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煤矿安全掘进机喷雾降尘分析

1掘进工作面气幕除尘技术研究现状

掘进通风的方式有四种,为混合式、抽出式压入式和可控循环式。掘进通风除尘技术是以压抽混合式通风作为基础的,然后配合使用除尘器由此发展而来。秦跃平等研究“长压短抽”式除尘通风时掘进巷道中粉尘运移和分布规律,与压风筒口位置、抽吸比及压入风量等通风参数进行对比,从而分析对粉尘分布范围及其浓度的影响。前苏联谢别列夫等学者对矿用空气幕进行了大量的研究,并在20世纪50年代将空气幕引入矿山巷道中。

2抽尘净化装置设计

新式机械除尘净化装备采用掘进机喷雾降尘系统和抽尘净化系统的组合,使二者配合,达到高效除尘的效果。一方面要降低粉尘产生量,利用内喷雾将大部分粉尘消灭在产尘的初期,外喷雾防止粉尘扩散、并将大颗粒的粉尘沉降下来。喷雾降尘无法将粉尘全部消除,尤其是微细粉尘。如图1所示为抽尘净化装置示意图,除尘风机产生负压把掘进产生的含尘空气抽吸到净化器内部,随气流继续运动被除尘器叠板阻挡拦截并沉降。喷雾水由电磁阀控制,水压力不小于0.5MPa。除尘器叠板由多层波形不锈钢丝网组成,各层筛网又交替用很细的不锈钢金属丝编制而成。除尘器就是由这样一组波纹板组成,被喷雾润湿的粉尘颗粒经过除尘器叠板时基本上被粘附捕集,并顺金属丝向下流到集水圆锥体内,污风得到很好的净化。除尘器在系统中位置,最初考虑布置在转载机上,这样除尘器就可随转载机同时随掘进机移动。后来考虑除尘器固定稳定性和转载机的强度,转载机需要重新设计加固,另外安装高度要高,将限制其使用范围。

3安装位置分析

为了满足系统对工作面的有效供风量要求,更换了2×30KW大功率的风机和高质量的风筒;为了保证湿式降尘器内喷嘴的雾化效果和防止喷嘴堵塞,降尘器供水采用了清水,并在除尘空间上设置了过滤器。系统成套设备下井安装调试完毕,并开始了井下工业性试验。累计共试验98个工作日,共掘进距离1240m,试验期间,由矿上通风科对工作面粉尘情况进行测定。式中总粉尘浓度降尘率达97.8%~98.4%;呼吸性粉尘降尘率达97.2%~97.9%;降尘器总粉尘浓度降尘达98.2%;呼吸性粉尘降尘率达98.0%。如图2所示为除尘净化系统布置示意图,除尘净化系统随同掘进机同步移动。为实现同步移动,将抽尘风筒固定在掘进机上,吸入口位于司机的前方1.2m处,除尘器和离心风机放置在同一个架子上并骑跨在伸缩式胶带机的机尾架上,通过桥式转载机与掘进机联系在一起实现同步。

4结论

旋转流场为进风口处的风经旋流器形成的定向风流,具有一定的正压,防止粉尘向外扩散,避免二次扬尘;向下压的旋转正压分流流场诱导掘进头处粉尘定向流动并向下导流进入负压吸风口,且能够在作业人员和粉尘之间形成一道风墙。吸风口,且能够在作业人员和粉尘之间形成一道风墙。

参考文献:

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作者:霍文博 单位:太原理工大学安全科学与工程系

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