梁哲濤

（潞安集團漳村煤礦， 山西 長治 046000）

引言

通常，綜掘機工作面采用的除塵方式主要有負壓除塵機吸塵和負壓除塵機降塵兩種。一般可以在工作面位置，由正壓風機提供大量的風量，由負壓風機把粉塵吸入相應(yīng)的風筒，接著可以在風機出口位置噴水實現(xiàn)降塵的效果。缺點在于不能對工作面位置出現(xiàn)的粉塵起到相應(yīng)的作用，并且由于設(shè)備較大，需要占用較大的空間，效果不理想。由此可以看出，需要設(shè)計一個新的除塵系統(tǒng)，從而能夠有效地除塵，滿足采礦的需要。

1 目前使用的除塵方式的不足

圖1 為可移動除塵設(shè)備，控塵元件為封塵簾，其和綜掘機設(shè)置在一起，同時能夠和綜掘機一起運動，這樣能夠有效地實現(xiàn)較高效率的除塵。該設(shè)備的導風筒所使用的材料為剛性，并設(shè)置有螺旋推進裝置，這樣可以有效地推動吸風口向前運動，因此可以得到廣大用戶的青睞，可是此設(shè)備依舊存在一定的不足[1-2]：

1）由于設(shè)置的封塵簾和水幕裝置，不能較好地操作綜掘機，在工作時不能對正壓風實現(xiàn)較好的控制，因此除塵效果不好，可以采用綜掘機液壓系統(tǒng)實現(xiàn)對擋風簾的操作；

2）在綜掘機的兩側(cè)設(shè)置有吸風口，其在運動的過程中，設(shè)備往往受到擠壓而出現(xiàn)變形，由于柔性負壓風筒發(fā)生磨損，最終出現(xiàn)漏風的現(xiàn)象；

3）此設(shè)備必須設(shè)置負壓柔性風筒，大體積能夠滿足大型巷道的環(huán)境。

2 綜合除塵系統(tǒng)技術(shù)要點

充分考慮綜掘工作面除塵的效果，依據(jù)現(xiàn)場的實際需要，必須滿足各種安全需要，進而設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟適用的一套綜掘面除塵設(shè)備。

圖1 可移動除塵裝置示意圖

2.1 除塵系統(tǒng)原理

1）控塵。對于正風工作面可以采用手動控制，這樣能夠?qū)U散性粉塵產(chǎn)生良好的控塵效果，從而可以極大地優(yōu)化綜掘面除塵效果，實現(xiàn)集塵的效果。

2）吸塵。可以在綜掘機前部位置設(shè)置負壓風筒，其可以吸附煤炭粉塵，接著使用除塵風機實現(xiàn)降塵。

3）合理選用除塵機的功率，不僅可以有效地達到吸塵效果，而且能夠控制降塵的速度。

2.2 除塵系統(tǒng)工藝

圖2 表示綜掘機除塵系統(tǒng)示意圖。

圖2 綜掘面結(jié)合除塵系統(tǒng)示意圖

正壓調(diào)風系統(tǒng)設(shè)置有兩個排風口，分別設(shè)置在工作面、航道中心。假如綜掘機在工作的過程中產(chǎn)生大量的粉塵，那么相應(yīng)的傳感器可以把信號傳輸給相應(yīng)的單元，這時可以使得如下三個單元工作：第一，風機；第二，供風管路控制閥；第三，高壓供水電磁閥。當處于風動系統(tǒng)下，這時側(cè)相通風口開始工作，同時可以控制工作面的供風系統(tǒng)。從而使得空氣開始從調(diào)風口逐漸向工作面流動。這樣使得形成的灰塵不能向工作面四周擴散，從而能夠起到降塵的效果。此系統(tǒng)還可以有效地稀釋瓦斯，從而能夠給工作人員提供相對干凈的空氣，粉塵將從正壓風口向負壓風口流動，這時可以借助負壓風機的作用，使得粉塵從負壓風口進入粉塵機，最終可以和水混合，以此達到降塵的作用，圖3 表示相應(yīng)的工藝流程圖。

圖3 除塵系統(tǒng)工藝流程

假如采集過程中，選用頂板支護，那么相應(yīng)的掘進機往往需要停止工作，相應(yīng)的自動除塵系統(tǒng)停止時，需要一定的時間實現(xiàn)延遲停止，此過程清除剩余的粉塵，并且關(guān)閉可控調(diào)風門、關(guān)閉吸塵風機。同時正壓風機處于正常的工作狀態(tài)，因此可以給工作面提供優(yōu)質(zhì)的空氣。通常通風系統(tǒng)能夠隨著工作面一起移動。在實驗時，掘進機推進14 m 時，相應(yīng)地實現(xiàn)一次吸塵系統(tǒng)，比較理想。

2.3 除塵系統(tǒng)創(chuàng)新點

1）該系統(tǒng)中的可調(diào)正壓風門，能夠使得粉塵向工作面方向流動，并且不會發(fā)生四處擴散的現(xiàn)象，從而能夠有效地提高集中吸塵的效果。

2）負壓風筒選用的材料是剛性塑料，其具有較好的阻燃性、防靜電、較好的彈性與強度等，其結(jié)構(gòu)較小，便于吊掛在帶式輸送機側(cè)面，從而能夠有效地保護風筒，避免出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象。

3）風機活動架能夠隨著運輸機同步動作，使用四桿機構(gòu)實現(xiàn)連接，這樣能夠有效保護風機。

4）在結(jié)構(gòu)方面，此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、占地空間小，其不僅可以實現(xiàn)大巷道除塵的效果，而且能夠在小巷道中開展作業(yè)。

5）可調(diào)風口在粉塵控制方面比較理想，因此需要把除塵單元設(shè)置在司機的視野內(nèi)，這樣能夠極大地提高除塵效果，具有較高的安全性。

3 應(yīng)用效果分析

運用該系統(tǒng)除塵前后工作面粉塵質(zhì)量濃度如表1 所示。分析表1 可以發(fā)現(xiàn)，工人操作位置所對應(yīng)的全塵除塵效率可以達到（587.9-44.9）/587.9×100%=92%，相應(yīng)的呼吸除塵效率可以達到（254.3-7.9）/254.3×100%=96%。而對于除塵器出口位置而言，全塵除塵率可以達到（388.7-1.2）/388.7×100%=99%，相應(yīng)的呼吸除塵效率可以達到：（122.1-0.1）/122.1×100%=99.9%。由此可以看出，該系統(tǒng)具有良好的除塵效果，并且能夠滿足國家煤礦除塵的標準，這樣可以極大地優(yōu)化井下員工的工作環(huán)境[3-5]。

表1 除塵前與除塵后工作面粉塵質(zhì)量濃度對比 mg/m3

4 結(jié)語

可調(diào)式正壓風門能夠達到理想的除塵效果，具有粉塵不會出現(xiàn)擴散、粉塵朝著工作面集中等特點，可以達到集塵、吸塵以及降塵的效果，不僅可以有效提高井下工作人員的工作環(huán)境，而且能夠為工作面的安全生產(chǎn)提供有力的保障。該系統(tǒng)還具有體積小、重量輕以及便于操作等特點，能夠隨著掘進機同步動作，不會影響工作面其他設(shè)備的運行，便于工作人員維修。