秦帅
淮北矿业（集团）有限责任公司 袁店一井煤矿，安徽 淮北 235000
摘要: 随着煤矿开采机械化水平的提高,巷道粉尘浓度急剧增加,传统湿式除尘方式和技术已不能满足我国矿井开采的现实需要,为此本文结合袁店一井煤矿开采介绍一种干式除尘风机在煤矿巷道中的应用具体介绍了该干式除尘风机的工作原理和日常管理方法,实际应用表明,该干式除尘风机设备工艺简单、操作方便,在同等能耗下,除尘效率较高,既有效改善了作业环境,又确保了矿井的安全生产。
关键词: 干式除尘器; 煤矿; 风筒; 风量; 除尘效果; 综掘工作面
0 引言
袁店一井煤矿位于安徽省濉溪县袁店集附近，东距宿州市约40km、北距淮北市约42km。矿井于2007年6月16日开工建设，2011年12月23日正式投产，设计生产能力180万t/a，服务年限为51.6年，核定生产能力180万t/a。
东翼回风大巷采用综掘工艺，巷道粉尘有以下特点: ①掘进过程汇总，巷道粉尘浓度较高; ②粉尘分散度较大，可运移距离变大，现场环境极其恶劣，粉尘呈烟状扩散，能见度较低; ③粉尘易积聚，单位进尺内产生的粉尘总量较大; ④产尘地点多，掘进机破岩、胶带运输、锚杆支护、打钻过程。
为治理粉尘，改善作业环境，保障职工身体健康，矿井购进干式除尘器除尘，通过现场实践和改进，取得了良好的治理效果。
1 除尘器选型
1.1 巷道概况
东翼回风大巷使用EBZ260（H）悬臂式掘进机，该地点局部通风机FBDYNo6.3 /2×30kW，风筒800mm，风筒出风口实测风量为540～560m3/min。迎面墙为直墙半圆拱形，毛宽5500mm，毛高4350mm; 净宽5200 mm，净高4200 mm，墙高1600 mm，巷道施工断面面积20.7m2。东翼回风大巷断面内以砂质泥岩为主。
东翼回风大巷采用掘进机割、装岩，胶带输送机出矸方式进行施工。综掘机进刀深度约400mm，一个循环进刀4次，循环进尺1600mm。
1.2 干湿除尘风机优缺点比较
目前国内岩巷综掘除尘设备主要为除尘风机。通过比较，干式除尘风机较湿式除尘风机有以下优点:
（1）能源消耗。干式除尘风机除尘无需用水，省水、省电，同时不需要额外增加水处理设备或排水系统。
（2）操作简单，维护方便。干式除尘风机操作简单、维护便捷、清灰方便; 湿式除尘风机每班当粉尘浓度较大时，必须停机用水管冲洗除尘滤网，同时湿式除尘器容易烧电机，喷嘴易堵塞。
（3）除尘效率高并且效果稳定。干式除尘风机对亲水性粉尘、疏水性粉尘均适用，无论全岩巷道、半煤岩巷道或全煤巷道，设备本体除尘率均达99. 5% 以上，环境除尘效率均达90%以上; 湿式除尘风机在全岩巷道、半煤岩巷道(疏水性粉尘)除尘效果较差。由于岩尘较煤尘黏附性差、比表面积大、表面张力大、亲水性差，选择湿式除尘风机不利于发挥除尘效率。
（4）环境舒适。干式除尘器排放小于4mg/m3，整个巷道视觉通透，环境清洁; 而湿式除尘器尾部排放是粉尘和水雾的混合物，不仅没有除去粉尘还产生大量的水雾，环境视觉安全性差，人体舒适度低。
1.3 设备选型
由于东翼回风大巷压风风筒出风口实测风量为440～460m3/min，考虑到干式除尘风机风筒及除尘本体的阻力，选择KCG-500D 型干式除尘设备。该设备额定除尘风量为500m3/min，与东翼回风大巷工作面风量相匹配。
2 除尘风机现场布置情况
2.1 KCG-500D 型干式除尘风机概况
KCG-500D 型干式除尘设备由除尘器本体、通风机、风筒、管道组成; 除尘器本体由箱体、喷吹系统、集灰卸灰装置、清灰系统及控制装置等组成，配套风机FBDYNo6.0/2×15KW局部通风机。
2.2干式除尘风机工作原理
含尘烟气由进气口进入，在气流分布板均流的作用下均匀充满到整个箱体，在后置引风机的作用下，含有粉尘的气体穿过滤筒，粉尘颗粒被滞留在滤筒表面，洁净气体穿过滤筒进入上箱体由风口排出。
当滤筒上积累的粉尘达到一定阻力后，通过手动开关阀控制脉冲阀喷吹，各排滤筒清灰依次进行，压缩空气通过喷吹管上正对滤筒的小孔以高速冲出，在其冲入滤筒内部的同时，又诱生一股数倍于压缩空气的二次气流，于是产生一种瞬时冲击波并沿整个裙式滤筒的高度方向向下传播，使聚积在滤筒外表面的粉尘落下，清下来的粉尘落入皮带机上。
2.3干式除尘风机现场布置
负压风筒连接采用吊挂滑槽吊在矿井巷道顶部，中间用搭扣连接。风筒吊挂可以在滑槽内自由滑动并留有富余伸缩。工作面通风方式为“长压短抽”。
2.4 除尘风机日常管理
（1）现场测试数据。巷道横截面积20.7m2，压风筒距迎面墙13m时，迎面墙处风速0.64m/s，除尘风机风筒距工作面5m，工作面产生的粉尘约8s到达吸风口位置，除尘风机吸风量为370m3/min，工作面压风量为460m3/min。
除尘风机未开启时，综掘机司机处粉尘浓度为297.3mg/m3，除尘风机排风口后50m粉尘浓度为277.3mg/m3。通过以上数据分析可知: ①工作面压风量大于吸风量，风量不匹配，造成部分含尘风流（90m3/min）混入回风流，污染巷道环境; ②迎面墙风速过高，除尘风机吸尘时间短，不利于除尘风机有效工作。采取的办法: 压风风筒距工作面保证在8～23 m，除尘风机风筒吸风口距工作面5～7m（根据《煤矿安全规程》专家解读，压风风筒距工作面距离为8～5，吸风风筒距工作面距离为1.5，S 为巷道断面积，取20.7 m2），除尘风机吸尘口向巷道中部，口微微向下，前0.3m不用吊挂让其自然下垂。通过以上的风筒吊挂方式，在保证工作面风量充足的情况下，合理设置“长压短抽”通风距离，降低工作面风速，含尘气流绝大多数进入除尘风机，得到有效净化。
（2）除尘风机日常维护。①截割前或出岩时，开启各转载点喷雾，再开启综掘机喷雾和除尘风机，在综掘机作业时，除尘风机至工作面掘进面区域的作业人员必须佩戴个体防尘装置，方可开动综掘机。综掘机停止运转后进行其他作业时，按规定关闭除尘风机，再关闭各转载点喷雾，并立即恢复压风风筒，保持掘进面正常供风。②停机后要每班及时对除尘风机内部进行清理。每周对除尘风机的排污斗内部检查清理一次，必须确保排污斗内部无泥淤积，以保证排污斗畅通，脱水排污正常。③每天对振弦过滤板进行观察，检查断丝状况，超过标准立即更换，每周对振弦过滤板进行一次强制拆解清洗或更换。④使用过程中严禁重物砸伤叶轮或对应的外壳，以免降低叶轮和保护圈之间的安全间隙或产生摩擦，带来安全隐患。⑤调整气路系统，压缩空气压力保持在 0.5-0.7 MPa。⑥定期查听电动机运转声音是否正常，检查电动机运转温度是否正常。
2.5 除尘风机可能出现的故障及排除方法
（1）运行阻力大
原因可能是：①粘糊滤筒；②脉冲阀不工作或损坏；③压缩空气压力太低。排除方法：①清洁或者更换滤筒；②维护或更换脉冲阀；③检查气路系统及空气压缩机。
（2）运行阻力小
原因可能是：①烟气短路；②滤筒破损；③测压装置或主引风机电流表失灵。排除方法：①此时可见排放浓度增加，检查并补焊；②检查并更换滤筒；③更换或修理风机电流表。
（3）脉冲阀不工作
原因可能是:①脉冲阀内有杂物，一直漏气；②点动按钮损坏；③压缩空气压力太低。排除方法：①仔细清理脉冲阀；②更换按钮；③检查气路系统及压缩机。
（4）除尘效率下降
原因可能是：①设备、各连接管道路漏风；②过滤元件损坏；③清灰不及时；④下部卸灰装置不密封。⑤除尘风量与巷道主风量不匹配。
排除方法：①找到密封不严的位置，进行密封处理。②更换过滤元件。③停机后进行清灰操作。④修复密封板使其密封严密，如有需要进行更换。⑤调节送风风量或调节除尘设备的吸风风量。
3 除尘效果
在岩巷综掘过程中，干式除尘风机除尘效果显著，施工环境大大改观，职工身体健康得到有效保障，巷道总粉尘浓度下降明显，除尘效率达 98%-99% (表1) 。
表1 东翼回风大巷粉尘测量结果
测点 粉尘浓度/(mg·m-3） 除尘效率/%
风机开启前 风机开启后
综掘机司机 297.3 2.63 99.12
除尘风机排风口后50m 277.3 3.21 98.84
注：工作面风量460m3/min；除尘风机吸风量370m3/min。
4 结语
通过现场测量，干式除尘风机在岩巷综掘过程中，除尘效果显著，掘进过程中产生的粉尘集中在除尘风机与工作面之间，含尘气流绝大多数进入除尘风机中，得到沉降，回风流粉尘浓度大大降低，能够满足职业卫生需要。
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作者简介：秦帅（1989—），男，安徽淮北人，工程师，硕士，2014年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现从事掘进技术管理工作。电话：13856141427；邮箱：729063259@qq.com