李旺旺

(山西焦煤汾西礦業(yè) 宜興煤業(yè)，山西 孝義 032300)

粉塵不僅會增加井下機(jī)電設(shè)備磨耗、惡化井下環(huán)境，而且還會危害井下作業(yè)人員的身體健康[1-2]?，F(xiàn)階段煤礦井下常用的粉塵治理措施包括煤層注水、噴霧降塵、泡沫抑塵以及除塵風(fēng)機(jī)降塵等措施，不同的除塵技術(shù)有其自身的特點(diǎn)及適用性[3-5]。隨著礦井機(jī)械化程度的不斷提升，煤礦井下巷道掘進(jìn)多采用綜掘方式，具有掘進(jìn)效率高、勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，但是也會增加掘進(jìn)迎頭粉塵的濃度[6]。為此，文中提出采用干式除塵風(fēng)機(jī)對掘進(jìn)巷道迎頭粉塵進(jìn)行治理，以便改善掘進(jìn)巷道環(huán)境質(zhì)量并提升巷道綜合掘進(jìn)效率。

1 工程概況

山西某礦生產(chǎn)產(chǎn)能為280萬t/a，為提高礦井巷道的綜合掘進(jìn)效率，礦井于2019年11月引進(jìn)了EBZ318(H)掘進(jìn)機(jī)。1506掘進(jìn)巷道斷面為矩型(凈面積15 m2)，沿著3號煤層頂板泥巖掘進(jìn)，設(shè)計(jì)掘進(jìn)長度為1 560 m。巷道采用型號FBDYNo6.3/2×30 kW局部通風(fēng)機(jī)，配套的風(fēng)筒直徑為800 mm，實(shí)測掘進(jìn)迎頭位置風(fēng)量約為580 m3/min。

在巷道掘進(jìn)過程中，由于截割巖層堅(jiān)硬，加之掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)速度較快，從而導(dǎo)致掘進(jìn)迎頭粉塵濃度較高。巷道掘進(jìn)過程中產(chǎn)生的粉塵有下述特點(diǎn):

1) 在掘進(jìn)機(jī)破巖掘進(jìn)期間迎頭位置粉塵濃度較高；

2) 掘進(jìn)迎頭粉塵隨風(fēng)流運(yùn)移距離遠(yuǎn)，掘進(jìn)迎頭位置環(huán)境惡劣，現(xiàn)場能見度較低；

3) 粉塵容易積聚且在短時間內(nèi)無法沉降；

4) 鉆孔施工、膠帶運(yùn)輸、掘進(jìn)機(jī)破巖以及錨桿施工等環(huán)節(jié)產(chǎn)塵點(diǎn)多。為改善掘進(jìn)迎頭環(huán)境質(zhì)量并實(shí)現(xiàn)粉塵有效治理，提出采用干式除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行降塵。

2 干式除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場應(yīng)用

2.1 干式除塵風(fēng)機(jī)選型及現(xiàn)場布置

現(xiàn)場測定掘進(jìn)迎頭風(fēng)量約為580 m3/min，考慮到除塵本體以及通風(fēng)風(fēng)筒阻力，選擇采用型號KCG-600D干式除塵風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)額定處理含塵氣體量為600 m3/min，處理量與掘進(jìn)迎頭風(fēng)量相匹配，可滿足巷道除塵需要。KCG-600D干式除塵風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)包括除塵器本體、風(fēng)筒、風(fēng)機(jī)及風(fēng)道等；除塵器本體長、寬、高分別為7.15 m、1.36 m、1.2 m，重量2.28 t，結(jié)構(gòu)包括噴吹系統(tǒng)、箱體、集灰卸灰裝置、控制裝置以及清灰系統(tǒng)等，配備的風(fēng)機(jī)型號為FBCDNo.8.0/2×45。將負(fù)壓風(fēng)筒懸掛到巷道頂板上，以降低風(fēng)筒對綜掘機(jī)、破碎機(jī)等的影響。具體除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場布置情況見圖1所示。

圖1 干式除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場布置示意

2.2 干式除塵風(fēng)機(jī)技術(shù)優(yōu)勢

除塵風(fēng)機(jī)在能耗、維護(hù)、除塵效率等方面均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。而干式除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場使用過程中不使用水，因而不需要水處理設(shè)備以及排水設(shè)備，在省電、省水方面表現(xiàn)出更為顯著的優(yōu)勢，同時不會導(dǎo)致積水弱化圍巖問題；干式除塵風(fēng)機(jī)便于保養(yǎng)維護(hù)、清灰簡單、控制操作便捷；干式除塵風(fēng)機(jī)使用范圍廣，對于疏水性、親水性粉塵均有較好的處理效果，可滿足煤礦井下煤巷、巖巷、半煤巖巷道粉塵治理需求，除塵本體有效除塵率可達(dá)99.5%以上，處理后排出的氣體含塵量控制在4 mg/m3以內(nèi)，從而使得整個巷道環(huán)境更為清潔，視覺通透。

2.3 干式除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場維護(hù)措施

1) 在巷道掘進(jìn)時應(yīng)率先開啟轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧，后依次啟動綜掘機(jī)噴霧以及干式除塵風(fēng)機(jī)，現(xiàn)場作業(yè)人員佩戴好口罩等防護(hù)設(shè)備后方可開動鉆機(jī)施工；轉(zhuǎn)載機(jī)停止工作后按照規(guī)定關(guān)閉除塵風(fēng)機(jī)，確保巷道可正常通風(fēng)。

2) 停機(jī)后每天都要及時清理除塵風(fēng)機(jī)內(nèi)部粉塵，每周清理1次排污斗內(nèi)部粉塵，確保排污斗內(nèi)部無淤泥。每天均應(yīng)檢查振弦過濾板，當(dāng)發(fā)現(xiàn)振弦斷絲情況超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時則應(yīng)更新記錄；每周清理1次振弦過濾板。

3) 在干式除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場應(yīng)用過程中避免重物砸壞葉輪、金屬外殼；定期檢查風(fēng)機(jī)電動機(jī)，分析轉(zhuǎn)動聲音以及轉(zhuǎn)動溫度是否正常。

4) 將除塵風(fēng)機(jī)壓縮空氣壓力保持在0.5～0.7 MPa，檢查電纜、通風(fēng)管路等懸掛是否可靠。

3 干式除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場應(yīng)用效果

為提高粉塵治理效果，將1506掘進(jìn)巷壓風(fēng)入口設(shè)置在距離掘進(jìn)迎頭15 m位置，干式除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)口距離掘進(jìn)迎頭5～6 m。在巷道內(nèi)使用除塵風(fēng)機(jī)后，掘進(jìn)迎頭環(huán)境質(zhì)量得以顯著改善，可為現(xiàn)場作業(yè)人員提供相對良好的工作環(huán)境。掘進(jìn)迎頭正常供風(fēng)量為582 m3/min，干式除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量為480 m3/min?，F(xiàn)場監(jiān)測發(fā)現(xiàn)掘進(jìn)迎頭粉塵濃度降幅可達(dá)97%以上，具體除塵風(fēng)機(jī)應(yīng)用前后粉塵濃度監(jiān)測結(jié)果見表1，應(yīng)用現(xiàn)場見圖2。

表1 干式除塵風(fēng)機(jī)應(yīng)用前后粉塵濃度測定結(jié)果

圖2 干式除塵風(fēng)機(jī)應(yīng)用現(xiàn)場

4 結(jié) 語

1) 綜掘雖然可顯著提升巷道掘進(jìn)效率，緩解礦井采掘接替緊張局面，但是由于掘進(jìn)速度快，在破煤巖、轉(zhuǎn)載及運(yùn)輸過程中容易產(chǎn)生大量粉塵，而采用傳統(tǒng)的噴霧降塵方式難以滿足高效治理粉塵的需要。干式除塵風(fēng)機(jī)具有高效、可靠以及節(jié)水等優(yōu)點(diǎn)，可滿足煤礦井下煤巖巷除塵需要。

2) 山西某礦引進(jìn)EBZ318(H)掘進(jìn)機(jī)，并采用干式除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行粉塵治理?，F(xiàn)場應(yīng)用后，巷道綜掘司機(jī)以及干式除塵風(fēng)機(jī)排風(fēng)口后20 m位置粉塵濃度均控制在7.9 mg/m3、5.2 mg/m3以內(nèi)，綜合除塵效率達(dá)97%以上，為巷道高效安全掘進(jìn)創(chuàng)造了良好條件。