陰少輝

（汾西礦業(yè)南關煤業(yè)，山西 靈石 031300）

引言

帶式輸送機運輸過程中產(chǎn)生的粉塵不僅影響煤礦井下作業(yè)人員身體健康還給作業(yè)安全帶來一定威脅?，F(xiàn)階段礦井帶式輸送機運輸系統(tǒng)普遍未采取專門的降塵除塵措施，僅在巷道內布置水幕進行噴霧降塵，輸送帶上煤塊、矸石在風流、輸送帶運動等作用下會導致粉塵出現(xiàn)一定程度外溢，特別是在輸送機機頭、機尾處粉塵產(chǎn)生量以及外溢量更為突出。為此，以山西某礦井下帶式輸送機運輸系統(tǒng)除塵為工程背景，提出采用自動除塵系統(tǒng)降低機頭、機尾處粉塵外溢量，從而達到改善井下環(huán)境的目的。

1 山西某礦工程概況

山西某礦現(xiàn)階段生產(chǎn)主要集中在南翼3 采區(qū)，開采5 號煤層，煤層厚度均值3.8 m，賦存穩(wěn)定，采用綜采開采方式。5 號煤層3509 綜采工作面開采的原煤經(jīng)采面刮板輸送機、轉載機、破碎機以及運輸巷、采區(qū)、運輸暗斜井以及主斜帶式輸送機轉載運輸?shù)降孛孢M行煤炭洗選。帶式輸送機運輸采用搭接運輸方式，運輸長度共計9 780 m，總裝機功率2 650 kW。

受到開采的3 號煤層松軟、本身含水量低等因素影響，帶式輸送機運輸巷道內粉塵產(chǎn)生量較大。雖然采取增大噴霧量方式起到一定的降塵效果，但是帶式輸送機機頭、機尾處仍會產(chǎn)生大量的粉塵，并在通風影響下大范圍外溢。經(jīng)過對其他礦井帶式輸送機防塵治理進行調研，文中提出一種自動噴霧系統(tǒng)與帶式輸送機同步開展工作，提高噴霧效果；并結合除塵風機、布袋除塵器以及密封裝置構成自動除塵系統(tǒng)對機頭、機尾位置進行粉塵治理[1-2]。

2 帶式輸送機粉塵產(chǎn)生原因

帶式輸送機機頭溜槽落煤期間，溜槽內下落的煤流速度較快、煤流量大，同時在煤粒相互擠壓作用下，會產(chǎn)生一定的細微粉塵，在空氣流作用下粉塵會快速外溢；帶式輸送機采用搭接方式運輸，在機頭位置原煤會以一定速度做拋物線運動，此時受到重力、空氣阻力雙重作用，使得煤流中小顆粒粉塵懸浮到空氣中。一般情況下帶式輸送機布置清掃器，機頭位置在清掃器以及空氣阻力作用下會產(chǎn)生大量的煤塵。

3 自動噴霧降塵系統(tǒng)設計

帶式輸送機原有的噴霧系統(tǒng)多采用人工控制，存在噴霧不及時、噴嘴堵塞等問題。為此，本文提出采用自動化噴霧系統(tǒng)，以提高噴霧效果并降低粉塵產(chǎn)生量。

采用的噴霧系統(tǒng)結構包括有電動機、自吸泵、電磁閥以及高壓霧化噴頭等構成。為了簡化自動噴霧系統(tǒng)結構，提出通過輸送帶帶動渦輪氣泵運轉，從而產(chǎn)生高壓氣；高壓水來源于井下壓水系統(tǒng)，在自動噴霧系統(tǒng)中增加布置小型防爆電機為電磁閥工作提供電源，當輸送帶運轉后小型發(fā)電機開始工作，此時電磁閥動作為噴霧系統(tǒng)供水[3]。渦旋氣泵以及小型防爆發(fā)電機均隨著帶式輸送機運轉而啟動，從而實現(xiàn)噴霧與帶式輸送機運輸聯(lián)動。具體工作流程見圖1 所示。

圖1 自動噴霧降塵系統(tǒng)工作流程圖

為降低噴霧系統(tǒng)水質差、容易堵塞噴嘴等問題，提在自動噴霧系統(tǒng)選用廣角紊流霧化噴頭，具體噴頭結見下頁圖2 所示。采用的廣角紊流霧化噴頭用水量較傳統(tǒng)的高壓噴頭降低1/3～1/2，噴霧形成的霧滴粒徑平均50 μm，除塵效率高[4-5]。

圖2 廣角紊流霧化噴頭結構圖

4 機頭自動除塵系統(tǒng)的應用

除塵系統(tǒng)負壓吸塵設備為袋式除塵器，該除塵器除塵效率高、能力強，實驗室除塵效率可達到99.999%、工業(yè)應用時除塵效率也可達到99.99%。高濃度粉塵氣體經(jīng)過袋式除塵器處理后的粉塵排放質量濃度一般在10 mg/m3以下，部分甚至可達到1.0 mg/m3以下。同時經(jīng)過多年的技術攻關，袋式除塵器穩(wěn)定性以及可靠性均得以顯著提升，在工礦企業(yè)中應用較為廣泛[6]。

采用的除塵系統(tǒng)結構包括有吸塵罩、軸流風機、吸塵管路、排風道以及袋式除塵器等設備，具體工作原理為：將帶式輸送機機頭位置采用吸塵罩覆蓋，通過軸流風機產(chǎn)生的負壓將機頭位置高濃度粉塵氣體吸入到吸塵管道內，后經(jīng)袋式除塵器對高粉塵氣體進行處理并將處理后的氣體通過排風道排出。具體帶式輸送機機頭位置安裝的除塵系統(tǒng)布置見圖3所示。

圖3 帶式輸送機機頭位置除塵系統(tǒng)布置示意圖

5 機頭自助除塵系統(tǒng)的應用效果

文中提出采用自動噴霧除塵系統(tǒng)進行噴霧降塵，該系統(tǒng)可與帶式輸送機運行聯(lián)動，帶式輸送機運行即可開始噴霧，同時采用的廣角紊流霧化噴頭霧化效果顯著；采用袋式除塵器、吸塵罩、軸流風機等設備相結合組成除塵系統(tǒng)可降低機頭、機尾位置粉塵外溢量，并對高濃度粉塵氣體進行有效處理。

經(jīng)現(xiàn)場工業(yè)應用后，帶式輸送機沿線粉塵濃度得以有效降低，期間監(jiān)測發(fā)現(xiàn)機頭位置粉塵質量濃度由152 mg/m3降至15 mg/m3；帶式輸送機運輸沿線粉塵質量濃度由78 mg/m3降至26 mg/m3。在自動噴霧系統(tǒng)應用過程中，需要定期對自動噴霧系統(tǒng)進行檢修、維護，確保系統(tǒng)各個部件均可平穩(wěn)工作，提高除塵效率。