摘要：本文總結(jié)了綜掘工作面通風(fēng)，噴霧以及氣幕降塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上，在分析掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵及風(fēng)流特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于旋轉(zhuǎn)風(fēng)流的掘進(jìn)機(jī)噴霧降塵系統(tǒng)，為煤礦井下掘進(jìn)工作面降塵技術(shù)的推進(jìn)奠定一定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)工作面；降塵技術(shù)；噴霧；降塵系統(tǒng)

粉塵爆炸和塵肺病是礦井粉塵危害的兩個(gè)主要方面。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有將近30萬(wàn)多的煤礦塵肺病患者，大約占到全國(guó)患此病人數(shù)的50%[12]。綜掘工作面掘進(jìn)機(jī)割巖（煤）是礦井開(kāi)采最為基本的生產(chǎn)作業(yè)工序之一，也是主要產(chǎn)塵源之一[34]。

旋轉(zhuǎn)風(fēng)墻新式機(jī)械除塵凈化裝備具有更高效的除塵效果，因?yàn)樗菍⑿D(zhuǎn)風(fēng)墻的抽塵凈化系統(tǒng)和掘進(jìn)機(jī)的噴霧降塵系統(tǒng)進(jìn)行配合使用。想要減少煤礦井下的機(jī)掘工作面粉塵濃度就需要降低粉塵的生產(chǎn)量，使用內(nèi)噴霧對(duì)產(chǎn)塵初期所產(chǎn)生的大部分粉塵進(jìn)行消滅。本文設(shè)計(jì)了一種基于旋轉(zhuǎn)風(fēng)流的掘進(jìn)機(jī)噴霧降塵系統(tǒng)，為煤礦井下掘進(jìn)工作面降塵技術(shù)的推進(jìn)奠定一定的基礎(chǔ)。

1 綜掘工作面降塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 綜掘工作面通風(fēng)除塵技術(shù)

掘進(jìn)通風(fēng)除塵技術(shù)是以壓抽混合式通風(fēng)作為基礎(chǔ)的，然后配合使用除塵器由此發(fā)展而來(lái)。秦躍平等研究“長(zhǎng)壓短抽”式除塵通風(fēng)時(shí)掘進(jìn)巷道中粉塵運(yùn)移和分布規(guī)律，與壓風(fēng)筒口位置、抽吸比及壓入風(fēng)量等通風(fēng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。

1.2 綜掘工作面噴霧除塵技術(shù)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和平頂山天安煤業(yè)股份有限公司合作研制了泡沫除塵技術(shù)；北京科技大學(xué)等研制了自激式臥式水浴除塵器及泡沫掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)試驗(yàn)了泡沫除塵，優(yōu)化了泡沫降塵設(shè)備及其關(guān)鍵參數(shù)；河南理工大學(xué)和兗州煤業(yè)集團(tuán)研制了噴嘴旋轉(zhuǎn)的噴霧系統(tǒng)，能夠形成空氣霧罩。

1.3 綜掘工作面氣幕除塵技術(shù)

程衛(wèi)民等針對(duì)錨掘機(jī)截割速度快的特點(diǎn)，提出一種煤巷快速掘進(jìn)的封閉式除塵系統(tǒng)。馬恒等研制了適用于掘進(jìn)工作面的新型風(fēng)幕集塵系統(tǒng)，提高了阻擋呼吸性粉塵的效率。

2 掘進(jìn)工作面粉塵特性及噴霧降塵系統(tǒng)

2.1 掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵及風(fēng)流

在煤礦井下采用噴霧降塵技術(shù)來(lái)沉降作業(yè)場(chǎng)所高濃度的粉塵是一項(xiàng)即經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便的方法。對(duì)綜掘工作面和綜采工作面來(lái)說(shuō)，由于作業(yè)方式的不同使得該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用上存在很大的差異。正是由于掘進(jìn)機(jī)截割頭工作的掏挖方式，使得掘進(jìn)頭上的內(nèi)噴霧噴嘴極其容易被堵塞。此外，由于工作面兩邊有上下順槽，新鮮空氣由下順槽進(jìn)來(lái)，經(jīng)過(guò)工作面，從上槽流走，不論使彌漫的粉塵，還是噴射出的水霧，在定向的風(fēng)流作用下始終向著一個(gè)方向流動(dòng)，對(duì)采煤司機(jī)的視線(xiàn)雖然有影響但不至于太嚴(yán)重，風(fēng)筒排出的風(fēng)直接吹向工作面，在堵頭阻擋下折回再推動(dòng)巷道內(nèi)的空氣向外流動(dòng)。

2.2 掘進(jìn)機(jī)噴霧降塵系統(tǒng)

由于巷道是盲道，工作面的通風(fēng)方式大都采用局扇加引風(fēng)筒的壓入式通風(fēng)，風(fēng)筒吊裝在巷道頂部一側(cè)，風(fēng)筒排出的風(fēng)直接吹向工作面，在堵頭阻擋下折回再推動(dòng)巷道內(nèi)的空氣向外流動(dòng)。掘進(jìn)機(jī)采用煤科總院太原分院研制的EBJ—120TP型縱軸式設(shè)備，其掘進(jìn)頭噴嘴安裝位置示意圖見(jiàn)圖1所示。其可分為：內(nèi)噴霧、外噴霧以及輔助噴霧系統(tǒng)，每個(gè)噴霧系統(tǒng)上都安裝有噴嘴。為提高噴霧系統(tǒng)工作可靠性，設(shè)置過(guò)濾裝置過(guò)濾噴霧用水，另外設(shè)計(jì)選擇不易堵塞的除塵器。

噴霧系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的附屬設(shè)備。結(jié)合EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了噴霧供水系統(tǒng)，其原理圖如圖2所示。

井下靜壓水經(jīng)Y型過(guò)濾器和球閥后，分成兩路。一路經(jīng)減壓閥、耐震壓力表、油箱冷卻器進(jìn)入截割電機(jī)，為截割電機(jī)提供冷卻水，而后由截割電機(jī)出水口經(jīng)外噴霧噴嘴噴出。另一路經(jīng)噴霧泵，壓力表直接向內(nèi)噴霧系統(tǒng)供水。

3 結(jié)論

本文總結(jié)了綜掘工作面降塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上，進(jìn)一步分析掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵及風(fēng)流特性的基礎(chǔ)上，并設(shè)計(jì)了一種基于旋轉(zhuǎn)風(fēng)流的掘進(jìn)機(jī)噴霧降塵系統(tǒng)，為煤礦井下掘進(jìn)工作面降塵技術(shù)的應(yīng)用和推廣發(fā)揮了一定的作用。

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作者簡(jiǎn)介：林慧（1984），山西朔州人，工程師，主要研究方向?yàn)槊旱V安全。