黄陵一号煤矿除尘风机的研究应用
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【摘 要】巷道掘进过程中需要破煤岩，进而产生煤岩粉尘，粉尘对人体伤害程度较大，通过呼吸进入人体后易导致呼吸性疾病比如矽肺病这样的职业病；另外粉尘还有损坏机械设备、加速机械磨损的坏处。矿井煤尘还会引起电气设备短路、接地等故障。对于具备爆炸性的粉尘，比如煤尘，当达到一定浓度时如果存在火源，还能引起爆炸，对煤矿安全生产造成严重的影响。以往我们采用的在各转载点安设喷雾装置、进回风巷道安装水幕以及煤壁注水等方法很难真正控制浮尘。针对这一现实情况，我矿引进扬州市超博矿业机电设备有限公司生产的KCS--420LZ型湿式螺弦除尘风机，通过在310工作面的试用，降尘效果较为明显，取得了良好效果。
【关键词】粉尘；职业病；除尘风机；降尘效果
一、前言
近年来，随着矿井综合机械化水平不断提高及生产、通风、运输等系统不断优化，煤矿原煤生产不断提高，综掘工作面数量不断增多；掘进巷道机械化程度的提高，高效、大功率掘进机、运输机和局部通风设备的使用，使掘进巷道内产尘源增多、产尘量增大，巷道内空气中的粉尘浓度大大增加。掘进巷道内主要产尘源有掘进工作面、运输设备的各转载点和巷道周壁粉尘的二次扬尘等。随着工业生产和科学技术的不断进步，矿山防尘工作在其基础理论、除尘技术和设备等各方面有了很大的进展。特别是60年代以来，矿山呼吸粉尘的状况及其有关治理技术与设备的研究开始备受重视，并取得了显著的成果。在矿井及供排水系统完整方便、矿岩不怕水等条件下，大都采用除尘器来解决巷道掘进时的煤尘。与此同时，除尘器的种类也有了广泛发展，主要有水幕、湿式旋流除尘器等。以往我们采用的在各转载点安设喷雾装置、进回风巷道安装水幕以及煤壁注水等方法很难真正控制浮尘，因此设计一套除尘装置来解决掘进过程中出现的大量煤尘，对于改善工作环境及人身健康具有重要意义。
针对这一现实情况，我矿引进扬州市超博矿业机电设备有限公司生产的KCS--420LZ型湿式螺弦除尘风机，通过在310工作面的试用，降尘效果较为明显，取得了良好效果。
二、设备介绍
310进风顺槽断面为矩形巷道，掘进宽度4.4m，高度2.7m，沿煤层顶板掘进。根据巷道断面形式、尺寸，我们引进扬州市超博矿业机电设备有限公司生产的KCS--420LZ型湿式螺弦除尘风机。湿式螺弦除尘风机按其选用风机形式及应用于不同工作面情况，主要分为轴流式除尘风机和离心式除尘风机两大系列。我们采用轴流式除尘风机。图1为除尘风机安装示意图。
该除尘风机主要由抽出式轴流防爆局部通风机、机架、铺尘器组成；风机置于铺尘器前面，电动机安装在上、下两气道之间，铺尘器处于正压运行状态。其外形尺寸为（长×宽×高，单位mm）：3180×950×1200。见图2。
三、工作原理及性能特点介绍
1、工作原理
当掘进工作面掘进机开启时，湿式除尘风机也同时开启，利用抽出式轴流通风机的工作原理，将迎头含尘空气经风机动力压入除尘器，通过振弦过滤板时，在来流方向上设置的水喷雾器向振弦过滤板上喷雾，附有水幕的纤维能是粉尘湿润增重或凝固、滞留，同时由于通过的含尘气体使纤维在气流冲击下产生振动。强化了水雾雾粒与含尘气体中粉尘融合，提高了对微细粉尘的捕获。由于振弦过滤板自身纤维的自净能力及喷雾器不断向振弦过滤板喷雾，使经过振弦过滤板的含尘气体变成湿润的含尘液气流。含尘液气流通过旋流器形成高速旋转的液气流，在离心力的作用下将含尘水雾抛向脱水筒内壁形成污水流，通过脱水环下排污斗流出机外或进入循环过滤水箱重新经喷雾泵站循环使用，除尘风机出风口排出净化后的洁净空气。图3为捕尘器结构简图。
2、设备性能特点
（1）该除尘风机直接利用由叶轮高速旋转所产生的旋转气流强化含尘空气中的粉尘与水雾雾粒的冲突，使其得到充分混合并形成含尘液滴，由旋转气流产生的离心力将含尘液滴抛到内筒壁上，经通孔进入夹层空腔落入积水盒后被排出，从而实现捕获气载粉尘、净化空气的目的。
（2）该设备在实际应用中还具有除尘效率高、运行成本低、节能效果显著、无需经常维护的优点。
（3）与掘进机机载负压除尘风机相比，效果较为明显。
四、使用效果
1、使用除尘风机前后效果分析
2、数据采集
（1）未使用除尘风机全尘：123
未使用除尘风机呼尘：41
（2）使用除尘风机后全尘：41
使用除尘风机后呼尘：24
3、除尘风机总效率：（123-41）/123=66.7%
4、除尘风机呼尘除尘效率：（41-24）/41=41.5%
陕西陕煤黄陵矿业公司一号煤矿
2、数据采集
（1）未使用除尘风机全尘：128
未使用除尘风机呼尘：40
（2）使用除尘风机后全尘：30
使用除尘风机后呼尘：25
3、除尘风机总效率：（128-30）/128=76.5%
4、除尘风机呼尘除尘效率：（40-25）/40=36.6%
2、经济效益
原来该掘进工作面正常割煤时的全尘浓度一般在123mg/m3左右，呼吸性粉尘浓度一般在41mg/m3左右，自从使用了湿式螺旋除尘风机后，该工作面的全尘浓度降至41mg/m3左右，降幅65--77%；呼吸性粉尘浓度降至24mg/m3左右，降幅为40%左右。生产期间降尘效果非常明显，保证了矿工的身体健康及矿井安全生产。该设备在实际应用中还具有除尘效率高、运行成本低、节能效果显著、维护量小。
3、社会效益
一号煤矿除尘风机的推广应用，降尘效果非常明显，保证了职工的身体健康及矿井安全生产。同时大大提高了矿井的现代化水平，为建设井下工厂化提供有利因素。
五、结语
我矿310掘进工作面通过使用扬州市超博矿业机电设备有限公司生产的KCS--420LZ型湿式螺旋除尘风机，降低了掘进顺槽在正常掘进时煤尘飞扬现象，并能消除部分气体中的有毒有害成份，使作业环境得到较大的提高。经矿通风区测尘人员现场测定，原来该掘进工作面正常割煤时的全尘浓度一般在123mg/m3左右，呼吸性粉尘浓度一般在41mg/m3左右，自从使用了湿式螺旋除尘风机后，该工作面的全尘浓度降至41mg/m3左右，降幅达65--77%；呼吸性粉尘浓度降至24mg/m3左右，降幅为40%左右。生产期间降尘效果非常明显，保证矿工的身体健康及矿井安全生产。目前已在全矿推广应用。