掘进工作面降尘技术现状及喷雾降尘系统介绍

摘要：本文总结了综掘工作面通风，喷雾以及气幕降尘技术的发展现状上，在分析掘进工作面产尘及风流特性的基础上，设计了一种基于旋转风流的掘进机喷雾降尘系统，为煤矿井下掘进工作面降尘技术的推进奠定一定的基础。

关键词：掘进工作面；降尘技术；喷雾；降尘系统

粉尘爆炸和尘肺病是矿井粉尘危害的两个主要方面。根据统计，全国有将近30万多的煤矿尘肺病患者，大约占到全国患此病人数的50%[12]。综掘工作面掘进机割岩（煤）是矿井开采最为基本的生产作业工序之一，也是主要产尘源之一[34]。

旋转风墙新式机械除尘净化装备具有更高效的除尘效果，因为它是将旋转风墙的抽尘净化系统和掘进机的喷雾降尘系统进行配合使用。想要减少煤矿井下的机掘工作面粉尘浓度就需要降低粉尘的生产量，使用内喷雾对产尘初期所产生的大部分粉尘进行消灭。本文设计了一种基于旋转风流的掘进机喷雾降尘系统，为煤矿井下掘进工作面降尘技术的推进奠定一定的基础。

1 综掘工作面降尘技术的发展现状

1.1 综掘工作面通风除尘技术

掘进通风除尘技术是以压抽混合式通风作为基础的，然后配合使用除塵器由此发展而来。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。

1.2 综掘工作面喷雾除尘技术

中国矿业大学和平顶山天安煤业股份有限公司合作研制了泡沫除尘技术；北京科技大学等研制了自激式卧式水浴除尘器及泡沫掘进机转载点试验了泡沫除尘，优化了泡沫降尘设备及其关键参数；河南理工大学和兖州煤业集团研制了喷嘴旋转的喷雾系统，能够形成空气雾罩。

1.3 综掘工作面气幕除尘技术

程卫民等针对锚掘机截割速度快的特点，提出一种煤巷快速掘进的封闭式除尘系统。马恒等研制了适用于掘进工作面的新型风幕集尘系统，提高了阻挡呼吸性粉尘的效率。

2 掘进工作面粉尘特性及喷雾降尘系统

2.1 掘进工作面产尘及风流

在煤矿井下采用喷雾降尘技术来沉降作业场所高浓度的粉尘是一项即经济又简便的方法。对综掘工作面和综采工作面来说，由于作业方式的不同使得该项技术在应用上存在很大的差异。正是由于掘进机截割头工作的掏挖方式，使得掘进头上的内喷雾喷嘴极其容易被堵塞。此外，由于工作面两边有上下顺槽，新鲜空气由下顺槽进来，经过工作面，从上槽流走，不论使弥漫的粉尘，还是喷射出的水雾，在定向的风流作用下始终向着一个方向流动，对采煤司机的视线虽然有影响但不至于太严重，风筒排出的风直接吹向工作面，在堵头阻挡下折回再推动巷道内的空气向外流动。

2.2 掘进机喷雾降尘系统

由于巷道是盲道，工作面的通风方式大都采用局扇加引风筒的压入式通风，风筒吊装在巷道顶部一侧，风筒排出的风直接吹向工作面，在堵头阻挡下折回再推动巷道内的空气向外流动。掘进机采用煤科总院太原分院研制的EBJ—120TP型纵轴式设备，其掘进头喷嘴安装位置示意图见图1所示。其可分为：内喷雾、外喷雾以及辅助喷雾系统，每个喷雾系统上都安装有喷嘴。为提高喷雾系统工作可靠性，设置过滤装置过滤喷雾用水，另外设计选择不易堵塞的除尘器。

喷雾系统是掘进机的附属设备。结合EBJ-120TP型掘进机的整体结构，设计了喷雾供水系统，其原理图如图2所示。

井下静压水经Y型过滤器和球阀后，分成两路。一路经减压阀、耐震压力表、油箱冷却器进入截割电机，为截割电机提供冷却水，而后由截割电机出水口经外喷雾喷嘴喷出。另一路经喷雾泵，压力表直接向内喷雾系统供水。

3 結论

本文总结了综掘工作面降尘技术的发展现状上，进一步分析掘进工作面产尘及风流特性的基础上，并设计了一种基于旋转风流的掘进机喷雾降尘系统，为煤矿井下掘进工作面降尘技术的应用和推广发挥了一定的作用。

参考文献：

[1]黄成玉，张全柱，邓永红.煤矿综合防尘技术研究[J].资源节约与环保，2011，1：6367.

[2]尚建国，杨凤玲，程芳琴.煤矿井下煤尘治理技术研究进展[J].科技情报开发与经济，2009，19（33）：112113.

[3]王维虎.煤层注水防尘技术的应用现状及展望[J].煤炭科学技术，2011，39（1）：5760.

[4]牛全振.矿用风水雾化降尘装置设计及其流场仿真研究[D].太原：太原理工大学，2008.

作者简介：林慧（1984），山西朔州人，工程师，主要研究方向为煤矿安全。