邵光磊 唐耀勇 劉煥石

(兗礦集團(tuán)公司楊村煤礦 山東 兗州 272118)

半煤巖機(jī)掘工作面綜合防塵體系構(gòu)建

邵光磊 唐耀勇 劉煥石

(兗礦集團(tuán)公司楊村煤礦 山東 兗州 272118)

隨著掘進(jìn)工作面生產(chǎn)現(xiàn)場綜合機(jī)械化程度的不斷提高，楊村煤礦半煤巖巷道掘進(jìn)方式逐漸由炮掘改為綜掘機(jī)掘進(jìn)，顯著的提高了掘進(jìn)效率，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，但是也帶來了新的問題：半煤巖機(jī)掘過程中，產(chǎn)塵量增大，尤其巖塵濃度很高，對職工身心健康造成威脅。為了解決上述問題，我礦以10602下巷半煤巖機(jī)掘巷道作為試點(diǎn)，分別針對迎頭、轉(zhuǎn)載點(diǎn)以及回風(fēng)巷道三個(gè)位置進(jìn)行治理，形成了了半煤巖機(jī)掘工作面迎頭以除塵為主、轉(zhuǎn)載點(diǎn)以控塵為主、回風(fēng)巷道以捕塵為主的綜合防塵體系，有效的降低了半煤巖機(jī)掘巷道的粉塵濃度。

1 10602工作面概況

該面位于十采區(qū)軌道下山右側(cè)，煤層厚度變化為1.10～1.40m，平均1.27m，以亮煤為主，含少量黃鐵礦結(jié)核，煤層直接頂板為十下灰?guī)r，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，充填方解石脈，f=4.0～5.0；煤層直接底為鋁質(zhì)泥巖,淺灰色，破碎，f=1.5。煤層爆炸指數(shù)為44.33%，為不易自燃煤層。

2 半煤巖機(jī)掘工作面綜合防塵體系

2.1 迎頭除塵系統(tǒng)

迎頭除塵系統(tǒng)采用了迎頭負(fù)壓空氣幕除塵及高效除塵風(fēng)機(jī)除塵方法。

2.1.1 迎頭負(fù)壓空氣幕除塵技術(shù)

迎頭負(fù)壓空氣幕除塵是在長壓短抽式通風(fēng)除塵的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。具體做法是：采用大功率除塵器，吸風(fēng)量大于局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量，且除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)筒出口比柔性風(fēng)筒距迎頭近，在風(fēng)筒出口安設(shè)袋式網(wǎng)狀柔性風(fēng)筒，此風(fēng)筒由細(xì)鋼絲網(wǎng)組成，出口留有一直徑0.15mm的孔向迎頭送風(fēng)，大部分風(fēng)流通過四周的鋼絲網(wǎng)排出，形成一個(gè)封閉迎頭的全斷面風(fēng)幕。生產(chǎn)期間，局部通風(fēng)機(jī)通過柔性風(fēng)筒向四周送風(fēng)，在除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)作用下，在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)前方形成一個(gè)向迎頭移動(dòng)的全斷面負(fù)壓風(fēng)空氣屏幕，將掘進(jìn)期間產(chǎn)生的粉塵封閉在截割區(qū)域，并不斷地被吸入除塵器的負(fù)壓風(fēng)筒，進(jìn)入除塵風(fēng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行除塵，從而保證迎頭含塵空氣不會(huì)向巷道內(nèi)擴(kuò)散，并且保障了綜掘機(jī)司機(jī)的身體健康。

2.1.2 高效除塵風(fēng)機(jī)除塵技術(shù)

結(jié)合楊村煤礦半煤巖機(jī)掘的特點(diǎn)，經(jīng)過對國內(nèi)外各類防塵設(shè)備的調(diào)研，我們選用了贏盛科技開發(fā)有限公司開發(fā)生產(chǎn)的kcs-450L礦用通風(fēng)濕式除塵器，其主要性能及特點(diǎn)：

①該除塵器設(shè)備較低較窄，能適應(yīng)狹窄的半煤巖巷道。②使用抽出式對旋軸流風(fēng)機(jī)為主風(fēng)機(jī)，處理風(fēng)量大，能在粉塵或瓦斯?jié)舛容^高的地點(diǎn)工作，使用安全可靠。

③該除塵器主要采用水做凈化液，對環(huán)境不會(huì)造成二次污染。

④該除塵器對過濾網(wǎng)具有一定的沖洗功能，可有效地延長過濾網(wǎng)沖洗的間隔時(shí)間，降低操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度，適合于粉塵較大的場合。

⑤自行研制的多孔進(jìn)水噴嘴霧化程度高，噴射力度強(qiáng)，霧化效果好，不易堵塞，用水量少。

2.2 轉(zhuǎn)載點(diǎn)控塵系統(tǒng)

煤礦井下各轉(zhuǎn)載點(diǎn)落煤產(chǎn)生的粉塵是礦井粉塵的主要來源之一，在生產(chǎn)過程中，各轉(zhuǎn)載點(diǎn)處受高度、風(fēng)流等因素的影響極易產(chǎn)生粉塵，粉塵在風(fēng)流的推動(dòng)下，迅速擴(kuò)散，單獨(dú)靠固定的轉(zhuǎn)載噴霧降塵，達(dá)不到理想效果。同時(shí)，由于皮帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不固定，轉(zhuǎn)載司機(jī)很難及時(shí)開啟噴霧裝置，造成降塵不及時(shí)。所以，如何控制粉塵的擴(kuò)散以及使噴霧達(dá)到自動(dòng)化將是解決問題的突破口。

2.2.1 轉(zhuǎn)載點(diǎn)全封閉式控塵技術(shù)

為有效控制轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵的擴(kuò)散，設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)載點(diǎn)全封閉式防塵罩，使煤炭在轉(zhuǎn)載點(diǎn)掉落過程中形成的煤塵不能夠擴(kuò)散到防塵罩以外，在防塵罩內(nèi)部安設(shè)的高質(zhì)量陶瓷噴頭噴出的噴霧形成了一道全斷面噴霧，這樣就使煤塵在防塵罩內(nèi)得到了控制，有效防止煤塵的對外擴(kuò)散。

防塵罩設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

①利用皮帶機(jī)頭護(hù)板固定防塵罩，防塵罩的下沿至護(hù)煤板，封閉落煤點(diǎn)。

②因防塵罩體積過大，為方便運(yùn)輸，采用分體式設(shè)計(jì)，實(shí)行分體運(yùn)輸、現(xiàn)場安裝的方式。

③防塵罩預(yù)留防塵管道孔，以方便安設(shè)防塵管路及噴頭。

④設(shè)計(jì)出防塵罩可視窗，便于觀察噴霧情況和落煤堆積情況

⑤在防塵罩下沿加工直徑為10mm等距排列的固定孔，以固定廢舊皮帶等軟體材料搭接到皮帶機(jī)尾的皮帶上，有效封閉全部轉(zhuǎn)載點(diǎn)。

2.2.2 轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧自動(dòng)控制技術(shù)

為提高防塵設(shè)備的自動(dòng)化，減少由于人員操作不及時(shí)而降低防塵效果，對轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧進(jìn)行了自動(dòng)化改造。

在皮帶縱梁上方安設(shè)微震動(dòng)傳感器，通過微震動(dòng)噴霧主機(jī)控制電磁閥1，在轉(zhuǎn)載點(diǎn)凈化水幕前后各安設(shè)一個(gè)紅外線傳感器，通過紅外線噴霧主機(jī)控制電磁閥2，電磁閥1常態(tài)為關(guān)閉，電磁閥2常態(tài)為開啟，兩電磁閥串聯(lián)，當(dāng)煤流通過時(shí)，微震動(dòng)傳感器發(fā)送信號，電磁閥1開啟，水流導(dǎo)通，通過供水三通分別供轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧及轉(zhuǎn)載點(diǎn)下風(fēng)側(cè)凈化水幕進(jìn)行噴霧降塵。當(dāng)人員通過時(shí)，紅外線探頭發(fā)送信號，電磁閥2關(guān)閉，人員可以通過，延遲設(shè)定的時(shí)間后，噴霧重新啟動(dòng)。即實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧、凈化水幕與皮帶機(jī)的聯(lián)動(dòng)，又方便人員通過。

2.3 回風(fēng)巷道捕塵系統(tǒng)

全斷面微孔捕塵技術(shù)

通過現(xiàn)場分析，采用了全斷面微孔捕塵技術(shù)，在凈化水幕下風(fēng)側(cè)約200mm處安設(shè)全斷面捕塵簾，捕塵簾采用30*3角鐵構(gòu)成骨架，角鐵之間采用螺栓固定，為便于行車、行人，留有兩扇門，骨架及門扇上每隔150mm鉆直徑8mm的孔，用于固定2層不低于18目的窗紗。

工作原理：凈化水幕開啟后水滴濕潤捕塵簾上的窗紗，從而形成無數(shù)含水的空隙，含塵風(fēng)流穿過捕塵簾時(shí)，粉塵被含水空隙吸附，隨著凈化水幕的持續(xù)噴霧，吸附的粉塵隨著水從捕塵簾上流下，通過排水溝流入水池，避免粉塵的二次污染，從而起到捕獲粉塵的作用。該捕塵設(shè)備不需拆除原有除塵設(shè)備，加工簡單，維護(hù)方便，除塵效率高，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于我礦各采區(qū)大巷、采掘工作面。

3 工作面各降塵點(diǎn)降塵效果觀測

通過以上措施，減少了掘進(jìn)工作面各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的粉塵生成量，工作地點(diǎn)粉塵濃度得到了有效控制，為量化除塵效果，我們對各地點(diǎn)的粉塵濃度進(jìn)行了測量，分別針對機(jī)掘過程中迎頭、轉(zhuǎn)載點(diǎn)、回風(fēng)巷道三個(gè)位置不同區(qū)域影響范圍進(jìn)行取點(diǎn)。

楊村煤礦通過采取多項(xiàng)半煤巖綜合防塵體系的構(gòu)建，工作面產(chǎn)塵量明顯下降，經(jīng)測試，綜掘機(jī)司機(jī)處粉塵濃度全塵降塵率達(dá)到93.7%，呼吸性粉塵濃度降塵率達(dá)到81.4%；轉(zhuǎn)載點(diǎn)處粉塵濃度全塵降塵率達(dá)到88.4%，呼吸性粉塵濃度降塵率達(dá)到81.8%；回風(fēng)巷道粉塵濃度全塵降塵率達(dá)到89.5%，呼吸性粉塵濃度降塵率達(dá)到82.8%。

4 取得的效果

通過10602半煤巖掘進(jìn)工作面綜合防塵技術(shù)的應(yīng)用與分析，得出如下結(jié)論：

4.1 半煤巖機(jī)掘工作面綜合防塵技術(shù)的應(yīng)用有效地降低了半煤巖機(jī)掘工作面產(chǎn)塵量，對于保護(hù)職工的人身安全和身體健康極為有利。

4.2 半煤巖機(jī)掘工作面綜合防塵技術(shù)的應(yīng)用，經(jīng)過試驗(yàn)證明是可行的，是提高半煤巖機(jī)掘工作面綜合防塵的一條有效途徑。

4.3 半煤巖機(jī)掘工作面綜合防塵技術(shù)的應(yīng)用，對薄煤層機(jī)掘工作面的綜合防塵工作，提供了理論數(shù)據(jù)。

［1］原煤炭部，下發(fā).粉塵濃度與分散度測定方法[Z].

［2］原煤炭部，下發(fā).煤礦井下粉塵測試規(guī)范[Z].

邵光磊(1984.10.20—)，男，2006年畢業(yè)于山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè)，本科學(xué)歷，現(xiàn)任兗礦集團(tuán)公司楊村煤礦通防科技術(shù)員，助理工程師。

湯靜］