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赵各庄矿掘进工作面除尘技术装备的应用研究
作者:管理员    发布于:2017-08-29 14:01:46    文字:【】【】【

  粉尘是煤矿五大灾害之一,在我国历史上曾发生多起煤尘爆炸事故,造成了重大人员伤亡及财产损失。煤尘还可以诱发矿工多种职业病,严重影响着矿井井下工人的身体健康。在煤矿的生产中,无胁,高浓度的粉尘是煤矿的重大安全隐患,因此煤矿企业应对粉尘的危害给予足够的重视并加大对粉尘的防治工作。随着机械化水平的不断提高,矿井粉尘的产生量越来越大,其中掘进工作面是煤矿产尘量最多的尘源之一,目前开滦集团赵各庄矿煤层普遍较硬,采煤机、掘进机割煤产生的粉尘浓度较大,而防尘除尘设备安装使用不到位使得粉尘浓度超过国家安全卫生标准。经过大量的实验研究赵各庄矿在掘进工作面上使用了除尘效果比较好的自激式水膜除尘器,经过除尘器的综合测评,除尘器的总除尘率达到了96%以上,因此该除尘器适合于赵各庄矿掘进工作面除尘,为矿山的安全生产提供了保障。

  开滦集团赵各庄是国有大型煤矿之一,整个井田位于一个大的盆状向斜构造内,总体呈现为一个不规则的椭圆形。井田东西长7km,南北宽3.5km,面积22km2.近年来,由于矿井改扩建,各种大功率设备相继投入使用,掘进工作面配风量大幅提高,使得掘进工作面产尘强度逐渐增大。虽然工作面采用了喷雾降尘、煤层浅孔注水、拦巷喷雾等除尘措施,但降尘效果较差,掘进工作面粉尘浓度最高时达650mg/m3以上,作业场所空气污染严重。据统计,2010年以来,职工年体检查出的矽肺病较2008年以前每年增加0.3个百分点。为此,该矿的粉尘防治已经达到了刻不容缓的地步了。

  掘进工作面位于二水平轴东采区,为12煤层掘进工作面,煤层结构单一,中间含有少量灰灰白色黄铁矿结核,煤层地板稳定性较差,受底鼓及断层影响,煤层及产状变化较大。煤层厚度1.50~ 2.20m,平均厚度1.84m;煤层倾角为7~15°,平均为11°。工作面地质条件比较复杂,断层构造极为发育,且断层集中分布于风道一侧,断层走向多呈北西方向,主要为正断层。受断层切割、牵引作用,断层带附近煤层顶板稳定性差,煤层厚度及产状变化很大。该工作面煤层的CH4绝对涌出量为0.26m3/min,C2绝对涌出量为0.41m3/min,煤尘爆炸指数为43.19%,煤层自然发火期为8-15个月。掘进巷道的断面为矩形,面积为4000x3000mm.巷道支护形式为:4000x3000mm的锚网支护;掘进方式为采用掘进机落煤,沿顶板施工,皮带运煤,锚网支护。采用“三、八”制作业方式,两班掘进,一班准备,曰进2自激式水浴水膜除尘器自激式水浴水膜除尘器属于湿式除尘器中的一种,它充分地利用了流体力学中的知识,结合巧妙的机械结构设计,通过节流引导高速气流冲击液面,可产生具有良好运动轨迹的水幕,这个水幕可以把含尘气流中的粉尘颗粒捕获,被捕获的粉尘颗粒由于重力增加而沉降,从而获得良好的除尘效果。除尘器主要由上下导流叶片、脱水器、水箱、外壳、轴流风机、排浆阀和注水孔等组成。

  含尘气体由进风口进入除尘器,遇到除尘器转弯向下的导流叶片冲击水面,此时较大的粉尘颗粒由于自身的惯性作用落入除尘器的水箱中,而比较小的粉尘颗粒随气流以较高速度通过除尘器的上导流叶片间的弯曲通道时,与激起的大量水滴充分碰撞而被捕获沉降。此后,含有粉尘和水的气流在转动中由于离心力的作用,在除尘器的内壁上形成水膜,该水膜具有一定的厚度,能将粉尘颗粒捕捉。

  由脱水机清除掉气流中的水分以后,把除尘器中的气体排出,除尘器的除尘机理主要是气流中的粉尘颗粒与除尘器中的水或者是雾化以后的水液滴之间的惯性碰撞,并经水膜的截留等作用来除去气流中的粉尘颗粒的,总的来说就是水浴、水滴和经离心力产生水膜三个主要的除尘步骤。被捕获落入水箱里的粉尘,沉积到水箱的底部,达到一定的量之后定期排除,并及时清洗水箱,补充更换新水。

  通风除尘系统的设计高效的除尘器,虽然有很高的除尘效率,但如果机掘工作面产生的粉尘绝大多数不能进入除尘器中净化处理,机掘工作面高浓度的粉尘仍然不能有效地去除。因此选择合理的配套工艺,充分发挥通风排尘、控尘和高效抽尘净化的作用,使之与机掘工作面的生产技术条件、特别是与采用的掘进机相适应,形成一套完整的通风除尘系统,是实现高效降低机掘工作面粉尘浓度的关键所在。根据赵各庄的实际情况采用长压短抽通风系统,该通风除尘系统不论是管理和维护起来都比较简单,而且这种通风还能有效地排除瓦斯的集聚和滞留,能很好地实现粉尘的就地净化,从而避免在风筒中留有积水和粉尘沉积。该通风系统中工作面风量由压入式通风机供给,要通过合理的方法调节风量,保证进入除尘器的风量大于进入工作面的实际风量,目的是使工作面风流中含有高浓度的粉尘的气体尽最大量地进入除尘器进行清除,除尘后净化的风流由配套的风机排进巷道中。

  根据理论分析和实践经验,压入式通风风筒出风口到机掘工作面的距离L压可用式公⑴计算:由于本掘进巷道的断面积为12m2,则L压矣17.0m,故掘进过程中压入式风筒出风口距工作面的距离应小于17m.一般除尘器吸尘口距机掘工作面的距离L吸可用式⑵计算,即由于S=12m2,则L吸矣5.2m,故在安装除尘器吸风筒时,吸风口距工作面的距离应小于5m,并超前掘进司机处。

  除尘器排放口与供风风筒的控尘装置前端出风口的重叠段距离L排可按公式⑶计算,即具体到本巷道S=12m2,L排矣6.9m,故除尘器排放口与供风风筒的控尘装置前端出风口的重叠段距离应小于7m. 5.1°掘进工作面使用自激式水浴水膜除尘器后,能有效地降低掘进工作面的粉尘浓度,特别是呼吸性粉尘的浓度得到了很大的降低。

  5.2长压短轴通风除尘系统能非常有效地控制掘进机在掘进过程中产生的粉尘,并能把含尘空气吸入安置好的除尘器中去加以净化,有效地控制了粉尘向巷道外扩散,明显地提高了掘进工作面的除尘效率。

  5.3采用自激式水浴水膜除尘器与长压短轴除尘通风系统相结合的方式,能有效地降低赵各庄矿掘进工作面的粉尘浓度,对于保护作业人员的身体健康和保障矿井的安全生产具有十分显著的作用。

脚注信息
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