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1、技术经验煤矿安全(2009-03)·19·综掘面空气幕封闭式除尘系统的研究与应用11121聂文,程卫民,郭允相,阮国强,周刚(1.山东科技大学资源与环境工程学院,山东青岛266510;2.兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿,山东邹城273500)摘要:针对目前综掘面在采用综掘机内、外喷雾及抽出式除尘风机整体除尘效果不理想的情况,提出了综掘面封闭式除尘系统,该系统利用空气幕控尘原理有效地将粉尘控制在掘进机前方,且设备布置简单、操作方便;根据综掘面的产尘规律和设备、工艺特点,优化了空气幕喷嘴位置和数量、除尘风机吸尘口位置等参
2、数;通过现场应用,验证了该封闭式除尘系统的设计科学、合理,能有效地降低综掘面的粉尘浓度。关键词:综掘面;粉尘;封闭式;除尘系统;空气幕+中图分类号:TD714.4文献标识码:B文章编号:1003-496X(2009)03-0019-03随着掘进工作面生产现场综合机械化程度的不排除滞留粉尘和积聚瓦斯等优点。断提高,生产现场的产尘量也急剧增加,据实测,在不采用任何防尘措施的情况下,综掘工作面迎头的3粉尘浓度为1200～1500mg/m,个别高达30003mg/m左右。大量粉尘的存在,不仅污染环境,危害作业人员身心健康,
3、而且由于煤尘具有爆炸性,严重〔1〕影响着矿井的安全生产。目前,我国综掘工作面防尘主要是采用综掘机内、外喷雾、综掘机液压除尘风机以及除尘器的抽尘净化系统,但是,由于各种除尘技术的不足和局限图1长抽短压式通风示意图性,仍导致掘进迎头产尘量大,能见度较低,不但影响了作业人员的操作视线,而且给生产带来了严重2长抽短压式通风系统粉尘分布场分析的安全隐患,影响了掘进迎头的施工质量。通过现场实测与数值分析,利用Surfer软件中1综掘面局部通风方式的选择插值算法实现对规则网格数据和散乱数据的插值处理,通过面成像功能绘制了综掘面在
4、长抽短压式通目前,瓦斯涌出量较小的煤矿,其综掘面的局部风系统下,采用综掘机内、外喷雾及抽出式除尘风通风方式主要有单抽出式、长抽短压式、长压短抽式机,而不采取封闭式控尘系统,综掘机的切割滚筒转和长抽长压式4种。从这4种方式的除尘效果来速为35r/min时,距离掘进迎头0～20m处粉尘浓看,以单抽出式、长抽短压式通风为好,但是由于受度分布规律图,如图2所示。到我国除尘风机功率小、国外大型抽出式风机(体积大、质量大)不适合国内生产现状的制约,此两种通风方式还不能满足综掘机掘进通风的需要。而长抽长压式通风在不考虑除尘风机选
5、型的基础上,整个巷道全部处在风筒重叠段,容易产生微风,造成瓦斯积聚,且管理困难。为此,考虑我国目前的掘进通风现状,在我国瓦斯涌出量较小的煤矿中,大多数选择采用长压短抽通风方式来解决综掘机掘进通风问题,此种通风方式(如图1所示)具有风筒管理维护图2综掘机转速为35r/min时综掘工作面的粉尘场简单,伸缩风筒用量少,除尘风机可随机移动及有效分布情况(不采取封闭式控尘系统)·20·煤矿安全(Total412)技术经验从图2可见,在只采用综掘机内、外喷雾及抽出口送风量的大小成正比,由此,可得出末端轴心速度式除尘风机时,综掘
6、面现场的粉尘浓度总体上随着与喷口送风量的关系:距掘进迎头的长度增加而逐渐降低,粉尘浓度最高6Qvm=(2)2点出现在离迎头2m左右距离内(吸风口前端距综5πr9sr+0.41r23掘面迎头的距离为2.5m)。虽然在抽出式通风机式中,Q为圆形喷口送风量,Q=v0πr,m/s。的抽风排尘作用下,吸风口后的粉尘浓度大大降低,在实际应用中,这3个方面的作用是相互牵制但是司机作业地点(距离掘进迎头约为7m)的粉尘的,要使空气幕的抗扩散能力强,必须要求空气幕具3浓度仍然比较高,接近90mg/m,致使司机作业处有较大的出口尺寸和
7、较大的风速,空气幕出口尺寸人员患职业病危害的可能性仍然比较大。越大,喷口风速越高,它的抗扩散能力越强,但空气幕的卷吸作用也越大,而且会造成顶板粉尘的二次3综掘面封闭式除尘系统的研究飞扬。结合现场实际情况合理选取空气幕的有关设为了保证掘进过程中产生的大量粉尘不随着风计参数,保证空气幕既能有效阻止粉尘向控尘区扩流进入回风流,从而确保生产现场有一个良好的工散,又能减小空气幕卷吸空气量和粉尘的二次飞〔4〕作环境,就必须将掘进过程中产生的粉尘控制在掘扬。进机前方并将该部分粉尘通过抽出式除尘风机抽出3.2空气幕喷嘴的设计净化。
8、从现场实际来看,将粉尘控制在掘进机前方为了有效地封闭巷道断面,依据上述理论分析、的可行方法是采取封闭迎头与综掘机司机作业处前巷道断面情况、喷嘴的性能以及产尘的分布状况等,端。为了能够有效地控制粉尘,提高现场能见度,并并在大量试验的基础上对空气幕喷嘴进行了优化设使设备布置简单、操作方便,封闭式系统采用了空气计。喷嘴布置在综掘机的上部、两侧和除尘风机吸幕控尘工艺
