煤礦井下帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置的應用

楊永弟

（同煤集團云岡礦，山西 大同 037000）

1 項目背景

大同煤礦集團云岡礦礦井運輸為盤區大巷集中運輸方式，實現了膠帶機械化運輸，南北980 大巷配置DSJ140/250/4×500 型可伸縮帶式輸送機，總計運輸能力1030 萬t，盤區上山及順槽配置DSP-1063/1000 型帶式輸送機，完全實現了運輸機械化。

帶式輸送機機頭落煤點處是含煤粉塵的重要污染源，煤料下落沖擊會產生煤塵，這是造成云岡礦井下運輸系統粉塵濃度過高的主要原因。另外，由于云岡礦井下巷道結構的特殊性，運輸系統中上下級輸送帶之間落差較大，從該礦多年的使用情況來看，對下級輸送帶的沖擊損傷較為嚴重，下級輸送帶及輸送機的使用壽命大大降低，這是影響云岡礦運輸系統工作效率的主要因素。針對以上情況，有必要設計一種新型的緩沖除塵裝置，用來解決帶式輸送機落煤點的除塵及緩沖沖擊問題[1-6]。

2 帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置的設計

2.1 結構分析

以云岡礦井下DSJ140/250/4×500 型可伸縮帶式輸送機為對象，針對性地設計了一種新型井下煤礦運輸帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置，其目的在于：（1）可以除去煤礦物料運輸過程中產生的大量煤塵；（2）緩解落煤點的沖擊壓力，減輕下級輸送皮帶的損傷。該裝置的整體結構如圖1、圖2，主要包括緩沖滑梯、集塵通道、減震滑道、支撐柱、除塵機構等部件。

圖1 煤礦帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置的結構示意圖

從圖1 可知，裝置的上、下級輸送帶之間設置有傾斜狀態的緩沖滑梯，緩沖滑梯上半部分與下半部分傾斜度不同，上半部分傾斜度略大于下半部分。緩沖滑梯的下端對應處于下級輸送帶進料端的上方，而其上端對應處于上級輸送帶出料端的下方。

圖2 緩沖滑梯和集塵通道的截面圖

當煤料從上級輸送帶掉落至緩沖滑梯時，經緩沖滑梯的緩沖過程可以減小煤料的沖擊速度，緩沖滑梯下半部分在設計上其傾斜度更小，從而進一步減小了煤料的下落時速度，有效緩沖對下級輸送帶的沖擊損傷。

在緩沖滑梯的滑道上設置有減震滑道，其下表面與緩沖滑梯滑道通過彈簧連接，彈簧的設計能夠減小煤料的沖擊作用，有效減小煤料之間的撞擊，從而有效降低煤塵的產生量。在減震滑道設計中，表面采用高錳耐磨鋼板，可以起到物料在減震滑道中降低速度的作用，同時延長部件使用壽命。

該裝置中，緩沖滑梯與集塵通道組成一個管狀空間，集塵通道布置在上、下級輸送帶的外側，集塵通道通過除塵管與除塵機構進行連接。除塵機構中，除塵橫管的兩端分別連接除塵管與抽風泵，在除塵橫管內壁安裝的多個霧化噴頭進行降塵作業，廢水流入到廢水收集箱內。

除塵橫管內設置有多條豎直擋板，將除塵內部空間隔擋為曲折的通道，最大程度地起到有效清理煤塵的作用。通過廢水收集箱內中部的過濾板對廢水過濾，實現對廢水的重復利用，節能降耗效果顯著。

2.2 裝置特點分析

（1）帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置中緩沖滑梯、減震滑道等設計布置，有效起到減小煤料的下落時速度，有效緩沖對下級輸送帶的沖擊損傷的作用，同時減少沖擊過程中粉塵的產生。

（2）裝置中螺旋形緩沖滑梯的設置能夠減少空間的占用，緩沖力度大。

（3）裝置中集塵通道與緩沖滑梯管狀空間的設置可避免粉塵漂浮在運輸帶式輸送機附近，粉塵可以經除塵機構進行除塵。

（4）裝置中煤塵經抽風泵進入橫管后，使用霧化噴頭進行降塵處理，廢水可重復利用。

3 實踐應用及效果分析

3.1 實踐應用

帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置完成設計后，由同煤集團機電開發公司煤機修理廠進行制作生產。裝置在云岡礦11-1#層311 盤區81125 工作面井下DSJ140/250/4×500 型可伸縮帶式輸送機之間進行了安裝調試，并進行工業性試驗，同時在帶式輸送機機頭、機尾相應位置安裝粉塵濃度傳感器，通過RS485 接口按入監控分站后，可在線對帶式輸送機區域內粉塵濃度數據進行實時監測。

3.2 效果分析

在DSJ140/250/4×500 型帶式輸送機與下級帶式輸送機之間安裝帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置后，有效地解決了落煤點是井下運輸過程中煤塵產生及沖擊擴散關鍵污染點的問題，同時對在機巷內產生的大量煤塵進行除塵處理，帶式輸送機運輸區域環境得到了極大的改善。測點布置在落煤點下風側5 m 處作業人員通行位置，在線監測數據及除塵效率見表1。

表1 粉塵濃度在線監測結果情況表

從監測結果可知，在落煤點下風側5 m 處位置，總粉塵濃度從390.7 mg/m3下降至18.7 mg/m3，除塵效率達到95.2%，呼吸性粉塵濃度從85.6 mg/m3下降至8.4 mg/m3，除塵效率達到90.2%，除塵效果理想，有效解決了帶式輸送機運輸區域的粉塵濃度污染問題。

帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置的應用，基于緩沖滑梯對下落的煤料進行的緩沖作用，下級帶式輸送機沒有因落煤問題造成砸壞和沖擊損傷的問題出現，帶式輸送機設備使用壽命大幅度增加。

4 總結

針對煤礦井下帶式輸送機作業中存在的煤塵污染和輸送帶損傷問題，設計了帶式輸送機落煤點緩沖除塵裝置。該裝置在云岡礦11-1#層311 盤區81125 工作面井下DSJ140/250/4×500 型可伸縮帶式輸送機之間進行了工業性試驗，實踐應用效果理想，有效解決了帶式輸送機運輸區域的粉塵濃度污染問題及下級帶式輸送機因落煤問題造成砸壞和沖擊損傷的問題。