喬燕鵬

(山西潞安化工集團(tuán) 余吾煤業(yè)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046199)

0 引言

帶式輸送機(jī)在進(jìn)行卸煤時(shí)會(huì)產(chǎn)生高濃度粉塵，是采掘工作面產(chǎn)生粉塵的主要場(chǎng)所之一，同時(shí)由于卸煤點(diǎn)存在標(biāo)高差，上水平輸送機(jī)卸料后速度相對(duì)較快，當(dāng)撞擊下水平帶式輸送機(jī)時(shí)很容易造成下水平輸送帶出現(xiàn)跑偏、撕帶事故，嚴(yán)重威脅著煤礦安全生產(chǎn)，所以對(duì)卸煤點(diǎn)采取有效措施控制粉塵濃度、降低煤流速度，對(duì)采掘工作面煤矸安全高效運(yùn)輸以及降低輸送機(jī)故障率具有重要意義。

山西潞安化工集團(tuán)余吾煤業(yè)有限公司1206工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度為1 400 m，傾向長(zhǎng)度為178 m，工作面回采煤層為石炭系3#煤層，平均厚度為6.34 m，平均傾角為1°，3#煤層呈黑色塊狀，部分為粉狀，中部煤質(zhì)較差，呈玻璃光澤，光亮型，兩層夾石為泥巖。

1206工作面回采在運(yùn)輸順槽安裝一部DTL120型帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)帶寬為1.2 m，電機(jī)功率為400 kW，輸送機(jī)運(yùn)輸量為2 500 t/h。運(yùn)輸順槽輸送機(jī)與盤(pán)區(qū)運(yùn)輸大巷帶式輸送機(jī)垂直搭接，搭接點(diǎn)高度為1.8 m，工作面回采前期運(yùn)輸順槽帶式輸送機(jī)搭接點(diǎn)處安裝了一個(gè)全封閉金屬罩進(jìn)行防塵，但是通過(guò)實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，該封閉罩防塵效果差，實(shí)測(cè)卸載點(diǎn)粉塵濃度高達(dá)132 mg/m3；同時(shí)帶式輸送機(jī)卸載點(diǎn)煤流速度高達(dá)4.5 m/s，原帶式輸送機(jī)不具有煤流緩沖裝置，導(dǎo)致煤流落入下水平輸送帶時(shí)對(duì)輸送帶產(chǎn)生一個(gè)沖擊作用力，該作用力造成下水平輸送帶運(yùn)輸失穩(wěn)現(xiàn)象，出現(xiàn)輸送帶跑偏以及撕帶事故。通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，1206工作面在前500 m回采期間，因卸載點(diǎn)高速煤流導(dǎo)致盤(pán)區(qū)輸送機(jī)斷帶3次，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)17余萬(wàn)元，嚴(yán)重制約著工作面安全高效生產(chǎn)。因此，本文設(shè)計(jì)了一套帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)緩沖除塵裝置。

1 帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)緩沖除塵裝置設(shè)計(jì)

1.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)緩沖除塵裝置主要由集塵通道、緩沖裝置、除塵管道、高壓噴頭、進(jìn)水管路、吸風(fēng)機(jī)、污水處理箱、過(guò)濾板、水泵和支撐柱等部分組成，如圖1所示。

圖1 帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)緩沖除塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖

(1) 緩沖滑道為螺旋狀且固定在支撐柱上，滑道上端與上級(jí)輸送帶卸載點(diǎn)搭接，下端與下級(jí)輸送帶搭接，上、下端搭接角度為30°；滑道寬度為0.8 m，滑道兩側(cè)焊接擋煤槽，滑道主要為高錳鋼材質(zhì)，具有較高的耐磨性。

(2) 緩沖滑道上方安裝全封閉管狀集塵通道，集塵通道與滑道之間安裝一層防塵裝置；集塵通道與除塵管道無(wú)縫對(duì)接。

(3) 除塵管道另一端與吸風(fēng)機(jī)連接，在除塵管道內(nèi)安裝一道高壓噴霧水幕，水幕采用進(jìn)水管路與功率為5.5 kW的水泵連接；噴霧水幕下端的除塵管道安裝一個(gè)污水處理箱，水泵安裝在污水處理箱清水池內(nèi)。吸風(fēng)機(jī)及水泵通過(guò)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)與上級(jí)輸送機(jī)電機(jī)聯(lián)鎖控制。

1.2 裝置工作原理

(1) 當(dāng)上級(jí)輸送機(jī)在運(yùn)輸物料時(shí)，通過(guò)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)打開(kāi)轉(zhuǎn)載點(diǎn)緩沖除塵裝置中的吸風(fēng)機(jī)以及水泵，吸風(fēng)機(jī)開(kāi)啟后通過(guò)除塵管道吸收集塵通道內(nèi)的揚(yáng)塵。

(2) 當(dāng)吸收的揚(yáng)塵進(jìn)入除塵管道后在高壓水幕的作用下沉降，沉降后的污水進(jìn)入污水處理箱內(nèi)，污水經(jīng)過(guò)濾板過(guò)濾后將污水中的煤泥進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后的清水進(jìn)入清水池內(nèi)，并通過(guò)水泵進(jìn)行二次利用。

(3) 由于減震滑道為螺旋傾斜結(jié)構(gòu)，上級(jí)輸送機(jī)煤流進(jìn)入減震滑道后，在滑道傾斜面摩擦作用下，逐漸降低煤流速度，從而避免了高速煤流對(duì)下級(jí)輸送帶的沖擊破壞；同時(shí)減震滑道下方安裝緩沖裝置，該裝置主要由密集高壓彈簧組成，當(dāng)大塊煤矸石進(jìn)入減震滑道后通過(guò)緩沖裝置可降低滑道損壞變形率。

2 裝置優(yōu)缺點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用效果

2.1 裝置優(yōu)缺點(diǎn)

(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。該裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，整套裝置成本費(fèi)用為0.47萬(wàn)元，裝置故障率低，便于檢修維護(hù)；同時(shí)該裝置可用于井下采掘工作面以及隧道、橋梁等領(lǐng)域，實(shí)用性強(qiáng)。

(2) 降塵效果好。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)載點(diǎn)除塵裝置主要利用噴霧灑水降塵，由于轉(zhuǎn)載點(diǎn)存在進(jìn)風(fēng)流，導(dǎo)致?lián)P塵分散區(qū)域大，傳統(tǒng)降塵裝置降塵效果差；而緩沖除塵裝置通過(guò)吸風(fēng)機(jī)將封閉集塵通道內(nèi)揚(yáng)塵吸收并進(jìn)行噴霧降塵，整個(gè)降塵過(guò)程在封閉的空間內(nèi)進(jìn)行，降塵效果好，達(dá)到了集中降塵的目的。

(3) 有效控制煤流速度。傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)卸載點(diǎn)不具有煤流控制裝置，煤流卸載后在落入下水平輸送帶時(shí)速度達(dá)6 m/s，高速煤流對(duì)下水平輸送帶產(chǎn)生很大沖擊力，導(dǎo)致輸送帶損壞嚴(yán)重；而緩沖除塵裝置安裝了螺旋狀傾斜減震滑道，煤流在滑道上通過(guò)摩擦作用可有效降低速度。

2.2 實(shí)際應(yīng)用效果分析

2020年8月余吾煤礦對(duì)1206工作面運(yùn)輸順槽DTL120型帶式輸送機(jī)卸載點(diǎn)安裝一套緩沖除塵裝置，截止2021年2月通過(guò)6個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，該裝置應(yīng)用后實(shí)測(cè)卸載點(diǎn)平均粉塵濃度為45 mg/m3，大大降低了卸載點(diǎn)粉塵濃度；同時(shí)帶式輸送機(jī)通過(guò)該裝置卸載的煤流速度由4.5 m/s降低為1.2 m/s，控制了煤流速度，工作面后期回采過(guò)程中因高速煤流導(dǎo)致輸送帶斷帶、撕帶等故障率降至5%以下，節(jié)約輸送機(jī)維修費(fèi)用達(dá)12余萬(wàn)元。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)余吾煤礦1206運(yùn)輸順槽帶式輸送機(jī)卸載點(diǎn)粉塵濃度高、煤流速度快以及輸送機(jī)故障率高等技術(shù)難題，設(shè)計(jì)了一套緩沖除塵裝置，實(shí)際應(yīng)用表明該裝置可有效降低卸載粉塵濃度以及煤流速度，具有顯著成效，已在集團(tuán)公司其他煤礦推廣應(yīng)用。