劉 飛

（霍州煤電集團(tuán)汾源煤業(yè)有限公司， 山西 忻州 035100）

引言

礦井在進(jìn)行日常生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，若不及時(shí)進(jìn)行降塵除塵，這些高濃度的粉塵一方面會(huì)嚴(yán)重影響礦井正常安全生產(chǎn)作業(yè)，另一方面還會(huì)影響礦井機(jī)械設(shè)備的使用壽命，危害礦井作業(yè)人員的身心健康，而當(dāng)前礦井采掘工作面所用的除塵措施較局限，除塵效果也不是很理想，各礦井普遍應(yīng)用的除塵措施主要有煤層注水降塵，工作面噴霧除塵，負(fù)壓降塵以及采用泡沫降塵等，這些除塵方式的在日常應(yīng)用中大多存在很多不足?；糁菝弘娂瘓F(tuán)某礦1101工作面綜采的煤層屬于突出煤層，一方面煤層自身含水率就相對(duì)較低，另一方面當(dāng)前所用的除塵設(shè)備除塵效果不是很理想，加之受瓦斯抽采的影響，這樣就造成了礦井綜采工作面出現(xiàn)粉塵濃度較高的問(wèn)題。該礦應(yīng)用了給煤層注水的方式來(lái)讓煤層含水率增加，但受瓦斯抽采鉆孔的影響，煤層注水效果不佳，對(duì)此，基于霍州煤電集團(tuán)某礦1101 工作面工程概況，設(shè)計(jì)了一種新型除塵裝置來(lái)降低采煤工作面粉塵濃度。

1 霍州煤電集團(tuán)某礦1101 工作面概況

在霍州煤電集團(tuán)某礦1101 工作面中，其走向、傾斜與總面積分別是150 m、509 m 與76 350 m2。而且工作面的東、南、西、北分別是井田邊界、1102 工作面、采區(qū)的3 條大巷、4 號(hào)采空區(qū)。

在對(duì)1101 工作面進(jìn)行回采的是15 號(hào)煤層，其厚度平均是6.5 m，傾角最小與最大約為4°、16°。MG750/1940-WD 型電牽引采煤機(jī)適用于該工作面中，其切眼、采高、回采率分別是150 m、6 m、93%，當(dāng)容重是1.44 t/m3時(shí)，那么循環(huán)產(chǎn)量與回采周期分別是977 t、147 d[1-2]。

當(dāng)回采1101 工作面初期，工作面中產(chǎn)生的大量粉塵不僅會(huì)堵塞噴霧裝置，而且不能使噴霧降塵的自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)，這就造成了在回采工作面時(shí)，降塵效果較差、設(shè)備故障發(fā)生率較高，不能使工作面生產(chǎn)的高效性與安全性得到滿足?；谝陨铣霈F(xiàn)的問(wèn)題，霍州煤電集團(tuán)某礦設(shè)計(jì)出了一種新型的通風(fēng)除塵裝置并展開分析。

2 新型通風(fēng)除塵裝置的構(gòu)成部分

1）從圖1 可以看出，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、噴頭、伸縮桿、輸水管、排水泵、支撐架等部分構(gòu)成了新型的通風(fēng)除塵裝置。

圖1 綜采工作面新型通風(fēng)除塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）排水泵分別固定連接著支撐架與輸水管，而且輸水管固定連接的是其頂部，伸縮桿分別固定連接的是支撐架與高壓噴頭，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接的是支撐架的剩余一側(cè)。

3）把防護(hù)組件設(shè)置到噴頭的底部，密封塊、固定彈簧、固定彈簧、電磁鐵、活動(dòng)槽、貫穿孔、內(nèi)防護(hù)管、排水孔、放置槽、外防護(hù)管等部分構(gòu)成了防護(hù)組件。

4）一共有10 個(gè)噴頭，而且這10 個(gè)噴頭的分布是線性的、等間接的，噴頭和放置槽的數(shù)量相同并對(duì)應(yīng)的，噴頭底端的外側(cè)和放置槽里面的內(nèi)徑是相互匹配的尺寸[3]。

5）外防護(hù)管中管道是中空的，外防護(hù)管的兩邊固定連接的是支撐架兩邊的側(cè)壁，外防護(hù)管所具有的內(nèi)腔室和放置槽相互連通。

6）把內(nèi)防護(hù)管安裝到外防護(hù)管中，把活動(dòng)槽開設(shè)到內(nèi)防護(hù)管下端，把電磁鐵安裝在活動(dòng)槽中，把固定彈簧安裝在電磁鐵的下端，把密封塊安裝在固定彈簧的下端。

7）內(nèi)防護(hù)管中管道是實(shí)心管，有不少的貫穿孔被布置在其內(nèi)部，而且分布是線性的、等間接的，放置槽和貫穿孔之間的內(nèi)徑尺寸彼此匹配，在連接排水孔和放置槽的線上布置貫穿孔，排水孔和活動(dòng)槽二者的開口是相互對(duì)應(yīng)的，在活動(dòng)槽的底部鑲嵌一塊電磁鐵，有不少組的固定彈簧，而且自活動(dòng)槽下端的四角呈現(xiàn)矩形形狀進(jìn)行分布，活動(dòng)槽中的密封塊被固定彈簧推出來(lái)，并在排水孔里面進(jìn)行了插接，在活動(dòng)槽要把密封塊再次帶回時(shí)，就可以打開電磁鐵，進(jìn)而促進(jìn)密封塊被電磁鐵所吸附，然后把密封塊再次帶到活動(dòng)槽中。

8）管路中有貫穿的排水泵一側(cè)的抽水端，而且使其一直延伸到水箱中，輸水管和排水泵一側(cè)的出水管固定連接，把不少的出水管設(shè)置與貫穿到輸水管的底部，而且支撐架底端有貫穿、延長(zhǎng)的出水管，出水管固定連接著伸縮桿的上部。

9）伸縮桿為設(shè)置中空，用螺紋把噴頭的上端和伸縮桿的底端連接起來(lái)，水箱中的水會(huì)被排水泵從伸縮桿中經(jīng)過(guò)，然后在輸送至噴頭中，進(jìn)而使防塵噴霧得以實(shí)現(xiàn)，噴頭距離放置槽的長(zhǎng)度可以由伸縮桿來(lái)實(shí)現(xiàn)，使噴頭便于拆卸[4]。

10）把安裝腔固定相連在支撐架兩側(cè)中的右側(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接著安裝腔，內(nèi)防護(hù)管兩端的左側(cè)一端的核心位置和驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有的輸出端是固定相連的，若想旋轉(zhuǎn)內(nèi)防護(hù)管，那么可以由驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)，進(jìn)而使貫穿孔具體位置被改變。

3 使用新型通風(fēng)除塵裝置

3.1 裝置的基本工作原理

1）在放置槽內(nèi)部插接有噴頭，所放置的貫穿孔是垂直的，進(jìn)而連通排水孔和放置槽，繼而把排水泵開啟，伸縮桿把水箱中的水一直輸送至噴頭內(nèi)部，然后在用排水孔、貫穿孔與放置槽來(lái)對(duì)內(nèi)防護(hù)管和外防護(hù)管進(jìn)行貫穿，使防塵噴霧得以實(shí)現(xiàn)。

2）在結(jié)束噴霧之后，開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)內(nèi)防護(hù)管，進(jìn)而使其旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而改變放置貫穿孔的位置，從垂直改變成水平，在此時(shí)，排水孔會(huì)和活動(dòng)槽的開口處相對(duì)，然后在關(guān)閉電磁鐵，由于固定彈簧所產(chǎn)生的彈力對(duì)密封塊的作用，而使其下移，那么密封塊會(huì)從活動(dòng)槽中滑出，滑出的密封塊插接至排水孔中，就會(huì)堵住排水孔，進(jìn)而避免有灰塵落到噴頭中。

3）在進(jìn)行拆卸時(shí)，伸縮桿會(huì)由于控制而進(jìn)行收縮，把噴頭從放置槽中取出來(lái)，然后再對(duì)噴頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，就能夠?qū)婎^進(jìn)行拆卸，在結(jié)束更換之后，把伸縮桿松開，在此時(shí)，由于重力對(duì)噴頭的作用，就會(huì)再次插接至放置槽中，便于其安裝和拆卸。

3.2 使用的優(yōu)勢(shì)

1）故障發(fā)生的概率比較低：和之前的噴霧除塵裝置相比較，當(dāng)沒有降塵要求時(shí)，新型的通風(fēng)除塵裝置能夠經(jīng)過(guò)使用防護(hù)組件來(lái)堵住噴頭，進(jìn)而防止在管路與噴頭中進(jìn)入粉塵，使故障在設(shè)備中發(fā)生的概率降低，延長(zhǎng)該裝置的使用期限。

2）較高的自動(dòng)化水平：開始與停止之前的噴霧裝置時(shí)，其操作只要是人工，并且在對(duì)割煤作業(yè)進(jìn)行停止時(shí)，仍需要人工來(lái)停止噴霧，可是，新型的通風(fēng)除塵裝置在控制噴頭進(jìn)行灑水時(shí)，是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣把自動(dòng)化除塵的水平給提高了，把除塵的工作強(qiáng)度給降低了[5]。

3）較好的降塵效果：在安裝完成之前的噴霧裝置之后，其高度是不能調(diào)節(jié)的，由于工作面中的風(fēng)流所帶來(lái)的影響，阻礙了除塵高度的提升，而新型的通風(fēng)除塵裝置不但可以對(duì)伸縮架進(jìn)行調(diào)節(jié)，還可以對(duì)不同位置的灰塵進(jìn)行清除，使用的范圍比較廣、較強(qiáng)的實(shí)用性、較好的除塵效果。

4）該新型除塵設(shè)備制造維護(hù)成本低：該新型除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造，設(shè)備構(gòu)件成本低，礦井地面的機(jī)修廠變可自行進(jìn)行焊接制作，制作整套設(shè)備總體成本低，且該新型除塵設(shè)備所用的配件大多具有較強(qiáng)的通用性，易拆卸易維修以及易更換，對(duì)于日常應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的一些小問(wèn)題，礦井值班維修員通常就可進(jìn)行維修。

5）該新型除塵設(shè)備適用性強(qiáng)，可應(yīng)用的范圍廣：在日常生產(chǎn)作業(yè)中，可把該設(shè)備布置于采煤機(jī)上有效降低綜采工作面粉塵濃度，也可裝設(shè)于掘進(jìn)機(jī)上來(lái)降低掘進(jìn)迎頭粉塵濃度，此外還可把該設(shè)備布置于采面轉(zhuǎn)載點(diǎn)位置以及皮帶機(jī)搭接部位，這樣也可起到較好的除塵降塵效果。

4 應(yīng)用效果分析

該礦在2021 年2 月將2 套新型通風(fēng)除塵裝置安裝于1101 工作面中，經(jīng)過(guò)使用3 個(gè)月的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)：相比較與之前的噴霧除塵裝置，大大減少了故障率，使維修設(shè)備的費(fèi)用降低；而且，當(dāng)該除塵裝置用于工作面之后，降低了所含的粉塵質(zhì)量，使除塵效果得到了提升，使回采工作面的安全性得到了提高，并取得的成效非常明顯。