安全工程師考試《安全生產(chǎn)技術(shù)》資料選登(5)

　　摘要 針對(duì)掘進(jìn)巷道的特點(diǎn)，研制了一種高效實(shí)用的自激式水浴水膜除塵器，并對(duì)其結(jié)構(gòu)、除塵過(guò)程和與掘進(jìn)機(jī)相配套的方式進(jìn)行了研究分析。還對(duì)掘進(jìn)巷道中的產(chǎn)塵源進(jìn)行了調(diào)查和分析，認(rèn)為掘進(jìn)巷道的防塵方法：應(yīng)先采用掘進(jìn)機(jī)頭的內(nèi)外噴霧，然后采用長(zhǎng)壓短抽的通風(fēng)除塵系統(tǒng)和利用除塵器將含塵空氣進(jìn)行凈化;對(duì)轉(zhuǎn)載點(diǎn)除塵采用簡(jiǎn)易閉密罩加噴霧;對(duì)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(gè)巷道的粉塵濃度。

　　關(guān)鍵詞 掘進(jìn)巷道 除塵器 機(jī)掘工作面 轉(zhuǎn)載點(diǎn)

　　1 前言

　　隨著掘進(jìn)巷道機(jī)械化程度的提高，高效、大功率掘進(jìn)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和局部通風(fēng)設(shè)備的使用，使掘進(jìn)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(jìn)巷道內(nèi)主要產(chǎn)塵源有掘進(jìn)工作面、運(yùn)輸設(shè)備的各轉(zhuǎn)載點(diǎn)和巷道周壁粉塵的二次揚(yáng)塵等。其中，產(chǎn)塵量最大的是掘進(jìn)工作面，據(jù)測(cè)定掘進(jìn)機(jī)割煤時(shí)，粉塵濃度高達(dá)(1000-3000)mg/m3;其次是運(yùn)輸設(shè)備的各轉(zhuǎn)載點(diǎn)，粉塵濃度也高達(dá)(300-500)mg/m3;如此多的塵源產(chǎn)生的大量粉塵彌散整個(gè)工作面和巷道，使掘進(jìn)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(jìn)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(dá)到規(guī)定值。為此，筆者將對(duì)機(jī)掘工作面、轉(zhuǎn)載點(diǎn)和巷道周壁粉塵的控制技術(shù)進(jìn)行探討。

　　2 機(jī)掘工作面除塵

　　機(jī)掘工作面在安全生產(chǎn)中，突出的問(wèn)題是產(chǎn)塵量大、分散度高，若采用一般的降塵措施(即掘進(jìn)機(jī)內(nèi)外噴霧)是難以解決的。據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究實(shí)踐表明，機(jī)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(jìn)機(jī)內(nèi)外噴霧的基礎(chǔ)上，安裝除塵設(shè)備進(jìn)行吸塵凈化。目前，國(guó)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(jìn)巷道空間小、設(shè)備移動(dòng)頻繁，故要求所使用的除塵器應(yīng)具有體積小、重量輕、移動(dòng)維護(hù)方便，且除塵效率高(特別是對(duì)呼吸性粉塵)等特點(diǎn)。如果采用一些國(guó)內(nèi)外的大型除塵系統(tǒng)和設(shè)備很難達(dá)到要求，為此，筆者對(duì)煤巷機(jī)掘工作面的粉塵狀況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和測(cè)定，并作了大量的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)證明，該種除塵器除塵效率達(dá)98%以上，對(duì)呼吸性粉塵的除塵效率也達(dá)90%。下面對(duì)其結(jié)構(gòu)、除塵過(guò)程以及與掘進(jìn)機(jī)相配套方式作簡(jiǎn)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(jī)、排漿閥和注水孔等組成。其除法過(guò)程是含塵氣體由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)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(guò)上導(dǎo)流葉片間的彎曲通道時(shí)，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(jī)(電機(jī)外殼需作專門的防水處理)排出到巷道中，其除塵機(jī)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(kuò)散等作用�？傊�，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(dòng)，當(dāng)水箱中濃度達(dá)到一定值后，通過(guò)排漿閥定期排出，并沖洗水箱，由供水管補(bǔ)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(jìn)機(jī)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(zhǎng)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(hù)比較簡(jiǎn)單，并能有效排除瓦斯的積聚和滯留，實(shí)現(xiàn)粉塵的就地凈化。工作面風(fēng)量由壓入式局部風(fēng)機(jī)供給，通過(guò)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(shí)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(jìn)行清除。除塵后的凈化風(fēng)流由配套風(fēng)機(jī)排到巷道。

　　壓入式風(fēng)筒口距機(jī)掘工作面的距離的選�。喝绻�，壓入式風(fēng)筒口距機(jī)掘工作面的距離過(guò)小，掘進(jìn)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(jī)掘工作面距離過(guò)大，則排塵風(fēng)速過(guò)小，不易形成吹吸系統(tǒng)，對(duì)收塵不利。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐壓入式風(fēng)筒口距機(jī)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(jī)掘工作面的距離：若除塵器吸塵口距機(jī)掘工作面的距離太小，機(jī)掘工作面產(chǎn)生的大量粉塵會(huì)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(jī)掘工和的距離太大，機(jī)掘工作面產(chǎn)生的粉塵也經(jīng)過(guò)司機(jī)以后，才被吸入除塵器，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)處的粉塵濃度得不一有效除低，對(duì)掘進(jìn)機(jī)司機(jī)身體危害極大。因此，一般除塵器吸塵口距機(jī)掘工作面的距離選取L壓<=1.5S開平方為宜。