带式输送机煤尘治理方案

李银广，马元宝

（神华北电胜利能源有限公司，内蒙古锡林浩特026015）

带式输送机煤尘治理方案

李银广，马元宝

（神华北电胜利能源有限公司，内蒙古锡林浩特026015）

以神华北电胜利能源有限公司地面生产系统M304带式输送机头、尾部煤尘治理做为研究对象，通过对带式输送机头、尾部扬尘产生机理的论证，设计了头、尾部煤尘治理方案，收到了良好的效果。

带式输送机；煤尘产生机理；含尘气流；除尘系统

0 引言

煤尘的治理工作是地面生产系统安全生产中的重要内容。煤尘不仅具有爆炸危险，会对安全生产带来很大的威胁，而且还会危害人体健康，员工长期吸入煤尘后，轻者会患呼吸性疾病、重者会患上尘肺病，而尘肺病引发的员工致残和死亡人数数值在国内外都十分惊人，据统计，尘肺病死亡人数是工伤死亡人数的6倍[1]。随着清洁能源的普及利用和化石能源去产能强大的压力下，给煤炭生产企业的开采、运输、储存提出了更高的要求，为确保员工身心健康，促进安全文明生产，急需对煤炭生产设备进行技术改造。

经考察调研，在国内大多数煤矿及大型电厂带式输送机煤尘治理中，仅对转载点和尾部导料槽产生的煤尘进行了治理，并未对带式输送机系统进行较全面的综合性治理。一方面，煤尘的存在严重污染带式输送机周边的工作环境，危害到员工的身心健康，GBZ1—2010工业企业设计卫生标准》中明确规定“在工人作业地点的空气中煤尘浓度要≤10 mg/ m3”。另一方面，随着现代化带式输送机的发展和环保要求的日益提高，防治煤尘的任务刻不容缓[2]。

1 问题的提出

神华北电胜利能源有限公司胜利露天煤矿坐落在内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特市北郊，地形标高970～1 100 m，年平均温度2℃，最高气温达38℃，最低气温为-39℃。冬季时间长且寒冷，夏季短且酷热，白天与夜间的温差较大；设备在露天条件下使用，煤尘大，春季风沙大，风向多为南西，风速2～8 m/s，瞬时最大风速36 m/s。

胜利露天煤矿核定生产能力为2 000万t/a，露天矿的产品煤通过一级破碎站、二级破碎站、输煤系统分别运抵至缓冲仓、球形储煤场及封闭式的储煤仓进行储煤。储煤场取煤时，由布置在储煤场下的振动给料机向走廊内M304带式输送机给煤，M304带式输送机将煤运至3号转载站，转载至M302带式输送机后运往装车站装车外运。

由于锡林浩特地区空气干燥、风沙大，导致露天开采的原煤干燥、易碎，形成煤尘，位于储煤场下走廊内的M304带式输送机在运行过程中产生较大煤尘，由于是封闭环境，煤尘在走廊内堆积并二次扬尘，对员工身心健康造成极大的威胁。公司虽经过一个阶段的带式输送机煤尘治理，对导料槽、溜槽、给煤机等较严重的污染点进行了除尘改造，收到明显改观，但是由于机头和机尾返程输送带扬尘没有得到实质性治理，现场煤尘还是有相当的天数处在超标状态，经调研了解同类企业煤尘治理取得明显效果，通过对其机头和机尾返程输送带扬尘治理方案进行论证和现场观察，取得了地面生产系统带式输送机环境全面综合治理新理念、新思路[3]。

2 带式输送机头、尾部煤尘产生机理

2.1 带式输送机头部煤尘产生机理

2.1.1 含尘气流

带式输送机头部的溜槽落煤时，溜槽内在下落煤流的诱导作用生成气流，其流量大、速度快，当煤流裹挟着空气接触到输煤输送带的瞬间，由于煤粒挤压作用，大量的空气从煤流中喷射出来，微细煤尘被气流挟带，形成含尘气流，在诱导风的推动下延导料槽向输送带运行方向快速流动产生气流动压，这就是含尘气流形成机理。由于带式输送机溜槽入口处运煤速度很快，接近4 m/s,根据流体力学定律流速大压强小的原理，溜槽入口处会有含尘气流进入。

2.1.2 悬浮煤尘

带式输送机输送原煤过程中，由于空气阻力和与清扫器的摩擦，在头部产生大量煤尘。带式输送机头部主要起到卸载原煤的作用，原煤与输送带一起匀速运动，到达带式输送机头部时，由于煤流有一定水平初速度，在下落过程中受重力作用，煤流做类平抛运动，此时原煤收到重力和空气阻力的双重作用，使原煤中的细小煤尘悬浮。另外，带式输送机工作面在卸载原煤后会粘付部分细小煤尘，粘付煤尘的输送带与带式输送机头部二道清扫器相对运动，使粘付在输送带上的细小煤尘悬浮。

含尘气流与原煤运动造成周围空气扰动的相互作用，使溜槽内压力增加，导致悬浮在空气中的煤尘向下输送带与头部溜槽的空隙处运动，飘散到带式输送机走廊[4]。

2.2 带式输送机尾部煤尘产生机理

尾部煤尘治理在国内就是尾部导料槽密封改造或增设除尘器，现场煤尘污染得到了一定的改善，但是由于返程输送带带粉仍然存在，现场煤尘浓度还远没有达标，原因是M304带式输送机通过16台给煤机震动卸料，将储煤场原煤输送至头部。原煤经过给煤机震动，由储煤场高速下落至带式输送机输送带上。在原煤高速下落过程中，运动速度遵循自由落体速度规律，块状、颗粒状原煤会由于速度差相互碰撞，导致相对运动而分离，破坏了原先的堆积结构，这样原煤就形成了不连续、不规则的运动，原煤下落到输送带后，由于输送带自身的弹性，部分原煤会在溜槽内弹起至溜槽档皮处，洒落到输送带非工作面。另外，走廊空气中悬浮的煤尘沉降至输送带非工作面，在带式输送机下输送带运行至尾部时，由于带式输送机尾部滚筒处气流的扰动及输送带的冲击抖动，会在尾部产生严重荡尘[5]。

3 负压吸尘系统工作原理

负压清扫系统核心设备为袋式除尘器，袋式除尘器的最大优点就是除尘效率高，在实验室试验高达99.999 9%，在实际应用中也达到99.99%，粉尘排放浓度可达到10 mg/Nm3以下，甚至达到1 mg/ Nm3[6]。经过对比分析论证和现场多年实际应用经验，使用袋式除尘器的负压吸尘系统具有除尘效率高、除尘能力优异、能够有效捕集对人体危害大的5 μm以下的细微颗粒的优点[7]，最适合带式输送机头、尾部煤尘治理的应用。

负压吸尘系统主要由吸尘罩、吸尘管路、轴流风机、袋式除尘器、引风机和排风管道构成，通常应用于刮板机、装车站等设备除尘，工作原理为：安装在产尘点的吸尘罩依靠轴流风机工作产生的负压将煤尘吸入吸尘管道，经过袋式除尘器内布袋的过滤，通过引风机将过滤后的洁净空气导引至排风管道，最终排放至大气中。另外，煤尘吸附于滤袋外表面形成粉饼后经拍打清灰机构使拍打片对拍将形成的粉饼卸载至运输设备中，装车外运[8]。经对负压吸尘系统工作原理的对比分析，提出了带式输送机头、尾部的煤尘治理方案。

4 带式输送机头部的煤尘治理方案

带式输送机卸载原煤后返程输送带所带煤尘，由第一道清扫器清扫，还有相当量的煤尘粘附在输送带表面，这部分煤尘经过托辊时产生振动后开始扬尘，飘散到M304带式输送机走廊。

治理方法：利用高效离心真空泵的高负压配合吸尘管，产生高速、高负压将粘附在输送带表面的煤尘吸掉。

煤尘经吸尘管至高效吸尘风机，通过排风管将煤尘卸载至带式输送机头部溜槽内，此时排风机工作，通过布袋除尘器作用于带式输送机头部溜槽，使溜槽内产生高负压，溜槽内煤尘在负压的作用力下全部汇集至袋式除尘器内，经过过滤、振打使煤尘成为煤饼卸载至下游带式输送机。带式输送机头部除尘结构如图1所示。

图1 带式输送机头部除尘结构图

5 带式输送机尾部的煤尘治理方案

带式输送机返程输送带非工作面，因输送带廊空间弥漫的煤尘，飘落到非工作面，由机尾清扫器清扫后，还有相当量的煤尘粘附在输送带表面，这部分煤尘经返程输送带与尾部滚筒挤压会在尾部产生严重荡尘。

治理方法：利用高效离心真空泵的高负压配合尾部吸尘罩，产生高速、高负压将粘附在输送带非工作面及尾部滚筒的煤尘吸掉。

输送带非工作面与尾部滚筒挤压会在尾部产生的煤尘经尾部吸尘罩吸入至吸尘风机，通过排风管路输送至除尘器排灰斗，此时排风机工作，通过布袋除尘器作用于带式输送机尾部除尘器排灰斗，使除尘器排灰斗内产生高负压，除尘器排灰斗内煤尘在负压的作用力下全部汇集至袋式除尘器内，经过过滤、振打使煤尘成为煤饼卸载至尾部导料槽。带式输送机尾部除尘结构如图2所示。

图2 带式输送机尾部除尘结构图

6 使用效果分析

带式输送机的溜槽、导料槽、机头、机尾等部位均有不同程度的煤尘产生，需同时进行兼顾治理才能达到国家标准要求。目前，主要应用于带式输送机除尘的设备有：

1）负压扫灰系统，消除了地面清扫带来的二次扬尘;

2）对给煤机、导料槽除尘器的侧密封、防尘档帘更换为迷宫式密封;

3）导料槽、给煤机负压吸尘设备，有效控制了导料槽、给煤机部位煤尘的外溢。

带式输送机头、尾部煤尘治理方案做为补充，实现了带式输送机各个产尘点煤尘治理的全覆盖，改造后基本达到全年无尘，现场煤尘浓度经“锡盟疾控中心检测”最低点煤尘浓度3 g/m3，最高点煤尘浓度6 g/m3，完全符合国家最新标准。

7 结语

带式输送机头、尾部煤尘治理方案有效地解决了带式输送机头、尾部煤尘外溢问题，对于袋式除尘器等除尘设备，若要维持除尘器的除尘效果，还需定期对所有除尘设备进行维护，尤其是袋式除尘器内的布袋，需定期检查、更换以达到最好的除尘效果。

另外，带式输送机头、尾部负压除尘系统可采用3种控制方式，手动、远程、自动，最好的方案为自动启动，与带式输送机联锁，达到设备运行全程除尘的目的。

针对尾部为张紧装置的带式输送机，可将尾部吸尘罩安装在尾部张紧装置上，随滚筒同步运动，采用伸缩管道的方式达到最佳的吸尘效果。负压吸尘系统结构简单，操作方便，能够应用在各种条件苛刻的除尘场所。

［1］张飞，周连春，王建国，等.负压诱导除尘技术在采煤工作面的应用［J］.煤炭工程生产技术，2011（7）：51-52.

［2］梁增田.选煤厂室内粉尘综合治理探讨［J］.煤炭加工与综合利用，2014（7）：37-39.

［3］王启瑞，才庆祥，马从安.景观生态评价方法在胜利露天煤矿环境评价中的应用［J］.研究探讨，2007（5）.

［4］李洁莹.井下煤尘产生机理分析［J］.山西焦煤科技，2011（10）：36-41.

［5］王晓峰，陈彩云.转载点粉尘析出机理及综合治理［J］.煤炭技术，2007，27（1）：124-125.

［6］肖容绪.袋式除尘器与环境保护［J］.过滤与分离，2000，10（3）：32-34.

［7］金小峰，王恩禄，王长普.各种除尘技术性能比较及袋式除尘器在我国的应用前景［J］.锅炉技术，2007（1）：8-12.

［8］张茂东，王晨，赵盛，等.煤化工装置输煤系统粉尘综合治理研究［J］.职业卫生与应急救援，2016，34（1）：41-43.

【责任编辑：解连江】

Dust control scheme of belt conveyor

LI Yinguang,MA Yuanbao
(Shenhua Beidian Shengli Energy Co.,Ltd.,Xilinhot 026015,China)

Taking the ground production system M304 belt conveyor head and tail dust control as the research object,through demonstrating the dust generation mechanism of belt conveyor head and tail,the company designs head and tail dust control scheme,and receives good effect.

belt conveyor;mechanism of coal dust;dust stream;dust removal system

TD422

B

1671－9816（2017）01－0064－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.01.018

李银广，马元宝.带式输送机煤尘治理方案［J］.露天采矿技术，2017，32（1）：64-67.

2016-07-27

李银广（1988—），男，辽宁盖州人，助理工程师，学士，2011年毕业于辽宁工程技术大学机械电子专业，现在神华北电胜利能源储运公司担任技术员。