梁哲濤

（潞安集團漳村煤礦， 山西 長治 046000）

引言

通常，綜掘機工作面采用的除塵方式主要有負(fù)壓除塵機吸塵和負(fù)壓除塵機降塵兩種。一般可以在工作面位置，由正壓風(fēng)機提供大量的風(fēng)量，由負(fù)壓風(fēng)機把粉塵吸入相應(yīng)的風(fēng)筒，接著可以在風(fēng)機出口位置噴水實現(xiàn)降塵的效果。缺點在于不能對工作面位置出現(xiàn)的粉塵起到相應(yīng)的作用，并且由于設(shè)備較大，需要占用較大的空間，效果不理想。由此可以看出，需要設(shè)計一個新的除塵系統(tǒng)，從而能夠有效地除塵，滿足采礦的需要。

1 目前使用的除塵方式的不足

圖1 為可移動除塵設(shè)備，控塵元件為封塵簾，其和綜掘機設(shè)置在一起，同時能夠和綜掘機一起運動，這樣能夠有效地實現(xiàn)較高效率的除塵。該設(shè)備的導(dǎo)風(fēng)筒所使用的材料為剛性，并設(shè)置有螺旋推進裝置，這樣可以有效地推動吸風(fēng)口向前運動，因此可以得到廣大用戶的青睞，可是此設(shè)備依舊存在一定的不足[1-2]：

1）由于設(shè)置的封塵簾和水幕裝置，不能較好地操作綜掘機，在工作時不能對正壓風(fēng)實現(xiàn)較好的控制，因此除塵效果不好，可以采用綜掘機液壓系統(tǒng)實現(xiàn)對擋風(fēng)簾的操作；

2）在綜掘機的兩側(cè)設(shè)置有吸風(fēng)口，其在運動的過程中，設(shè)備往往受到擠壓而出現(xiàn)變形，由于柔性負(fù)壓風(fēng)筒發(fā)生磨損，最終出現(xiàn)漏風(fēng)的現(xiàn)象；

3）此設(shè)備必須設(shè)置負(fù)壓柔性風(fēng)筒，大體積能夠滿足大型巷道的環(huán)境。

2 綜合除塵系統(tǒng)技術(shù)要點

充分考慮綜掘工作面除塵的效果，依據(jù)現(xiàn)場的實際需要，必須滿足各種安全需要，進而設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟適用的一套綜掘面除塵設(shè)備。

圖1 可移動除塵裝置示意圖

2.1 除塵系統(tǒng)原理

1）控塵。對于正風(fēng)工作面可以采用手動控制，這樣能夠?qū)U散性粉塵產(chǎn)生良好的控塵效果，從而可以極大地優(yōu)化綜掘面除塵效果，實現(xiàn)集塵的效果。

2）吸塵?？梢栽诰C掘機前部位置設(shè)置負(fù)壓風(fēng)筒，其可以吸附煤炭粉塵，接著使用除塵風(fēng)機實現(xiàn)降塵。

3）合理選用除塵機的功率，不僅可以有效地達到吸塵效果，而且能夠控制降塵的速度。

2.2 除塵系統(tǒng)工藝

圖2 表示綜掘機除塵系統(tǒng)示意圖。

圖2 綜掘面結(jié)合除塵系統(tǒng)示意圖

正壓調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置有兩個排風(fēng)口，分別設(shè)置在工作面、航道中心。假如綜掘機在工作的過程中產(chǎn)生大量的粉塵，那么相應(yīng)的傳感器可以把信號傳輸給相應(yīng)的單元，這時可以使得如下三個單元工作：第一，風(fēng)機；第二，供風(fēng)管路控制閥；第三，高壓供水電磁閥。當(dāng)處于風(fēng)動系統(tǒng)下，這時側(cè)相通風(fēng)口開始工作，同時可以控制工作面的供風(fēng)系統(tǒng)。從而使得空氣開始從調(diào)風(fēng)口逐漸向工作面流動。這樣使得形成的灰塵不能向工作面四周擴散，從而能夠起到降塵的效果。此系統(tǒng)還可以有效地稀釋瓦斯，從而能夠給工作人員提供相對干凈的空氣，粉塵將從正壓風(fēng)口向負(fù)壓風(fēng)口流動，這時可以借助負(fù)壓風(fēng)機的作用，使得粉塵從負(fù)壓風(fēng)口進入粉塵機，最終可以和水混合，以此達到降塵的作用，圖3 表示相應(yīng)的工藝流程圖。

圖3 除塵系統(tǒng)工藝流程

假如采集過程中，選用頂板支護，那么相應(yīng)的掘進機往往需要停止工作，相應(yīng)的自動除塵系統(tǒng)停止時，需要一定的時間實現(xiàn)延遲停止，此過程清除剩余的粉塵，并且關(guān)閉可控調(diào)風(fēng)門、關(guān)閉吸塵風(fēng)機。同時正壓風(fēng)機處于正常的工作狀態(tài)，因此可以給工作面提供優(yōu)質(zhì)的空氣。通常通風(fēng)系統(tǒng)能夠隨著工作面一起移動。在實驗時，掘進機推進14 m 時，相應(yīng)地實現(xiàn)一次吸塵系統(tǒng)，比較理想。

2.3 除塵系統(tǒng)創(chuàng)新點

1）該系統(tǒng)中的可調(diào)正壓風(fēng)門，能夠使得粉塵向工作面方向流動，并且不會發(fā)生四處擴散的現(xiàn)象，從而能夠有效地提高集中吸塵的效果。

2）負(fù)壓風(fēng)筒選用的材料是剛性塑料，其具有較好的阻燃性、防靜電、較好的彈性與強度等，其結(jié)構(gòu)較小，便于吊掛在帶式輸送機側(cè)面，從而能夠有效地保護風(fēng)筒，避免出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象。

3）風(fēng)機活動架能夠隨著運輸機同步動作，使用四桿機構(gòu)實現(xiàn)連接，這樣能夠有效保護風(fēng)機。

4）在結(jié)構(gòu)方面，此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、占地空間小，其不僅可以實現(xiàn)大巷道除塵的效果，而且能夠在小巷道中開展作業(yè)。

5）可調(diào)風(fēng)口在粉塵控制方面比較理想，因此需要把除塵單元設(shè)置在司機的視野內(nèi)，這樣能夠極大地提高除塵效果，具有較高的安全性。

3 應(yīng)用效果分析

運用該系統(tǒng)除塵前后工作面粉塵質(zhì)量濃度如表1 所示。分析表1 可以發(fā)現(xiàn)，工人操作位置所對應(yīng)的全塵除塵效率可以達到（587.9-44.9）/587.9×100%=92%，相應(yīng)的呼吸除塵效率可以達到（254.3-7.9）/254.3×100%=96%。而對于除塵器出口位置而言，全塵除塵率可以達到（388.7-1.2）/388.7×100%=99%，相應(yīng)的呼吸除塵效率可以達到：（122.1-0.1）/122.1×100%=99.9%。由此可以看出，該系統(tǒng)具有良好的除塵效果，并且能夠滿足國家煤礦除塵的標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以極大地優(yōu)化井下員工的工作環(huán)境[3-5]。

表1 除塵前與除塵后工作面粉塵質(zhì)量濃度對比 mg/m3

4 結(jié)語

可調(diào)式正壓風(fēng)門能夠達到理想的除塵效果，具有粉塵不會出現(xiàn)擴散、粉塵朝著工作面集中等特點，可以達到集塵、吸塵以及降塵的效果，不僅可以有效提高井下工作人員的工作環(huán)境，而且能夠為工作面的安全生產(chǎn)提供有力的保障。該系統(tǒng)還具有體積小、重量輕以及便于操作等特點，能夠隨著掘進機同步動作，不會影響工作面其他設(shè)備的運行，便于工作人員維修。