两种除尘系统在综采工作面应用对比

2015-10-21孙伟

建筑工程技术与设计 2015年12期

孙伟

摘要：煤尘治理，预防煤尘的危害始终是煤矿企业的重点工作。本文从工作原理、关键部件、除尘效果、投资费用等方面对2套系统进行对比，认为综采工作面负压诱导除尘系统优于自动喷雾系统，用水量较少、除尘效果好、投资费用低、系统简单、易维护，是一种更好的综采工作面除尘系统。

关键词：煤尘；综采工作面；负压诱导；除尘系统

0.引言

随着机械化水平的不断提高，矿业工程的综采工作面的产尘量越来越大，工作场所粉尘浓度居高不下，严重危害了职工的身心健康，矿井安全生产存在重大隐患。传统综采工作面除尘系统主要采用支架自动喷雾系统和负压诱导除尘系统，自动喷雾系统在使用过程中存在喷嘴易堵塞，红外线发射器，接受器工作性能不稳定，维护工作量大，维护费用高，喷雾雾化效果不好，采煤机司机工作服易潮湿等缺点。鉴于以上原因，当前主流企业引进了综采工作面负压诱导除尘系统，经过试用、改进、评议，认为综采工作面负压诱导除尘系统优于自动喷雾系统。

1工作原理

1.1负压诱导除尘系统

负压诱导除尘原理如下：煤矿用单螺杆式空压机（型号为MOGF-3.8/7G，排气量3.8m；/min，气压<0.7MPa，电机22kW，供电电压660V）提供气源，反冲洗水过滤器（过滤能力2m/h，过滤精度为125，m，过滤后的水压力<0.1MPa）提供过滤水源。经过加压后的空气与过滤后的水，通过DN25的2根胶管，供给喷嘴，支架每隔10架安设1组喷嘴。共安设18道喷雾，各喷雾之间采用并联，关掉其中一组喷雾不影响其它喷雾使用。支架架间通过DN25变DN13的三通连接，用DN13的胶管引到支架顶梁，支架顶梁安设了1组喷雾，每组4个喷嘴，支架上的球阀依靠人土开关，实现喷雾除尘。由于采用气水混合式喷雾，喷头产生的高速气雾射流可以在其周围形成一个负压区，并产生很大的雾团，将带尘的空气诱导到雾团内，将其湿润后进行降尘。

1.2自动喷雾系统

自动喷雾系统工作原理：过滤后的水经泵箱，喷雾泵加压后供给工作面支架自动喷雾和电机冷却，喷雾泵流量25.38m3/h，压力14.3MPa，支架架间喷雾管为DN25，经三通、变头后转化成DN10胶管，安装到支架顶梁上，支架喷头布置方式为2组，左右各2个喷头共4个喷雾。采煤机上安装了红外线发射器，除端头和过渡架外，其它中间架安装了红外线接受器，当红外线接受器接受到采煤机发出的信号时，电磁阀控制先导阀打开，先导阀通过乳化液打开喷雾阀，使采煤机前后滚筒各2架喷雾除尘。

2关键部件

负压诱导除尘系统的关键技术是支架顶梁上安设的喷嘴，喷嘴可实现气、水混合后雾化。

负压诱导除尘的喷嘴结构如图1所示，自动喷雾喷嘴结构如图2所示。

负压诱导除尘的喷嘴与自动喷雾喷嘴从结构上比较，自动喷雾喷嘴结构较简单，在压力满足系统要求的情况时可以实现喷嘴功效。但根据现场使用的实际看，大量的自动喷雾喷嘴在工作时常常被粉尘堵塞，无法实现喷雾降尘或效果不是很理想。在液压系统整体压力不稳定或局部压力因部件质量、配件配合功效不匹配等因素降低而达不到系统要求压力时，喷雾效果急转直下，很多喷雾喷嘴发射的是水柱而没有雾化，大大降低了除尘效果。负压诱导除尘系统的喷嘴结构上较自动喷雾喷嘴复杂，但其可以实现汽水混合的功能，在工作环境非常恶劣的井下喷嘴不易堵塞，喷雾雾化效果明显，可以有效进行除尘，而其负压的汽水混合效果可以更加有效地进行除尘并降低工作用水量。

3除尘效果

神东通风处、监控中心对综采工作面负压诱导除尘的降尘效果进行了现场测试对比，具体如下：

（1）测试方法：测试采用滤膜采样法，分别对无架间喷雾、使用架间自动喷雾、使用负压诱导除尘设备喷雾3种情况进行了测试。

（2）测点布置：共选择3个测点，分别对煤机下风侧第一道喷雾后（测点1），煤机下风侧第四道喷雾后（测点2）、工作面回风巷（测点3）

（3）采样数量：测定共取样25个，有效样数20个。测称结果对比见表to

从工作面3个点的测试可以明显看出，使用自动喷雾和负压诱导喷雾可以明显降低粉尘浓度，而且负压诱导的喷雾效果明显比自动喷雾除尘效果好。在测试点1和测试点2处，使用负压诱导喷雾可以达到50%的降尘率，比自动喷雾降低了10%。

4费用对比

负压诱导除尘系统费用见表2，自动喷雾系统费用见表3。

按300m综采面对比分析，负压诱导除尘系统的初期投资约需56.35万儿，而自动喷雾系统投资约需351.20万元。

5使用负压诱导除尘注意事项

（1）配套使用3.8m；/min的空压机容量不够，只能保证同时一开6组喷雾，当打开喷头较多时一，支架顶梁末端的喷嘴容易堵塞，雾化效果不好。建议配置300m工作面需要使用6或10m3/min的空壓机，效果会更好。

（2）布置风管时一参照支架进液管，从机头、机尾两端头到中间布置，避免末端压力不足，影响使用。