安全工程師考試《安全生產(chǎn)技術(shù)》資料選登(5)

　　摘要 針對掘進巷道的特點，研制了一種高效實用的自激式水浴水膜除塵器，并對其結(jié)構(gòu)、除塵過程和與掘進機相配套的方式進行了研究分析。還對掘進巷道中的產(chǎn)塵源進行了調(diào)查和分析，認(rèn)為掘進巷道的防塵方法：應(yīng)先采用掘進機頭的內(nèi)外噴霧，然后采用長壓短抽的通風(fēng)除塵系統(tǒng)和利用除塵器將含塵空氣進行凈化;對轉(zhuǎn)載點除塵采用簡易閉密罩加噴霧;對巷道周壁的粉塵采用噴灑粘塵劑固塵，才能有效地降低整個巷道的粉塵濃度。

　　關(guān)鍵詞 掘進巷道 除塵器 機掘工作面 轉(zhuǎn)載點

　　1 前言

　　隨著掘進巷道機械化程度的提高，高效、大功率掘進機、運輸機和局部通風(fēng)設(shè)備的使用，使掘進巷道內(nèi)產(chǎn)塵源增多、產(chǎn)塵量增大，巷道內(nèi)空氣中的粉塵濃度大大增加。掘進巷道內(nèi)主要產(chǎn)塵源有掘進工作面、運輸設(shè)備的各轉(zhuǎn)載點和巷道周壁粉塵的二次揚塵等。其中，產(chǎn)塵量最大的是掘進工作面，據(jù)測定掘進機割煤時，粉塵濃度高達(1000-3000)mg/m3;其次是運輸設(shè)備的各轉(zhuǎn)載點，粉塵濃度也高達(300-500)mg/m3;如此多的塵源產(chǎn)生的大量粉塵彌散整個工作面和巷道，使掘進巷道內(nèi)粉塵濃度嚴(yán)重超限。這些高濃度、高分散度的粉塵嚴(yán)重影響礦工的身體健康，威脅著礦井的安全生產(chǎn)。因此，必須采取有效措施，控制掘進巷道內(nèi)各塵源的產(chǎn)塵量，使巷道內(nèi)空氣中的粉塵濃度達到規(guī)定值。為此，筆者將對機掘工作面、轉(zhuǎn)載點和巷道周壁粉塵的控制技術(shù)進行探討。

　　2 機掘工作面除塵

　　機掘工作面在安全生產(chǎn)中，突出的問題是產(chǎn)塵量大、分散度高，若采用一般的降塵措施(即掘進機內(nèi)外噴霧)是難以解決的。據(jù)國內(nèi)外的研究實踐表明，機掘工作面的粉塵控制技術(shù)必須采取綜合降塵措施，即在掘進機內(nèi)外噴霧的基礎(chǔ)上，安裝除塵設(shè)備進行吸塵凈化。目前，國內(nèi)外研制的除塵器種類很多，除塵原理多種多樣，但由于礦山井下掘進巷道空間小、設(shè)備移動頻繁，故要求所使用的除塵器應(yīng)具有體積小、重量輕、移動維護方便，且除塵效率高(特別是對呼吸性粉塵)等特點。如果采用一些國內(nèi)外的大型除塵系統(tǒng)和設(shè)備很難達到要求，為此，筆者對煤巷機掘工作面的粉塵狀況進行了現(xiàn)場調(diào)查和測定，并作了大量的實驗研究，研制了一種新型高效的自激式水浴水膜除塵器，經(jīng)理論論證和實驗證明，該種除塵器除塵效率達98%以上，對呼吸性粉塵的除塵效率也達90%。下面對其結(jié)構(gòu)、除塵過程以及與掘進機相配套方式作簡要介紹。

　　2.1 除塵器的結(jié)構(gòu)和除塵原理

　　除塵器結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要有上下導(dǎo)流葉片、脫水器、水箱、軸流式風(fēng)機、排漿閥和注水孔等組成。其除法過程是含塵氣體由進風(fēng)口進入除塵器轉(zhuǎn)彎向下的導(dǎo)流葉片沖擊水面，較大的塵粒由于慣性作用落入水箱中，而較小的塵粒隨氣流以較高速度通過上導(dǎo)流葉片間的彎曲通道時，與激起的大量水滴充分碰撞而被捕獲沉降。含塵含水的氣流又在離心力的作用下，在除塵器內(nèi)壁和上下導(dǎo)流葉片上形成一定厚度的水膜，將塵粒捕集下降。再由脫水器除掉氣流中的水滴水霧后，經(jīng)軸流風(fēng)機(電機外殼需作專門的防水處理)排出到巷道中，其除塵機理主要是氣流中的塵粒與液面和霧化液滴之間產(chǎn)生慣性碰撞、載留、擴散等作用。總之，這種除塵器具有水浴、水滴、離心力產(chǎn)生的水膜等三種除塵功能，因而可得到較高的除塵效率。另外，被水滴捕集落入水箱里的粉塵，沉積到水箱底部或隨氣流沖擊不斷攪動，當(dāng)水箱中濃度達到一定值后，通過排漿閥定期排出，并沖洗水箱，由供水管補充新水。

　　2.2 通風(fēng)除塵系統(tǒng)的確定

　　合理的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，應(yīng)能有效地控制掘進機產(chǎn)生的粉塵，并把含塵空氣吸入除塵器中加以凈化，以提高除塵效率。為此，采用長壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)(如圖2所示)。這種除塵系統(tǒng)的管理與維護比較簡單，并能有效排除瓦斯的積聚和滯留，實現(xiàn)粉塵的就地凈化。工作面風(fēng)量由壓入式局部風(fēng)機供給，通過配風(fēng)器調(diào)節(jié)風(fēng)量，保證抽入除塵器的風(fēng)量大于工作面的實際風(fēng)量，使工作面風(fēng)流中高濃度的粉塵全部抽入除塵器進行清除。除塵后的凈化風(fēng)流由配套風(fēng)機排到巷道。

　　壓入式風(fēng)筒口距機掘工作面的距離的選�。喝绻�，壓入式風(fēng)筒口距機掘工作面的距離過小，掘進工作面產(chǎn)生的粉塵容易被帶出工作面;若壓入式風(fēng)筒口距機掘工作面距離過大，則排塵風(fēng)速過小，不易形成吹吸系統(tǒng)，對收塵不利。根據(jù)生產(chǎn)實踐壓入式風(fēng)筒口距機掘工作面的距離，宜取L壓<=(4-5)S開平方。

　　除塵器吸塵口距機掘工作面的距離：若除塵器吸塵口距機掘工作面的距離太小，機掘工作面產(chǎn)生的大量粉塵會被風(fēng)流帶出，并且把大量較粗粉塵吸入除塵器內(nèi)，增大除塵器內(nèi)水箱污水的清換次數(shù);假若除塵器吸塵口距機掘工和的距離太大，機掘工作面產(chǎn)生的粉塵也經(jīng)過司機以后，才被吸入除塵器，掘進機司機處的粉塵濃度得不一有效除低，對掘進機司機身體危害極大。因此，一般除塵器吸塵口距機掘工作面的距離選取L壓<=1.5S開平方為宜。