郭晉彬

摘 要：煤礦開采時，通常會產(chǎn)生大量的粉塵，不僅會對自然環(huán)境造成破壞，而且還會增加開采工作的安全隱患。所以，需要在采煤機上安裝合理的除塵裝置，以降低礦洞內部的粉塵量，對煤礦開采工作的開采以及自然環(huán)境的保護提供幫助?；诖?，本文選擇我煤礦10#、11#煤層作為研究對象，對新型除塵裝置的應用效果展開了分析。首先，對該綜采面進行了簡單介紹，之后以此為基礎，詳細闡述了新型除塵裝置的組織結構、除塵原理及優(yōu)勢，最后，分析了該裝置在10#、11#煤層中的應用效果。

關鍵詞：新型除塵裝置;采煤機;除塵原理;優(yōu)勢

引言

煤礦開采時，粉塵含量非常高，常溫常壓條件下，我單位10#、11#煤層吸氧量為0.59cm3/g，含硫量約2.53%，屬于自然等級Ⅱ級，當遇到明火后，很容易發(fā)生爆炸。為了降低礦層中的粉塵濃度，早期處理時，主要向煤層噴灑適量的水分，不斷提升煤層含水率，以達到降低粉塵濃度的目的，導致除塵效果并不是很理想，依然對煤礦開采造成干擾。針對這一情況，我單位根據(jù)10#、11#煤層的需求，利用先進的科學技術手段，設計出一款新型除塵裝置，通過該除塵裝置的應用，大大提升了除塵效果，降低了礦洞內的粉塵濃度。

1 案例介紹

本次研究當中，選擇我煤礦現(xiàn)開采的10#、11#煤層作為研究對象，通過我單位地質報告可知，現(xiàn)開采10#煤層位于太原組下段上部，上距9號煤層1.80-2.58m，平均間距2.22m，煤層厚度1.45-3.00m，平均2.46m?？刹上禂?shù)100%。煤層不含夾矸的鉆孔15個，占42%，含一層夾矸的鉆孔17個，占47%，含2層夾矸的鉆孔4個，占11%。總體以0—1層為主，局部含2層夾矸，夾矸巖性為泥巖，結構以簡單—較簡單為主。頂板泥巖為主，粉砂巖次之，底板粉砂巖、泥巖為主，偶為細粒砂巖。

11#煤層位于太原組下段下部，上距10號煤層4.66-8.93m，平均間距6.54m，煤層厚度2.10-4.10m，平均3.27m?？刹上禂?shù)100%。含0-1層夾矸的鉆孔10個，含2層夾矸的鉆孔10個，占53%，含3層夾矸的鉆孔18個，占47%。總體以0—2層為主，夾矸巖性為泥巖，個別為炭質泥巖;結構以簡單—較簡單為主。頂板泥巖、粉砂巖為主，底板鋁質泥巖、泥巖為主。

總之，現(xiàn)開采10#、11#煤層厚度變化具有規(guī)律性，結構簡單—較簡單，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。目前，為了確保該綜采面開采工作正常開展，配置了相應的綜采設備，具體來說，如表1所示。

表1 10#、11#煤層采煤設備配置表

設備名稱 型號

采煤機 MG400/930-GWD

刮板輸送機 SGZ800/1050

轉載機 SZZ800/250

輸送機 SSJ1000/2×315

現(xiàn)開采的10-110和11-109工作面，由于煤層含水率不高，粉塵揮發(fā)性較強，且在傳統(tǒng)采煤機內部，雖自帶內外噴霧，但由于粉塵濃度大經(jīng)常堵塞，導致整個綜采面內，含有高濃度的粉塵，經(jīng)過對綜采面測量可以發(fā)現(xiàn)，粉塵濃度超過130mg/m3，嚴重情況下，甚至達到155mg/m3，對環(huán)境與煤礦開采以及人員的身體健康均具有較大危害。針對這一情況，我單位設計出一款新型的除塵裝置，以改善10#、11#煤層的粉塵問題，為煤礦的開采構建出更加良好的環(huán)境。

2 新型除塵裝置介紹

2.1裝置結構

針對相關規(guī)章制度的要求，結合MG400/930-GWD采煤機的運行情況，我公司設計出一款新型的除塵裝置，其結構如圖1所示[1]。通過該圖觀察可以發(fā)現(xiàn)，該除塵裝置由諸多元件構成，如水箱、風扇、水泵等，在這些元件共同作用下，完成粉塵的消除工作。

其中，1表示采煤機;2表示水箱，用于承裝除塵用水，內部空間體積為1×0.5×0.3m;3表示1號出水管，用于將水箱中的除塵水導出;4表示水泵，用于提取出水箱中的除塵水;5表示固定板，用于其他元件的固定;6表示2號出水管，長度約8m，半徑約10m，將水泵提取出的除塵水送入到風筒內;7表示電動機，為整個裝置的運行提供動力能源，功率為15kW;8與9表示軸承，用于控制風葉的轉動;10表示風葉，通過風葉的轉動，使得風筒內形成一定的風速，用于推動水分的噴射;11表示霧化噴頭，用于將水分轉內化成水霧[2];12表示風筒，用于承裝水泵提取上來的除塵水;13表示旋轉機構，通過旋轉機構的轉動，對粉塵吸入量進行調節(jié);14表示固定螺栓，用于風筒與固定板的固定;15表示通孔，用于采煤機中的粉塵吸入到風筒內;16表示轉軸，用于通孔的調節(jié);17表示連接板，用于將轉、支撐板等連接到一起;18表示支撐板，用于風筒的支撐;19表示機臂，用于承載開采齒輪。

2.2除塵原理

將采煤機啟動之后，在聯(lián)動系統(tǒng)的操控下，使除塵系統(tǒng)內的風機、水泵等同時運行。在水泵的作用下，將水箱內的除塵水導出，并通過2號出水管，進入到風筒內，2號出水管的一段，與高壓霧化噴頭相連，在噴頭的作用下，使得除塵水成為霧狀;隨著風葉的轉動，使得風筒中出現(xiàn)了一定的負壓，在外界高壓力的作用下，逐漸將粉塵吸入到風筒內，通過水霧將粉塵打濕，并落入到風筒底部，從而達到除塵的目的。根據(jù)現(xiàn)場粉塵濃度的不同，可以對旋轉機構進行調節(jié)，以使整個裝置處于最佳狀態(tài)，有效對粉塵進行處理。

2.3裝置優(yōu)勢

2.3.1成本較低

對于本體提出的新型除塵裝置來說說，最顯著的優(yōu)勢為成本較低。裝置制造時，所需要的元件數(shù)量并不是很多，且全部為常見元件，價格并不是很昂貴，將其制成后，僅需要花費7000元左右。與此同時，所有元件都是通用配件，易于拆裝，有利于裝置的維修，當裝置出現(xiàn)故障后，只要值班電工簡單處理，即可使裝置正常個運行，因而無需投入較多的維修成本[3]。

2.3.2故障率低

整個新型除塵裝置當中，安裝了一些電氣設備，如聯(lián)動開關、風筒、風葉、發(fā)動機與水泵等，對于這些電氣設備來說，均選擇了煤礦當中較為常見的設備，具有很高的可靠性，出現(xiàn)故障的幾率并不是很高。與此同時，每個元件相互獨立，若其中有一個元件出現(xiàn)故障，不會對其他元件造成干擾，且能夠及時進行維修，防止故障進一步擴大。在出水管方面，通過插口的方式與前后端元件進行連接，若發(fā)現(xiàn)管道出現(xiàn)堵塞的問題，可第一時間予以清除[4]。

2.3.3除塵效果優(yōu)良

該裝置對分成處理時，主要是通過風葉旋轉形成的負壓，對外界粉塵產(chǎn)生一定的吸引力，使粉塵不斷進入到風筒內，然后在高壓霧化噴頭處理后的水霧處理下，將粉塵浸濕并落下，從而完成除塵工作，無需將除塵水向外噴灑，因而除塵效果更加良好。同時，還可以根據(jù)外界情況的不同，對風筒進行調節(jié)，從而進一步提升除塵效果。

3 現(xiàn)場應用效果分析

在10#、11#煤層的采煤機上，安裝上述介紹的除塵裝置，并將其應用到實際工作當中，以驗證該裝置的時間內應用效果。將裝置啟動后，風筒進風量約為5.5m3/min，在高壓霧化噴頭處，噴霧量約為5.2L/min，同時，在3個月的觀察周期內，裝置沒有發(fā)生故障。此外，應用該裝置后，綜采面的粉塵濃度出現(xiàn)了明顯改善，由以往的155mg/m2，降低達到了85mg/m3，降低率為45.16%，具有非常良好的除塵效果。

總結

綜上所述，對于本文提出的新型除塵裝置來說，制造成本較低，故障率并不是很高，且具備較高的除塵效果，有利于整個綜采面煤礦開采工作的開采，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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[4]林科軍，趙科文，鄧銘竹，等.YJ17提絲帶除塵裝置的設計與風力送絲系統(tǒng)旁路補風的應用[J].輕工科技，2019，06（25）：147.