干式除塵風機在煤礦井下巷道掘進粉塵治理中的應用

李旺旺

(山西焦煤汾西礦業 宜興煤業，山西 孝義 032300)

粉塵不僅會增加井下機電設備磨耗、惡化井下環境，而且還會危害井下作業人員的身體健康[1-2]。現階段煤礦井下常用的粉塵治理措施包括煤層注水、噴霧降塵、泡沫抑塵以及除塵風機降塵等措施，不同的除塵技術有其自身的特點及適用性[3-5]。隨著礦井機械化程度的不斷提升，煤礦井下巷道掘進多采用綜掘方式，具有掘進效率高、勞動強度低等優點，但是也會增加掘進迎頭粉塵的濃度[6]。為此，文中提出采用干式除塵風機對掘進巷道迎頭粉塵進行治理，以便改善掘進巷道環境質量并提升巷道綜合掘進效率。

1 工程概況

山西某礦生產產能為280萬t/a，為提高礦井巷道的綜合掘進效率，礦井于2019年11月引進了EBZ318(H)掘進機。1506掘進巷道斷面為矩型(凈面積15 m2)，沿著3號煤層頂板泥巖掘進，設計掘進長度為1 560 m。巷道采用型號FBDYNo6.3/2×30 kW局部通風機，配套的風筒直徑為800 mm，實測掘進迎頭位置風量約為580 m3/min。

在巷道掘進過程中，由于截割巖層堅硬，加之掘進機推進速度較快，從而導致掘進迎頭粉塵濃度較高。巷道掘進過程中產生的粉塵有下述特點:

1) 在掘進機破巖掘進期間迎頭位置粉塵濃度較高；

2) 掘進迎頭粉塵隨風流運移距離遠，掘進迎頭位置環境惡劣，現場能見度較低；

3) 粉塵容易積聚且在短時間內無法沉降；

4) 鉆孔施工、膠帶運輸、掘進機破巖以及錨桿施工等環節產塵點多。為改善掘進迎頭環境質量并實現粉塵有效治理，提出采用干式除塵風機進行降塵。

2 干式除塵風機現場應用

2.1 干式除塵風機選型及現場布置

現場測定掘進迎頭風量約為580 m3/min，考慮到除塵本體以及通風風筒阻力，選擇采用型號KCG-600D干式除塵風機，該風機額定處理含塵氣體量為600 m3/min，處理量與掘進迎頭風量相匹配，可滿足巷道除塵需要。KCG-600D干式除塵風機結構包括除塵器本體、風筒、風機及風道等；除塵器本體長、寬、高分別為7.15 m、1.36 m、1.2 m，重量2.28 t，結構包括噴吹系統、箱體、集灰卸灰裝置、控制裝置以及清灰系統等，配備的風機型號為FBCDNo.8.0/2×45。將負壓風筒懸掛到巷道頂板上，以降低風筒對綜掘機、破碎機等的影響。具體除塵風機現場布置情況見圖1所示。

圖1 干式除塵風機現場布置示意

2.2 干式除塵風機技術優勢

除塵風機在能耗、維護、除塵效率等方面均表現出顯著優勢。而干式除塵風機現場使用過程中不使用水，因而不需要水處理設備以及排水設備，在省電、省水方面表現出更為顯著的優勢，同時不會導致積水弱化圍巖問題；干式除塵風機便于保養維護、清灰簡單、控制操作便捷；干式除塵風機使用范圍廣，對于疏水性、親水性粉塵均有較好的處理效果，可滿足煤礦井下煤巷、巖巷、半煤巖巷道粉塵治理需求，除塵本體有效除塵率可達99.5%以上，處理后排出的氣體含塵量控制在4 mg/m3以內，從而使得整個巷道環境更為清潔，視覺通透。

2.3 干式除塵風機現場維護措施

1) 在巷道掘進時應率先開啟轉載點噴霧，后依次啟動綜掘機噴霧以及干式除塵風機，現場作業人員佩戴好口罩等防護設備后方可開動鉆機施工；轉載機停止工作后按照規定關閉除塵風機，確保巷道可正常通風。

2) 停機后每天都要及時清理除塵風機內部粉塵，每周清理1次排污斗內部粉塵，確保排污斗內部無淤泥。每天均應檢查振弦過濾板，當發現振弦斷絲情況超過標準規定時則應更新記錄；每周清理1次振弦過濾板。

3) 在干式除塵風機現場應用過程中避免重物砸壞葉輪、金屬外殼；定期檢查風機電動機，分析轉動聲音以及轉動溫度是否正常。

4) 將除塵風機壓縮空氣壓力保持在0.5～0.7 MPa，檢查電纜、通風管路等懸掛是否可靠。

3 干式除塵風機現場應用效果

為提高粉塵治理效果，將1506掘進巷壓風入口設置在距離掘進迎頭15 m位置，干式除塵風機進口距離掘進迎頭5～6 m。在巷道內使用除塵風機后，掘進迎頭環境質量得以顯著改善，可為現場作業人員提供相對良好的工作環境。掘進迎頭正常供風量為582 m3/min，干式除塵風機進風量為480 m3/min。現場監測發現掘進迎頭粉塵濃度降幅可達97%以上，具體除塵風機應用前后粉塵濃度監測結果見表1，應用現場見圖2。

表1 干式除塵風機應用前后粉塵濃度測定結果

圖2 干式除塵風機應用現場

4 結 語

1) 綜掘雖然可顯著提升巷道掘進效率，緩解礦井采掘接替緊張局面，但是由于掘進速度快，在破煤巖、轉載及運輸過程中容易產生大量粉塵，而采用傳統的噴霧降塵方式難以滿足高效治理粉塵的需要。干式除塵風機具有高效、可靠以及節水等優點，可滿足煤礦井下煤巖巷除塵需要。

2) 山西某礦引進EBZ318(H)掘進機，并采用干式除塵風機進行粉塵治理。現場應用后，巷道綜掘司機以及干式除塵風機排風口后20 m位置粉塵濃度均控制在7.9 mg/m3、5.2 mg/m3以內，綜合除塵效率達97%以上，為巷道高效安全掘進創造了良好條件。