)致其機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中往往成為擺設(shè)。此外，較低除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口位置不能滿足掘進(jìn)作業(yè)時(shí)清除、過(guò)濾巷道煤巖塵的需要。

1.2 吸塵口位置不合理

掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)一般有較大吸塵口，其不但會(huì)影響掘進(jìn)機(jī)司機(jī)視線，從而干擾司機(jī)操作，而且在頂板傾角發(fā)生變化的掘進(jìn)巷道中不能滿足其安裝的高度要求。吸塵口與迎頭之間的距離難以把控，二者間的距離較近時(shí)，司機(jī)操作會(huì)受到很大影響，較遠(yuǎn)時(shí)又會(huì)降低除塵效率。此外，因除塵風(fēng)機(jī)吸塵口吸入粉塵的同時(shí)不可避免地吸入截割部所噴出的水霧而導(dǎo)致的塵垢在風(fēng)機(jī)以及風(fēng)筒內(nèi)積聚的現(xiàn)象頻發(fā)，這也將大幅度影響風(fēng)機(jī)除塵效率。

2 改進(jìn)措施

2.1 吸風(fēng)口的改進(jìn)

基于上述吸風(fēng)口存在的問(wèn)題，對(duì)除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口改進(jìn)的思路是在盡量不改變?cè)性O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加粗和抬高其吸風(fēng)口，以降低成本。如圖1所示為改進(jìn)后的除塵風(fēng)機(jī)。其具體改進(jìn)方法如下：

圖1 改進(jìn)后的除塵風(fēng)機(jī)

1）將原有吸風(fēng)口用完全封堵，并焊接方向朝向工作面的彎頭作為新的吸風(fēng)口；

2）將一塊金屬過(guò)濾網(wǎng)焊接至新吸風(fēng)口的彎頭處，避免塊度較大的煤塊或巖塊掉落到其內(nèi)部而堵塞通風(fēng)口；

3）在避開(kāi)掘進(jìn)機(jī)切割臂及金屬過(guò)濾網(wǎng)處的掘進(jìn)機(jī)風(fēng)道上方，開(kāi)一個(gè)與彎頭同樣直徑的口，將彎頭底座與法蘭焊接到一起，并將其與掘進(jìn)機(jī)的風(fēng)道連通。

2.2 除塵口的改進(jìn)

基于上述除塵口存在的問(wèn)題，對(duì)除塵口進(jìn)行了增加前部吸塵口、增加過(guò)濾捕塵裝置和增加風(fēng)流轉(zhuǎn)換器三方面的改進(jìn)，具體改進(jìn)方法如下。

2.2.1 增加前部吸塵口

所增加的前部吸塵口結(jié)合了鉆場(chǎng)集氣箱的工作原理，其尺寸大小為：1.3 m（長(zhǎng)）×0.8 m（寬）×0.8 m（高）。該前部吸塵口被安裝在掘進(jìn)機(jī)上，為避免影響司機(jī)視線，其一端設(shè)置有4根直徑為13.32 cm（4寸）的柔性鋼箍管，并截割臂上方固定在一起，另一端則與直徑為0.80 m的負(fù)壓風(fēng)筒連接在一起。掘進(jìn)機(jī)正常工作時(shí)，柔性鋼箍管吸氣口與迎頭的距離應(yīng)不大于2.5 m。此外，前部吸塵口的左側(cè)、右側(cè)以及前上方三個(gè)方向各安裝一個(gè)尺寸為0.15 m×0.8 m的吸氣口以吸收未被除塵風(fēng)機(jī)完全吸收的粉塵。

2.2.2 增加過(guò)濾捕塵裝置

所增加的過(guò)濾捕塵裝置的尺寸大小為2.1 m（長(zhǎng)）×1.0 m（寬）×1.0 m（高），并被設(shè)置在皮帶機(jī)的活動(dòng)機(jī)尾上，與抽出式風(fēng)機(jī)使用連桿連接。所增加的過(guò)濾捕塵裝置的一端的上部設(shè)置為直徑為0.6m的出風(fēng)口，下部設(shè)置為直徑為6.66 cm（2寸）的污水排出口，另一端則與抽出式風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口使用直徑為0.8 m的負(fù)壓風(fēng)筒連接。此外，該過(guò)濾捕塵裝置中還安裝4道凈化水幕、360°噴霧以及有導(dǎo)流葉片。粉塵在風(fēng)機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的負(fù)壓下首先被過(guò)濾捕塵裝置吸入，然后經(jīng)導(dǎo)流葉片被壓至過(guò)濾捕塵裝置下部的污水排出口，進(jìn)而再經(jīng)過(guò)凈化水幕和360°噴霧和雙重措施除塵。得到凈化的風(fēng)流經(jīng)過(guò)濾捕塵裝置上部的出風(fēng)口排出，而污水則通過(guò)過(guò)濾捕塵裝置下部的污水排出口排出。

2.2.3 增加風(fēng)流轉(zhuǎn)換器

在與迎頭距離30～40 m的局部通風(fēng)機(jī)處增加風(fēng)流轉(zhuǎn)換器，以解決由于除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量小于通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量而造成的粉塵被吹向迎頭的風(fēng)吹至除塵風(fēng)機(jī)吸塵口后方，從而降低除塵效率的問(wèn)題。此外，改進(jìn)為使用長(zhǎng)壓短抽通風(fēng)方式來(lái)改變迎頭處的供風(fēng)量，并工作面的攜帶大量粉塵的乏風(fēng)利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓吸入，再使用風(fēng)機(jī)的噴霧裝置凈化攜帶大量粉塵的乏風(fēng)，最后將凈化后的空氣排回至巷道，以提高降塵效率。應(yīng)當(dāng)注意的是：為避免抽出式風(fēng)機(jī)出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)以及壓入式風(fēng)機(jī)和抽出式風(fēng)機(jī)交叉段的巷道不出現(xiàn)瓦斯積聚甚至超限，抽出式風(fēng)機(jī)吸入風(fēng)量應(yīng)小于壓入式風(fēng)機(jī)風(fēng)量。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

改進(jìn)后的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)有效避免了原有設(shè)計(jì)中的因吸風(fēng)口高度太低而引發(fā)的吸風(fēng)口被煤巖堵塞問(wèn)題，大幅度降低了空氣中的煤巖浮塵。

改進(jìn)后的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)在井下綜采工作面開(kāi)拓巷道的作業(yè)中進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并與其改進(jìn)前的使用效果進(jìn)行了對(duì)比。應(yīng)用效果對(duì)比如下：掘進(jìn)機(jī)正常工作時(shí)，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)處的粉塵質(zhì)量濃度由改進(jìn)前高達(dá)約900 mg/m3降低至改進(jìn)后僅為60 mg/m3，降幅達(dá)93.3%。掘進(jìn)機(jī)后部距掘進(jìn)機(jī)25 m處的粉塵質(zhì)量濃度則約由改進(jìn)前的275 mg/m3降低至改進(jìn)后30 mg/m3，降幅達(dá) 89.1%。

此外，改進(jìn)后的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)總除塵效率可達(dá)95%以上，其中對(duì)呼吸性粉塵的除塵效率可達(dá)80%以上，且工作噪聲在85 dB以下。

4 結(jié)論

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果表明，改進(jìn)后的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)能夠大幅度降低巷道風(fēng)流中的粉塵濃度，極大地保障了井下工人的健康水平。此外，改進(jìn)后的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵風(fēng)機(jī)體積大幅度減小，且故障率得到了有效降低，降低了維護(hù)成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好。