李在永 ，吳 昊 ，劉柄蘊(yùn)

1.沈陽(yáng)萬(wàn)益安全科技有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015

2.重慶市城市建設(shè)管理學(xué)校，重慶 401147

某礦業(yè)公司在擴(kuò)建工程中，為了趕工期而進(jìn)行一系列的連續(xù)作業(yè)，因此,在井下產(chǎn)生了大量的塵埃。該公司在非煤礦山第一次使用巷道掘進(jìn)機(jī)，主要用于中段巷道的掘進(jìn)，然而在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)塵量相當(dāng)高，由于傳統(tǒng)的一些防塵技術(shù)不能有效地減少和抑制粉塵的產(chǎn)生，其結(jié)果是工人們的可視距離小，生產(chǎn)也是時(shí)斷時(shí)續(xù)，從而嚴(yán)重地制約了掘進(jìn)機(jī)的有效性。見(jiàn)于此，筆者建議采用高壓水流的霧化降塵技術(shù)和高效濕式的除塵技術(shù)，從源頭上改善工人們的作業(yè)環(huán)境，讓掘進(jìn)機(jī)真正發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，從而進(jìn)一步地提高井巷的掘進(jìn)效率。

1 掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)塵量與產(chǎn)塵的特點(diǎn)

1.1 掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)塵量

在掘進(jìn)機(jī)開(kāi)始使用的時(shí)候，作業(yè)面有效距離分別為20m、15m、5m時(shí)的測(cè)定結(jié)果為：呼吸性粉塵4.8mg/m3、6.7mg/m3、7.8mg/m3，產(chǎn)生的總塵埃量分別為 51mg/m3、66mg/m3、169mg/m3，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家所規(guī)定的礦山粉塵的具體標(biāo)準(zhǔn)值10mg/m3和2mg/m3。

1.2 掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)塵特點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察發(fā)現(xiàn)，引發(fā)產(chǎn)塵量多少與粉塵濃度變化的因素主要是懸臂的位置、巖石的性質(zhì)、切割頭力學(xué)參數(shù)、噴霧灑水強(qiáng)度以及切割頭距底板工作高度等。所有的粉塵在工程項(xiàng)目的工作面上都是以不均勻的形態(tài)所分布，主要是以氣浪狀和注射狀為主，散發(fā)進(jìn)大氣從而彌漫和充斥這整個(gè)工作面。在無(wú)風(fēng)的情況下進(jìn)行作業(yè)，其所產(chǎn)生的含塵氣流，以平均速度0.5m～1.0 m/s向外噴射，若不能進(jìn)行有效的處理，該氣流就可能會(huì)導(dǎo)致作業(yè)人員在短時(shí)間內(nèi)窒息，司機(jī)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間處于混濁氣流之中，無(wú)法準(zhǔn)確地操縱設(shè)備，所以嚴(yán)重地影響了掘進(jìn)機(jī)的有效工作效率。

2 掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)塵治理

2.1 井下常用綜合防塵措施

通常情況下，井下綜合防塵措施一般分為：濕式作業(yè)、通風(fēng)除塵、密閉抽塵、個(gè)體防護(hù)、凈化風(fēng)流等，不過(guò)這些措施在特殊情況下除塵效果并不明顯。結(jié)合掘進(jìn)機(jī)在工作中所具體產(chǎn)生的粉塵特點(diǎn)，尤其是切割上部巖面時(shí)，產(chǎn)生的粉塵量會(huì)更大，向四周擴(kuò)散的速度也比較大，結(jié)合這一特點(diǎn)，我們才提出采用高壓水流的霧化降塵技術(shù)和高效濕式的除塵技術(shù)。

2.2 高速高霧化水霧流降塵技術(shù)

1）高速高霧化水霧流系統(tǒng)主要是由高壓泵、過(guò)濾裝置、噴霧裝置與電控裝置所組成

2）技術(shù)參數(shù)的選用

（1）高壓泵

參照高壓噴嘴霧化水壓的具體要求，通常都是采用BP25/12裝置的噴霧泵；

（2）噴霧裝置

噴霧裝置的合理設(shè)計(jì)是提高噴霧降塵效果的前提保障，應(yīng)該充分依據(jù)掘進(jìn)機(jī)自身的噴霧系統(tǒng)特點(diǎn)，選用適合其發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)的裝備設(shè)置。實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)置8個(gè)高壓噴霧降塵噴嘴效果最佳，讓設(shè)備噴霧覆蓋整個(gè)截割頭，這樣就能減緩粉塵量的增加同時(shí)還能阻止粉塵迅速外流。門(mén)字結(jié)構(gòu)的噴霧裝置上，最好兩邊都焊接兩個(gè)傾角15°的噴嘴，確保噴霧角度，才能有效地覆蓋整個(gè)掘進(jìn)機(jī)的截割頭，這樣既減少了水霧對(duì)司機(jī)視野的影響還確保了最佳的噴霧效果；

（3）過(guò)濾裝置

不能忽視水路系統(tǒng)中的雜質(zhì)給高壓泵所帶來(lái)的噴嘴的堵塞和破壞，所以一定要在供水管路的系統(tǒng)上安置一個(gè)可以自動(dòng)反復(fù)沖洗過(guò)濾的過(guò)濾裝置，技術(shù)參數(shù)：適用水壓≤4MPa，過(guò)濾能力≥200L/min，過(guò)濾精度≤10μm；

（4）電控系統(tǒng)

參考掘進(jìn)機(jī)的備用錨桿鉆機(jī)的實(shí)際電控系統(tǒng)容量，要根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況，進(jìn)行重新的選用檢測(cè)的電流變送器的測(cè)量范圍、精度；

（5）供水管路

通過(guò)對(duì)掘進(jìn)機(jī)自身的供水管路的改進(jìn)和處理，通常會(huì)使用冷卻系統(tǒng)用水，一條引到高壓泵供噴霧系統(tǒng)使用，另一條為濕式除塵風(fēng)機(jī)使用，這樣不但能實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的冷卻水的最少量，還能實(shí)現(xiàn)濕式噴霧除塵用水和除塵風(fēng)機(jī)用水的需要。

2.3 高效濕式就地凈化除塵處理技術(shù)

掘進(jìn)機(jī)工作的時(shí)候選用傳統(tǒng)的局部壓入式進(jìn)行通風(fēng)，風(fēng)機(jī)就能將新鮮氣流直接引入到工作面上，同時(shí)還形成了對(duì)操作工人的罩射，這樣解決了操作人員的通風(fēng)防塵問(wèn)題，但是還是有大量的含塵氣體依然是通過(guò)新風(fēng)的稀釋和粉塵的高霧水的雙重影響而沉降，對(duì)巷道里的通風(fēng)和防塵效果都比較有限，不能從根本上解決工人們的防塵要求。

2.3.1 濕式振弦除塵風(fēng)機(jī)的選用

通常情況下，除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量越大，粉塵濃度的沉降就會(huì)越有效果。所以，通過(guò)不斷地加大循環(huán)風(fēng)量，可以有效地提高除塵風(fēng)機(jī)的降塵效率，有利于工作面的快速通風(fēng)。在實(shí)際工作中，因?yàn)榫蜻M(jìn)機(jī)主要是用在紅頁(yè)巖中掘進(jìn)中，加上巷道斷面尺寸大，會(huì)選用“KCS-4088ZZ”礦用濕式振弦除塵風(fēng)機(jī)。

2.3.2 凈化除塵效果

掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)能夠清楚地看到含塵氣流被吸入濕式除塵風(fēng)機(jī)口，經(jīng)除塵處理之后，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的含塵量就會(huì)明顯的降低，巷道的能見(jiàn)度得到進(jìn)一步的提高，從而大大減少了粉塵擴(kuò)散對(duì)巷道造成的二次污染；作業(yè)面在工作2min～3min以后，還是清晰可見(jiàn)得，從而確保了作業(yè)面的安全監(jiān)護(hù)，通過(guò)凈化除塵之后工人們的作業(yè)環(huán)境得到有效的改善。經(jīng)多次測(cè)試，除塵風(fēng)機(jī)出口處的粉塵濃度約為4mg/m3，掘進(jìn)機(jī)工人處的風(fēng)流經(jīng)新風(fēng)稀釋之后，粉塵濃度也降到了2.71mg/m3，再經(jīng)過(guò)一系列的個(gè)體防護(hù)，粉塵濃度就完全可以達(dá)到國(guó)家安全要求。

3 結(jié)論

通過(guò)采用高效濕式就地凈化除塵處理技術(shù)和高速高霧化水霧流降塵技術(shù)后，掘進(jìn)機(jī)作業(yè)面粉塵濃度經(jīng)國(guó)家環(huán)保部門(mén)的監(jiān)測(cè)和測(cè)量，掘進(jìn)機(jī)使用時(shí)測(cè)點(diǎn)距作業(yè)面距離分別為20m、15m、5m，測(cè)定的粉塵濃度依次為：1.8mg/m3、1.6mg/m3、2.0mg/m3，總塵分別為8.2mg/m3、9.7 mg/m3、9.2mg/m3，達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的礦山粉塵標(biāo)準(zhǔn)。

[1]茅承覺(jué).我國(guó)傘斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(TBM)發(fā)展的回顧與思考[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)管理，2008，5：81-84.

[2]徐明生，姚金蕊，等.懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的選型研究[J].采礦技術(shù)，2008，8(2)：62-63.