濕式除塵風(fēng)機在連續(xù)采煤機單巷掘進工作面的應(yīng)用實踐

何明偉

國家能源集團神東榆家梁煤礦 陜西 神木 719000

為提高煤炭資源回收率,在具備條件的煤礦采用沿空留巷技術(shù)已成為一種趨勢。使用沿空留巷工藝時,綜采工作面的順槽通常采用單巷掘進。單巷掘進期間,主要依靠局部通風(fēng)機正壓通風(fēng),該巷道內(nèi)全部為污濁風(fēng)流。工作面生產(chǎn)期間截割產(chǎn)生的大量煤塵、巖塵彌漫在巷道中,不僅對作業(yè)人員的身體健康帶來極大的傷害,而且粉塵濃度大直接影響工作面的視線,給作業(yè)人員造成了安全威脅,更嚴重的是,當(dāng)巷道內(nèi)煤塵積聚達到下限時,會帶來煤塵爆炸的危險。為了改善這一局面,榆家梁煤礦在連續(xù)采煤機單巷掘進工作面安裝KCS系列礦用濕式除塵風(fēng)機,并配套采用其它綜合措施,起到了較好的防塵、降塵效果。

一、工作面概況

1、工作面圍巖特征及煤層賦存情況。巷道沿52煤煤層頂板掘進,工作面直接頂巖性為粉砂巖,厚度2.5－3.6m,灰色,泥質(zhì)膠結(jié),水平層理；老頂為中砂巖,厚度20.8－27.6m,灰白色,泥質(zhì)膠結(jié),均勻?qū)永怼Ｖ苯拥诪榉凵皫r,厚度大于1.8m,灰色,泥質(zhì)膠結(jié),具緩斜層理及水平層理。工作面煤層屬低變質(zhì)煙煤,黑色塊狀,硬度大,賦存穩(wěn)定。

根據(jù)2018年沈陽煤科院鑒定結(jié)果,榆家梁煤礦52煤層煤塵爆炸性屬有爆炸性,爆炸性指數(shù)33.9%。如果煤塵防治工作不到位,將會造成煤塵爆炸事故。

2、巷道布置及設(shè)備配套。52308運順為單巷掘進,矩形巷道,全部使用引進的連續(xù)采煤機及其配套設(shè)備施工。選擇型號為FBDY－№6.3/2×30局扇2臺,配套Ф800mm膠質(zhì)抗靜電阻燃風(fēng)筒為掘進工作面供風(fēng)。

二、濕式除塵風(fēng)機的使用

1、濕式除塵風(fēng)機的工作原理及特點。KCS系列礦用濕式除塵風(fēng)機利用空氣動力特性具有潛在的分離氣載粉塵的能力直接將粉塵分離捕獲而達到塵氣分離、凈化空氣的理念,運用分離葉輪強大的離心力,將含塵空氣中的粉塵顆粒與水霧霧粒形成的含塵液滴排出。取代傳統(tǒng)的過濾裝置,徹底解決由于濾網(wǎng)存在而引起的除塵系統(tǒng)阻力大、風(fēng)量處理能力差、除塵效率低以及濾網(wǎng)堵塞導(dǎo)致使用維護繁瑣等問題。它主要由吸風(fēng)道、除塵器、主機、消聲器等組成,結(jié)構(gòu)緊湊,堅固耐用,使用安全,維護方便。

2、除塵風(fēng)機的安裝與使用。(1)52308運順單巷掘進采用長壓短抽混合式通風(fēng)布置的,除塵風(fēng)機安設(shè)在距工作面50～300m處,隨掘進前移,見圖1。除塵風(fēng)機配套使用φ800mm負壓骨架風(fēng)筒。

圖1 單巷掘進混合式通風(fēng)布置示意圖

(2)除塵風(fēng)筒的吸入口應(yīng)安設(shè)甲烷傳感器,報警濃度≥1.0%,斷電濃度≥1.0%,復(fù)電濃度＜1.0%,斷電范圍：工作面及回風(fēng)巷全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。

(3)除塵風(fēng)機要派專人掛牌管理,風(fēng)機啟動前必須由瓦檢員檢查除塵風(fēng)機及開關(guān)附近10m范圍內(nèi)的CH4濃度,當(dāng)CH4濃度小于0.5%時方可啟動。

(4)使用前應(yīng)檢查除塵風(fēng)機各緊固件是否齊全、牢固,連接是否可靠,葉輪的旋轉(zhuǎn)方向是否正確,試運轉(zhuǎn)是否靈活、有無雜音或異常聲、撞擊聲。

(5)濕式除塵風(fēng)機開停機順序：先打開向除塵風(fēng)機供水的閥門,處于噴霧狀態(tài)下,再啟動風(fēng)機。停機順序：先關(guān)閉風(fēng)機再關(guān)閉噴霧閥門。

(6)工作面停止生產(chǎn)10min后方可停止除塵風(fēng)機。

(7)濕式除塵風(fēng)機噴嘴和濾網(wǎng)檢查與維護：每天至少對濾網(wǎng)及噴霧降塵裝置停機進行清理積塵1次,每周對噴嘴檢查和維護1次。

3、除塵風(fēng)筒的安裝與維護

(1)為保證除塵風(fēng)機的除塵效果,要根據(jù)巷道高度和設(shè)備參數(shù),選擇合適直徑的除塵風(fēng)筒尺寸,一般情況下,除塵風(fēng)筒直徑越大,除塵效果越明顯。

(2)除塵風(fēng)筒使用鐵絲吊掛在巷道的邊錨桿上。風(fēng)筒采用雙反邊連接,接口必須使用風(fēng)筒接口器,風(fēng)筒要進行編號管理,有漏風(fēng)的風(fēng)筒要及時進行修補或更換,以減少漏風(fēng)現(xiàn)象。風(fēng)筒吊掛要做到逢環(huán)必掛,并達到平、直、穩(wěn)的要求,防止設(shè)備移動時損壞。

(3)加裝可伸縮式前探裝置。

負壓風(fēng)筒吸風(fēng)口距掘進頭越近,除塵效果越好。在工作面生產(chǎn)期間,隨著掘進頭的推進,除塵風(fēng)筒吸風(fēng)口距掘進頭越來越遠,除塵效率也越來越低。為了解決這一問題,52308掘進工作面在生產(chǎn)期間采用了負壓風(fēng)筒可伸縮式前探裝置。

使用該裝置可使除塵風(fēng)筒向前移動至空頂范圍內(nèi),從而使除塵風(fēng)筒吸風(fēng)口與掘進頭的距離始終保持最近,達到最佳的除塵效果。

圖2 除塵風(fēng)筒延伸至空頂

三、濕式除塵風(fēng)機除塵效果分析

在掘進期間,在保證其他條件不變的情況下,使用CCZ－1000型測塵儀對濕式除塵風(fēng)機使用前后對連采機司機作業(yè)點及連采機后10m處的粉塵濃度進行測試。各測點布置和粉塵濃度見表1。

表1 測點布置和粉塵濃度

從表1中可以看出,在不同的測點位置,濕式除塵風(fēng)機開啟后,全塵濃度和呼塵濃度均降低30%以上,特別是當(dāng)除塵風(fēng)筒吸風(fēng)口在煤機司機處時,連采機司機作業(yè)點的全塵濃度和呼塵濃度能降低40%左右,說明濕式除塵風(fēng)機在單巷掘進工作面起到了較好的效果。

四、結(jié)論

單巷掘進期間使用濕式除塵風(fēng)機,可以有效降低各作業(yè)點和巷道內(nèi)的粉塵濃度,減少了煤塵積聚,為作業(yè)人員營造良好的作業(yè)環(huán)境,同時降低了塵肺病的發(fā)病幾率,取得了良好的安全和經(jīng)濟效益,為單巷掘進工作面粉塵防治工作提供了參考。