高压微雾除尘设施在矿井消尘中的应用

2012-08-16朱慎强

科技视界 2012年30期

张永朱慎强

（淮北矿业集团有限公司桃园煤矿安徽宿州 234116）

矿井粉尘是煤矿五大自然灾害之一，尘肺病始终是煤矿职工的最大杀手，有些煤尘在一定条件下还能引起爆炸。矿井粉尘恶化井下作业环境、威胁职工身体健康和安全生产，统计表明，煤矿职工尘肺病和煤尘爆炸造成的经济损失每年高达近20 亿元。因此进行矿井粉尘综合防治具有重要意义。

1 概况

桃园矿主采72、82、10 等3 个煤层均具有爆炸危险性。近年来，随着矿井采掘机械化水平的不断提高，也给粉尘防治提出了新的课题。由于国产采煤机设计上的问题，采煤机自带的内外喷雾系统一方面雾化效果差，另一方面易出现堵塞，使喷雾系统失去应有的作用。一旦喷雾系统失灵，割煤作业时产生的煤尘量非常大，远远超出煤尘爆炸的浓度底限，造成工作面能见度低、煤尘飞扬，严重恶化职工作业场所环境，职工发生尘肺病的几率呈几何倍增长。

针对淮北矿业集团公司所属煤矿井下实际，特别是井下用水水质差、压力大、频繁开启、工作环境恶劣等情况，首次将“高压微雾除尘”技术引入煤矿井下，取得了好的效果。

2 高压微雾除尘设施

2.1 工作原理

高压微雾除尘设施分为QDPW-2 型气动高压微雾除尘设施和ZDPW-2 型自动高压微雾除尘设施两种。适用于矿井和地面煤炭生产和运输系统、采区主要进回风石门、采掘工作面进回风巷道。

高压微雾除尘设施主要由主控装置器、不锈钢过滤器、不锈钢截止阀、高压钢鞭管、铜管件接头、气动阀几部分组成。

安装示意图

QDPW-2 型气动高压微雾除尘设施是利用井下压风管道的风作动力，通过气动箱控制截止阀断开、导通，带动气动阀断开、导通管路将高压水送到各喷嘴，经雾化后以1～15um 的微雾射到整个空间，水雾在空气中流动，达到迅速除尘的目的。

ZDPW-2 型自动高压微雾除尘设施是利用井下管道的水压，通过浮球阀放水，带动高压截止阀工作，打开管路将高压水送到各喷嘴，经雾化后以1～15um 的微雾射到整个空间，水雾在空气中流动，根据需要进行间歇性的自动喷雾→自动停止→再自动喷雾，反复循环作业，无需人工进行控制，达到迅速除尘的目的。

2.2 高压微雾除尘设施的特点

高压微雾除尘设施具有以下优点：

1）集中运行：管路自动排水系统集中运行，稳定可靠，实现无人化管理；

2）降低能耗：直接以水、气压为动力，无需空气压缩机等辅助设备；

3）可靠除尘：采用多重水处理系统，充分解决水质对系统的影响，采用精密加工的微雾不锈钢陶瓷喷嘴，耐磨性好、无滴水、无堵塞、雾化除尘效果佳，喷雾粒子仅为1um～15um；

4）除尘空间大：除尘空间大且可任意调节，在流量范围内可任意配置喷嘴，对喷嘴的压力和流量可以进行精确的调节；

5）清洁卫生：微雾除尘系统的雾化水非循环使用，不会导致细菌的滋生和繁殖；

6）纯机械式装置：不采用电力控制，不产生电火花，不涉及矿用产品防爆问题；

7）使用方便：利用煤矿井下现有的压风、供水系统即可，安装十分方便；

8）耐用性能好：主要机械装置设计简单、科学，故障率非常低；

9）适用范围广：煤矿井下和地面煤炭生产系统、运输系统所有地点。

2.3 高压微雾除尘设施的现场应用情况

2009 年5 月1 日开始桃园矿先后在1001 综采工作面风巷、北四采区运输上山两个地点安装使用QDPW-2 型气动高压微雾除尘设施；在一水平主运石门安装使用ZDPW-2 型自动高压微雾除尘设施。

1）1001 综采工作面（QDPW-2 型气动高压）：选择在工作面风巷距上出口30m～200m 安装一组6 道气动高压微雾除尘设施。

2）北四采区运输上山（QDPW-2 型气动高压）：根据运输上山的实际情况，选择了在距采区煤眼上口向上50m 处安装一组6 道气动高压微雾除尘设施。

图2

3）一水平主运石门（ZDPW-2 型自动高压）：选择在该巷道距离副井西车场10m～200m 范围内安装一组6 道自动高压微雾除尘设施。

应用期间没有出现任何故障，而且除尘效果明显。

2.4 应用效果分析

应用过程中，每天安排专职人员使用GH100 型粉尘采样器对应用地点粉尘浓度进行观测。通过实测发现1001 综采工作面全尘由平均83.33 mg/m3 降为使用后的6.9mg/m3，降尘率为91.7%；北四运输上山由34.51 mg/m3 降为5.4 mg/m3，降尘率为84.2%；一水平主运石门由2.02 降为0.9，降尘率为55.9%。对比分析除尘效果非常明显，极大地改善了井下工作环境。图2 是以1001 风巷为例绘制的曲线图。