干式除尘器在岩巷综掘粉尘防治中的应用

李 志

(淮北矿业集团公司， 安徽 淮北 235000)

近年来，随着综掘机械化程度的不断提高，综掘工作面产尘量也越来越大，大量粉尘弥散整个巷道，使掘进巷道内粉尘浓度严重超限，不仅使掘进巷道的通风变得困难，工作面环境恶劣，而且也埋下安全隐患。因此，为有效解决岩巷综掘粉尘超限问题，改善职工作业环境，淮北矿业集团邹庄矿在7703底抽巷使用KCG-500 D型矿用干式除尘器(以下简称“除尘器”)，以有效降低粉尘浓度，改善综掘工作面作业环境，保障职工身体健康。

1 巷道概况

邹庄矿7703底抽巷岩巷综掘工作面，巷道为三心拱型，断面5.0 m×3.8 m. 采用“长压短抽”的通风方式治理综掘破岩过程中产生的粉尘。使用2路FBD6.3/2×30 kW压入式局部通风机供风。一路供迎头掘进，风筒d800 mm、距迎头10 m；一路供打钻治理需要，风筒d600 mm、距迎头60 m. 总供风量约670 m3/min. 供风风筒距迎头40～60 m位置设置风流转换器调节风量。

2 除尘器及配套风机主要参数

1) 除尘器。KCG-500 D型矿用干式除尘器，额定处理风量500 m3/min，工作阻力2 800 Pa，压缩空气压力0.4～0.6 MPa，负压风筒直径800 mm、长度50 m. 除尘器外形尺寸为长7 164 mm×宽1 170 mm×高1 200 mm，重量1 750 kg，工作噪声≤85 db.

2) 配套通风机。FBCD 6.7/2×37 kW抽出式局部通风机，吸风量约560 m3/min.

3) 设备布置情况:采用“长压短抽”的工艺进行通风除尘。除尘器及配套风机采用吊钩悬挂在综掘机电缆框后方单轨吊梁上，采用40 T锚链及5 T手拉葫芦固定，除尘器进风口连接铁质风筒及负压风筒，采用气动单轨吊挪移,除尘器与综掘机布置示意图见图1.

图1 除尘器与综掘机布置示意图

3 除尘器工作原理

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出风口排出。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褶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，清下来的粉尘落入粉尘收集器中[1].

4 使用情况

综掘机破岩时，调节两路压入式供风风筒上设置的风流转换器，再开启除尘器配套的抽出式风机，并确保迎头送风量略小于抽出式风筒吸风量。除尘器工作时，巷道风流方向以风流转换器位置为分界，转换器至工作面段风流方向为往迎头方向，并被吸入抽出式风机中；转换器至后路段风流方向往工作面以外，进入回风系统中。

5 使用效果

除尘器投入使用后，测定了综掘机位置、二运转载点处等测尘点的全尘浓度及部分测尘点的呼尘浓度，结果见表1，2. 由表1,2可知，平均全尘除尘效率97.08%，呼尘除尘效率94.91%，除尘效果良好。

表1 不同测点位置的全尘除尘效率情况表

表2 全尘、呼尘除尘效率表

除尘器开启前后掘进工作面现场情况见图2. 由图2可以明显看出，除尘器开启前，掘进机司机处粉尘弥漫，无法看清迎头割岩情况；除尘器开启后，绝大多数高浓度粉尘被吸入除尘风机，司机位置处可清晰看见迎头，实现连续割岩。

图2 掘进工作面现场情况图

6 使用过程中优缺点

6.1 优 点

1) 除尘器产品核心为特殊材料褶式滤筒结构，过滤面积大、粉尘吸附率高、结构紧密、拒水性好、抗折性强、耐磨性高、使用寿命长。2) 现场使用过程中无需用水，对迎头施工环境基本无影响，避免综掘机下陷。3) 处理后的粉尘为干粉状，配套抽屉式卸灰装置，处置方便。4) 除尘效率高，达到粉尘超低排放，极大改善迎头及后路作业环境。

6.2 缺 点

1) 除尘器体积较大，长7.1 m×宽1.1 m×高1.2 m，配套风机长3.6 m，连接件2 m，总长超过12 m，使用过程中起吊挪移摆放不方便，设备安装前必须提前考虑巷道尺寸，并协调好除尘风机、除尘器及水箱的安装与挪移等事宜。

2) 淮北矿区多为高瓦斯及突出矿井，岩巷掘进遇断层或近煤层掘进时，仍有可能出现瓦斯异常现象，必须提前考虑风机选型、风量匹配、风速控制、装置使用难易、防尘与防瓦斯冲突等问题，并配套瓦斯涌出异常时的应急措施。

7 建 议

考虑到淮北矿区各矿地质条件复杂，断层多，瓦斯现场管理难度大，为高效安全使用除尘器，确保使用安全、粉尘瓦斯双达标，必须注意以下事项:

1) 煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面等地点不得使用除尘器，只有无瓦斯涌出的岩巷综掘工作面可使用，最大限度地消除瓦斯风险，且使用前必须制定安全技术措施，明确风量计算、设备选型、设备安装、日常维护检修等，经审批后严格执行。

2) 岩巷综掘工作面使用除尘器并采取“长压短抽”混合通风方式时，风筒末端与掘进工作面迎头的距离，必须处于风流的有效射(吸)程范围内，且抽出式风筒的吸风口距离迎头不应超过3 m，其吸风量应不小于压入式风筒出口风量的1.5倍，确保迎头风流方向满足除尘需要，提高除尘效果[2].

3) 除尘器安装位置与压入式局部通风机的风筒出风口距离保持50 m以上；压入式风筒安装风量调节装置，确保风筒末端至工作面距离、工作面最低风速等符合规定，严防迎头出现微风或无风现象。

4) 使用除尘器时，抽出式风筒的吸风口需安装甲烷传感器，其报警和断电浓度均≥0.30%CH4，复电浓度<0.30%CH4. 当其监测值超限时，必须自动切断综掘机和除尘器等全部非本质安全型电气设备电源[3].

5) 除尘器配套使用的抽出式局部通风机必须与压入式局部通风机实现闭锁联动。当压入式局部通风机停止运转时，除尘器及配套风机必须自动停运；压入式局部通风机未启动时，除尘器及配套风机处于闭锁状态、无法启动[4].

6) 强化地质探查与分析，准确控制巷道与煤层法距。巷道掘进过程中如果遇煤层(线)、构造、瓦斯涌出异常等情况，必须立即停止使用除尘器，严防瓦斯事故。

8 结 论

干式除尘器的使用，有效解决了淮北矿区综掘工作面粉尘超限问题，改善了综掘工作面的作业环境，保护了职工身心健康，保证了安全生产，提高了工作效率，值得推广应用。