郭振華

摘要：風(fēng)動霧化器能夠改善煤炭行業(yè)作業(yè)環(huán)境，提高采掘效率，降低職業(yè)病，對煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)具有深刻的意義。本文通過對掘進(jìn)無塵化中風(fēng)動霧化器進(jìn)行闡述，為風(fēng)動霧化器的推廣和使用奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)動霧化器創(chuàng)新無塵化

1 立項背景

云岡礦機(jī)四隊施工的12#層410盤區(qū)51021巷設(shè)計走向長度為600m（12#層510輔回起），傾斜長為60m。煤層賦存穩(wěn)定，傾角變化不大，掘進(jìn)時，巷道坡度隨煤層頂板變化而變化。51021巷為81021工作面回風(fēng)及運(yùn)料順槽，服務(wù)期限為4個月。51021巷掘進(jìn)范圍地面位置位于四道溝以西的山坡上，北底南高。工作面井下位置南部為510輔回、410皮、410軌三條盤區(qū)巷，西部為81011工作面采空區(qū)巷，東部為81009工作面采空區(qū)，北部接近402石門。煤層厚度平均為4.54m，煤層傾角平均為5°，煤層硬度為3，煤的自燃傾向為1級，煤塵具有爆炸性；老頂為灰白色中細(xì)砂巖，水平層理，含礦物質(zhì)，平均厚度4.74m；直接頂為深灰色粉細(xì)砂巖，含植物根莖化石，膠結(jié)松軟，平均厚度1.38m；直接底為灰色細(xì)砂巖與砂質(zhì)頁巖互層，平均厚度3.36m。

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根據(jù)機(jī)六隊地質(zhì)狀況及巷道斷面尺寸，礦領(lǐng)導(dǎo)決定在進(jìn)一步改善掘進(jìn)巷道的綜合防塵的基礎(chǔ)上調(diào)研掘進(jìn)效率與綜合防塵的關(guān)系，為此，在51021巷上馬了一套風(fēng)動霧化器，實地考察在綜合防塵有效改善的情況下，機(jī)掘進(jìn)尺能否提高的實踐。

2 成果內(nèi)容及創(chuàng)新點

掘進(jìn)巷采取的綜合防塵措施：堅持風(fēng)（通風(fēng)防塵）、水（濕式作業(yè)）、密（密閉塵源）、護(hù)（個體防護(hù)）、革（技術(shù)革新）、管（科學(xué)管理）、教（宣傳教育）、查（定期檢查）。

51021巷綜合防塵圖如下：

2.1 通風(fēng)防塵上：按風(fēng)速驗算

煤巷掘進(jìn)最低風(fēng)量Qmin≥60×0.25×S掘（m3/min）

式中：S掘—掘進(jìn)巷工作面的斷面積10.725m2

S51021=10.725m2

Q≥60×0.25S掘（m3/min）

Qmin51015≥60×0.25×10.725=160.9（m3/min）

煤巷掘進(jìn)最高風(fēng)量Qmax≤60×4S掘（m3/min）

Qmax51015≤60×4×10.725=2574（m3/min）

根據(jù)以上計算51021所需風(fēng)量均為200m3/min，加上漏風(fēng)為200×1.35=270（m3/min）（600m長的巷風(fēng)量比為1.35），而2×15KW對旋式風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量為280-420m3/min，

故選用選2×15KW對旋風(fēng)機(jī)配合φ800mm的阻燃風(fēng)筒為51021巷供風(fēng)。

全風(fēng)壓配風(fēng)量：局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口至工作面回風(fēng)繞道之間的風(fēng)速不小于0.25m/s，以防止局部通風(fēng)機(jī)吸入循環(huán)風(fēng)及該段巷道出現(xiàn)微風(fēng)。

Q=Q局I+60×0.25S（m3/min）

式中 Q——工作面實際需要全風(fēng)壓配風(fēng)量，m3/min

Q局——工作面局部通風(fēng)機(jī)的實際吸風(fēng)量，開一級取280m3/min，開兩級取420m3/min（通風(fēng)區(qū)提供）

I——掘進(jìn)工作面同時通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺數(shù)，I=1

S——掘進(jìn)巷道斷面積S51021=10.725m2

代入數(shù)據(jù)得：前期Q51021=280×1+60×0.25×10.725=440.9（m3/min）

后期Q51021=420×1+60×0.25×10.725=580.9（m3/min）

根據(jù)以上計算51021所需全風(fēng)壓配風(fēng)量為440.9-

580.9m3/min，根據(jù)現(xiàn)場測定，以上風(fēng)量可稀釋掘進(jìn)后產(chǎn)生的氣體；在巷道掘進(jìn)的初期階段開啟一級，巷道掘進(jìn)的后期階段兩級全部開啟；開啟第二級的具體時間由通風(fēng)部門根據(jù)工作面風(fēng)量及有害氣體情況確定，開啟的具體操作由通風(fēng)部門指導(dǎo)，防止風(fēng)筒脫節(jié)；掘進(jìn)期間由通風(fēng)部門實測風(fēng)量，當(dāng)不能滿足供風(fēng)需求時，及時采取措施。

2.2 濕式作業(yè)

割煤過程中，機(jī)組EBZ-230上配備內(nèi)外噴霧裝置灑水，其中內(nèi)外噴霧壓力均為4MPa；中心槽刮板機(jī)及轉(zhuǎn)載機(jī)噴霧灑水；距工作面迎頭50米、51021巷回風(fēng)口100米處水幕灑水；皮帶頭灑水等，與機(jī)組割煤中同步降塵。

2.3 密閉塵源

巷道內(nèi)使用永久灑水捕塵網(wǎng)對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤塵進(jìn)行除塵。

2.4 個體防護(hù)

巷內(nèi)施工人員在生產(chǎn)過程中配戴防塵口罩進(jìn)行個體防護(hù)。

2.5 技術(shù)革新

為了進(jìn)一步將生產(chǎn)中產(chǎn)生的煤塵進(jìn)行密閉和除塵，我礦配套使用了一套風(fēng)動霧化器裝置。

2.5.1 風(fēng)動霧化器示意圖如下：

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2.5.2 風(fēng)動霧化器技術(shù)參數(shù)如下：

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2.5.3 安裝位置：吊裝在距工作面12米的頂板上，風(fēng)動霧化器距頂板0.3米，水平吊掛，出霧口朝向工作面。

2.5.4 提供風(fēng)動霧化器的風(fēng)、水壓系統(tǒng)。壓風(fēng)系統(tǒng)：①工作面使用的壓風(fēng)，來自南1030巷9#層空壓機(jī)站，其供風(fēng)管路系統(tǒng)為：1030巷9#層空壓機(jī)站-五暗斜井-12#層510回-12#層410皮-51021工作面。

要求迎頭風(fēng)壓不小于4MPa。

②盤區(qū)安裝空壓機(jī)后，直接經(jīng)410軌供至工作面。

供水系統(tǒng)：地面靜壓水庫-南翼風(fēng)井-12#層508回-12#層410皮-12#層51021巷-工作面。

2.5.5 使用效果：當(dāng)機(jī)組割煤時，開啟風(fēng)動霧化器后，在巷道工作面12米范圍內(nèi)形成全斷面壓力霧化區(qū)，割煤過程中產(chǎn)生的煤塵與水霧凝聚和附著成大塵粒后，在重力作用下迅速下落，達(dá)到除塵目的，從使用效果來看，割煤過程中約80%的煤塵被除掉，同時，工作面施工人員衣服也沒有被打濕，除塵效果非常明顯，極大地改變了施工作業(yè)環(huán)境。

2.6 管（科學(xué)管理）、教（宣傳教育）、查（定期檢查）

在巷道施工過程中，還通過職能科室的科學(xué)管理、宣傳教育、定期檢查，進(jìn)一步在綜合防塵中取得了效果。

創(chuàng)新點：

①克服了傳統(tǒng)的除塵模式，改靜態(tài)除塵為動態(tài)除塵。

②防塵模式由水簾式——水幕式——霧化式轉(zhuǎn)化，科學(xué)而且有效地達(dá)到了掘進(jìn)無塵化的理想模式，為人性化管理和施工創(chuàng)造了條件。

③大幅度降低塵矽病的發(fā)生率，保障施工人員的健康，延長井下作業(yè)人員的工作年限，同時增加施工中的有效作業(yè)時間。

④通過改變施工作業(yè)環(huán)境后，掘進(jìn)效率明顯提高，月進(jìn)尺達(dá)到了600米，創(chuàng)造了我礦掘進(jìn)史上的一個好成績。

⑤進(jìn)一步在風(fēng)井進(jìn)風(fēng)口、綜采、掘進(jìn)、運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點等配套使用風(fēng)動霧化器，可有效改善全礦井的工作環(huán)境，必定在全礦井綜合防塵上取得可喜成績。

3 經(jīng)濟(jì)社會效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

3.1.1 單進(jìn)提高：機(jī)掘使用風(fēng)動霧化器后，月單進(jìn)提高到600米，推廣到全礦所有18個工掘隊組后，如果每隊月單進(jìn)平均提高50米，那么18個隊每月總進(jìn)尺可提升900米，全年可多掘約9000米，增加回采儲量90萬噸，年效益達(dá)9000萬元。

3.1.2 通過使用風(fēng)動霧化器后，工作面的環(huán)境改善后，井下作業(yè)人員職業(yè)病發(fā)病率按每年全礦塵肺發(fā)病率5個計算，每年每個塵肺退休人員的工資為5萬元計，加上每個人若不退休可為企業(yè)產(chǎn)生5萬元效益計算，每年可為企業(yè)產(chǎn)生約50萬元的效益。

3.2 社會效益

井下作業(yè)環(huán)境的改善，礦井職業(yè)病的發(fā)病率降低，產(chǎn)生的社會效益將更大。

4 總體性能指標(biāo)

與集團(tuán)公司其他單位比較，我礦的風(fēng)動霧化器均屬較先進(jìn)，對提升全礦綜合防塵方面有較大作用。

5 推廣前景

推廣使用風(fēng)動霧化器后，對提升煤炭行業(yè)作業(yè)環(huán)境、采掘效率、降低職業(yè)病的發(fā)生等均產(chǎn)生長遠(yuǎn)而深刻的影響，其社會經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。

6 經(jīng)濟(jì)社會效益證明

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

①單進(jìn)提高：機(jī)掘使用風(fēng)動霧化器后，月單進(jìn)提高到600米，推廣到全礦所有18個工掘隊組后，如果每隊月單進(jìn)平均提高50米，那么18個隊每月總進(jìn)尺可提升900米，全年可多掘約9000米，增加回采儲量90萬噸，年效益達(dá)9000萬元。

②通過使用風(fēng)動霧化器后，工作面的環(huán)境改善后，井下作業(yè)人員職業(yè)病發(fā)病率按每年全礦塵肺發(fā)病率5個計算，每年每個塵肺退休人員的工資為5萬元計，加上每個人若不退休可為企業(yè)產(chǎn)生5萬元效益計算，每年可為企業(yè)產(chǎn)生約50萬元的效益。

6.2 社會效益

井下作業(yè)環(huán)境的改善，礦井職業(yè)病的發(fā)病率降低，產(chǎn)生的社會效益將更大。

參考文獻(xiàn)：

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