湿式风水射流除尘风机在炮掘工作面的应用

摘 要：在岩巷炮掘工作面使用湿式风水射流除尘风机，利用高压风水射流形成的负压进行除尘，显著降低呼吸性粉尘浓度，改善了掘进工作面通风质量，减少了粉尘对一线职工身体的危害，从源头上预防了矽肺病的发生。

关键词：全岩；炮掘工作面；湿式风水射流除尘风机；除尘

岩巷炮掘工作面粉尘主要来自放炮、出货、拌料、喷射混凝土等生产工序。产尘量占井下总产尘量25%～35%，高浓度的粉尘充斥整个掘进巷道，工作环境恶化，严重危害矿工健康，造成肺的弥漫性纤维化，引起矽肺病，严重者影响肺功能，丧失劳动能力，发展为肺心病、心衰及呼吸衰竭。

采用湿式风水射流除尘风机，能够有效降低炮掘工作面呼吸性粉尘浓度。

1 工作面概况

淮北岱河矿业Ⅲ61出煤巷，全岩，断面13.6m2，设计全长700m，10°下坡，施工工艺为炮掘锚喷支护。采用FBD №6.0 15×2型轴流对旋式局部通风机供风，供风量为320m3/min。掘进工作面放炮、喷浆等工序产尘量最大，全尘1200mg/m3，呼尘560mg/m3。

2 湿式风水射流除尘风机应用

2.1 湿式风水射流除尘风机结构

湿式风水射流除尘风机由输尘管（柔性风筒）、除尘管（铁质风筒）、排风管（柔性风筒）、放水管、高效气水喷雾装置等构成。

2.2 湿式风水射流除尘风机原理

利用压风高速水射流喷射形成的负压，将掘进工作面迎头的含尘风流吸入输尘管（柔性风筒），高度雾化的高速水射流与含尘风流中的粉尘相互作用将粉尘捕获，含尘污水通过排水装置排除，达到净化风流的目的。（图1）

图1

2.3 湿式风水射流除尘风机主要技术参数

（1）最大处理风量：280m3/min；（2）总粉尘除尘效率：≥96%；（3）适用水压：2～6MPa；（4）适用风压：0.3～0.6MPa；（5）耗水量：20L/min；（6）外形尺寸：4500*700*700mm；（7）设备重量：118Kg。

2.4 压入式风筒出风口位置

根据现场测试及《煤矿安全规程》规定，将压入式风筒出风口放置在巷道的一帮中上部，距迎头的距离为8～10m。

2.5 湿式风水射流除尘风机位置

除尘风机的输尘管（柔性风筒，15m）放置在压入式风筒的对帮，距迎头的距离为15～20m，既能有效吸收迎头含尘风流，又能避免放炮对除尘风机的影响。

2.6 压入式风筒出风口风量与除尘风机吸风量的匹配

若压入式风筒出口风量大于除尘风机吸风量，则因抽出式风机吸风量有限而无法全部吸入含尘乏风，则含尘乏风流向巷道后路扩散，从而污染巷道。抽出式除尘风机实际吸风量250～280m3/min，风筒出口风量不仅满足抽出式除尘风机需求，还必须满足迎头稀释炮烟、瓦斯等最低需风量，经多次现场实践，风筒出口风量180m3/min左右。

2.7 控风三通

在压入式风筒距出风口20m左右安设控风三通，并在控风三通出口设置可伸缩拉带，既可以调整出风口风量，又可通过控风三通的径向风流形成气幕，使得该处形成一个隔离的风带，阻挡迎头粉尘向后扩散，促使粉尘被吸入除尘风机，从而大大提高除尘降尘效率。

3 湿式风水射流除尘风机效果比较

3.1 除尘风机使用前后除尘数据

在Ⅲ61出煤巷全岩炮掘工作面对湿式风水射流除尘风机除尘效果进行了检测，以下为不同工序时期采用CCF-7000型直读式测尘仪对迎头全尘及呼吸性粉尘检测的数据，如表1所示。

表1

3.2 除尘风机除尘效果分析

通过以上数据分析，全岩炮掘工作面采用传统除尘方式，即放炮喷雾、防尘帘、洒水冲尘等措施时全尘浓度平均为36.3mg/m3，最大为82.10mg/m3，最小为2.30mg/m3；呼吸性粉尘浓度平均为25.26mg/m3，最大为50.12mg/m3，最小为1.21mg/m3。使用湿式风水射流除尘风机后，全尘浓度最大为3.6mg/m3，最小为0.39mg/m3；呼吸性粉尘浓度最大为0.60mg/m3，最小为0.12mg/m3；工作面粉尘浓度明显大幅度下降，且呼吸性粉尘浓度下降比例明显高于全尘，湿式风水射流除尘风机对呼吸性粉尘有显著除尘效果。

4 结束语

（1）湿式风水射流除尘风机能够有效降低掘进工作面粉尘浓度，总粉尘除尘效率≥96%，能够控制全尘浓度在3.60mg/m3以下，呼吸性粉尘浓度在0.60mg/m3以下。

（2）除尘风机采用压力水为动力，不产生摩擦和电火花，设备本质安全可靠。

（3）设备结构简单，质量轻，易安装移动。

（4）通过调整风压和水压，根据工作面风量可调节除尘风机吸风量，处理风量大小可调、调节方便，使用简单。

作者简介：邹瑞峰（1977，10-），注册安全工程师，毕业于安徽理工大学通风与安全专业，现任安徽省淮北市岱河矿业通风区，技术主管。