孫偉

摘 要：煤塵治理，預(yù)防煤塵的危害始終是煤礦企業(yè)的重點(diǎn)工作。本文從工作原理、關(guān)鍵部件、除塵效果、投資費(fèi)用等方面對2套系統(tǒng)進(jìn)行對比，認(rèn)為綜采工作面負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)優(yōu)于自動(dòng)噴霧系統(tǒng)，用水量較少、除塵效果好、投資費(fèi)用低、系統(tǒng)簡單、易維護(hù)，是一種更好的綜采工作面除塵系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：煤塵；綜采工作面；負(fù)壓誘導(dǎo)；除塵系統(tǒng)

0.引言

隨著機(jī)械化水平的不斷提高，礦業(yè)工程的綜采工作面的產(chǎn)塵量越來越大，工作場所粉塵濃度居高不下，嚴(yán)重危害了職工的身心健康，礦井安全生產(chǎn)存在重大隱患。傳統(tǒng)綜采工作面除塵系統(tǒng)主要采用支架自動(dòng)噴霧系統(tǒng)和負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)，自動(dòng)噴霧系統(tǒng)在使用過程中存在噴嘴易堵塞，紅外線發(fā)射器，接受器工作性能不穩(wěn)定，維護(hù)工作量大，維護(hù)費(fèi)用高，噴霧霧化效果不好，采煤機(jī)司機(jī)工作服易潮濕等缺點(diǎn)。鑒于以上原因，當(dāng)前主流企業(yè)引進(jìn)了綜采工作面負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)，經(jīng)過試用、改進(jìn)、評議，認(rèn)為綜采工作面負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)優(yōu)于自動(dòng)噴霧系統(tǒng)。

1工作原理

1.1負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)

負(fù)壓誘導(dǎo)除塵原理如下：煤礦用單螺桿式空壓機(jī)（型號為MOGF-3.8/7G，排氣量3.8m；/min，氣壓<0.7MPa，電機(jī)22kW，供電電壓660V）提供氣源，反沖洗水過濾器（過濾能力2m/h，過濾精度為125，m，過濾后的水壓力<0.1MPa）提供過濾水源。經(jīng)過加壓后的空氣與過濾后的水，通過DN25的2根膠管，供給噴嘴，支架每隔10架安設(shè)1組噴嘴。共安設(shè)18道噴霧，各噴霧之間采用并聯(lián)，關(guān)掉其中一組噴霧不影響其它噴霧使用。支架架間通過DN25變DN13的三通連接，用DN13的膠管引到支架頂梁，支架頂梁安設(shè)了1組噴霧，每組4個(gè)噴嘴，支架上的球閥依靠人土開關(guān)，實(shí)現(xiàn)噴霧除塵。由于采用氣水混合式噴霧，噴頭產(chǎn)生的高速氣霧射流可以在其周圍形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，并產(chǎn)生很大的霧團(tuán)，將帶塵的空氣誘導(dǎo)到霧團(tuán)內(nèi)，將其濕潤后進(jìn)行降塵。

1.2自動(dòng)噴霧系統(tǒng)

自動(dòng)噴霧系統(tǒng)工作原理：過濾后的水經(jīng)泵箱，噴霧泵加壓后供給工作面支架自動(dòng)噴霧和電機(jī)冷卻，噴霧泵流量25.38m3/h，壓力14.3MPa，支架架間噴霧管為DN25，經(jīng)三通、變頭后轉(zhuǎn)化成DN10膠管，安裝到支架頂梁上，支架噴頭布置方式為2組，左右各2個(gè)噴頭共4個(gè)噴霧。采煤機(jī)上安裝了紅外線發(fā)射器，除端頭和過渡架外，其它中間架安裝了紅外線接受器，當(dāng)紅外線接受器接受到采煤機(jī)發(fā)出的信號時(shí)，電磁閥控制先導(dǎo)閥打開，先導(dǎo)閥通過乳化液打開噴霧閥，使采煤機(jī)前后滾筒各2架噴霧除塵。

2關(guān)鍵部件

負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是支架頂梁上安設(shè)的噴嘴，噴嘴可實(shí)現(xiàn)氣、水混合后霧化。

負(fù)壓誘導(dǎo)除塵的噴嘴結(jié)構(gòu)如圖1所示，自動(dòng)噴霧噴嘴結(jié)構(gòu)如圖2所示。

負(fù)壓誘導(dǎo)除塵的噴嘴與自動(dòng)噴霧噴嘴從結(jié)構(gòu)上比較，自動(dòng)噴霧噴嘴結(jié)構(gòu)較簡單，在壓力滿足系統(tǒng)要求的情況時(shí)可以實(shí)現(xiàn)噴嘴功效。但根據(jù)現(xiàn)場使用的實(shí)際看，大量的自動(dòng)噴霧噴嘴在工作時(shí)常常被粉塵堵塞，無法實(shí)現(xiàn)噴霧降塵或效果不是很理想。在液壓系統(tǒng)整體壓力不穩(wěn)定或局部壓力因部件質(zhì)量、配件配合功效不匹配等因素降低而達(dá)不到系統(tǒng)要求壓力時(shí)，噴霧效果急轉(zhuǎn)直下，很多噴霧噴嘴發(fā)射的是水柱而沒有霧化，大大降低了除塵效果。負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)上較自動(dòng)噴霧噴嘴復(fù)雜，但其可以實(shí)現(xiàn)汽水混合的功能，在工作環(huán)境非常惡劣的井下噴嘴不易堵塞，噴霧霧化效果明顯，可以有效進(jìn)行除塵，而其負(fù)壓的汽水混合效果可以更加有效地進(jìn)行除塵并降低工作用水量。

3除塵效果

神東通風(fēng)處、監(jiān)控中心對綜采工作面負(fù)壓誘導(dǎo)除塵的降塵效果進(jìn)行了現(xiàn)場測試對比，具體如下：

（1）測試方法：測試采用濾膜采樣法，分別對無架間噴霧、使用架間自動(dòng)噴霧、使用負(fù)壓誘導(dǎo)除塵設(shè)備噴霧3種情況進(jìn)行了測試。

（2）測點(diǎn)布置：共選擇3個(gè)測點(diǎn)，分別對煤機(jī)下風(fēng)側(cè)第一道噴霧后（測點(diǎn)1），煤機(jī)下風(fēng)側(cè)第四道噴霧后（測點(diǎn)2）、工作面回風(fēng)巷（測點(diǎn)3）

（3）采樣數(shù)量：測定共取樣25個(gè)，有效樣數(shù)20個(gè)。測稱結(jié)果對比見表to

從工作面3個(gè)點(diǎn)的測試可以明顯看出，使用自動(dòng)噴霧和負(fù)壓誘導(dǎo)噴霧可以明顯降低粉塵濃度，而且負(fù)壓誘導(dǎo)的噴霧效果明顯比自動(dòng)噴霧除塵效果好。在測試點(diǎn)1和測試點(diǎn)2處，使用負(fù)壓誘導(dǎo)噴霧可以達(dá)到50%的降塵率，比自動(dòng)噴霧降低了10%。

4費(fèi)用對比

負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)費(fèi)用見表2，自動(dòng)噴霧系統(tǒng)費(fèi)用見表3。

按300m綜采面對比分析，負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)的初期投資約需56.35萬兒，而自動(dòng)噴霧系統(tǒng)投資約需351.20萬元。

5使用負(fù)壓誘導(dǎo)除塵注意事項(xiàng)

（1）配套使用3.8m；/min的空壓機(jī)容量不夠，只能保證同時(shí)一開6組噴霧，當(dāng)打開噴頭較多時(shí)一，支架頂梁末端的噴嘴容易堵塞，霧化效果不好。建議配置300m工作面需要使用6或10m3/min的空壓機(jī)，效果會(huì)更好。

（2）布置風(fēng)管時(shí)一參照支架進(jìn)液管，從機(jī)頭、機(jī)尾兩端頭到中間布置，避免末端壓力不足，影響使用。

6結(jié)語

通過對比分析，綜采工作面負(fù)壓誘導(dǎo)除塵系統(tǒng)用水量較少、除塵效果好、投資費(fèi)用低、系統(tǒng)簡單、易維護(hù)，較傳統(tǒng)的自動(dòng)噴霧系統(tǒng)是一種更好的綜采工作面除塵系統(tǒng)，值得推少一使用。

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