喷浆机除尘系统的研究与应用

王洪琦　 白鹭　 洪继坤　 李强　 高文斌

摘要：为有效降低锚喷工作面产生的水泥尘的危害，在原有的在喷浆作业地点100m内设置两道净化水幕的基础上，通过湿喷工艺的应用，除尘风机的选型，除尘罩的设计，对喷浆除尘技术进行优化改造，旨在提高喷浆除尘效果，改善锚喷工作面作业环境。

关键词：喷浆；风动除尘风机；除尘罩

随着我国采矿行业的不断发展、采掘技术的日益精进，国家对相关技术标准的要求不断提高的同时，对职业病危害防治、作业环境维护治理的相关要求也在不断严格与细化，矿井粉尘治理就是其中的重要环节。近年来，清洁型矿井、无尘化矿井等新的防尘理念越来越被人熟知，为创建清洁型矿井、无尘化矿井、为矿工营造清洁工作环境的工作中，对于防尘技术的要求也越来越高。“喷浆”作为矿井常见的巷道维护方式，同时作为重要的产尘环节也越来越被重视，喷浆机除尘风机从水射流到电动、风动除尘风机，在不断更新换代，然而喷浆除尘仍因产尘环节多、难以全面覆盖而陷入技术难题。

1 湿式喷浆工艺的应用

1.1 喷浆料的选用

喷浆料选用粗骨料（石子）、细骨料（砂）、干混砂浆，混合比例为1：1.5：1，石子采用8mm瓜子石，最大粒径为10mm，骨料中严禁混有粒径大于10mm的异物，否则会引起堵管；采用普通硅盐酸水泥，与干喷无特殊要求。

1.2 配合比的确定

混凝土配合水泥：石子：砂重量比为1：1.5：2.25，体积比为1：1.7：1.98，水灰比为0.44。其中，水灰比为理论值，应根据砂石含水率实际确定，确保泵送用混凝土坍落度180～220mm，喷帮时坍落度稍好，流动性好，喷顶时坍落度稍低，附着力好。人工可凭经验观察混凝土情况，否则易造成水泥浆与砂石离析，将严重影响各方面性能。

2 风动除尘风机的选型与应用

2.1 除尘风机的工作原理

原喷浆巷道使用的KCS-175ZL型涡流式除尘风机因体积大，一般巷道安装后影响巷道通车，需打专门的安装硐室，增加了巷道的掘进的额外工作量；且重量大，不方便挪移；需单独敷设电缆接电，工作程序复杂；其内部结构复杂，清理维护不方便。AS-SSL型水射流除尘风机因吸风量较小造成降尘效果不佳，不能满足喷浆工作期间降尘要求，且此除尘风机已被集团公司列为淘汰禁用设备。为解决上述难题我们经过改造制作了低噪音高效风动喷浆除尘风机。

該除尘风机有喷雾器喷湿的振弦过滤板，附有水幕的纤维使粉尘湿润增重、凝并或滞留，同时含尘气体的冲击使纤维产生振动，强化水雾粒与气体中粉尘的碰撞，提高粉尘的捕获率，同时也提高了振弦过滤板纤维的自净能力。含尘气体经过振弦过滤板后一部分变成含水的尘粒和尘团被捕获，随水下流，并自洁振弦过滤板；其余粉尘微粒经水幕后变成湿润的尘粒和尘团，进入脱水装置处理后，污水从排污口排出。

2.2 除尘风机选型与应用

选用FQCN4型气动抽出式轴流局部通风机，风机的吸风口直径为400mm，风量为120m3/min。在气动抽出式局部通风机内部安设除尘装置和水源接口，利用局部通风机将喷浆产尘吸入风机内部集中清除；为解决其噪音大的问题，根据局部通风机尺寸，设计加工了消音装置，分别安装在局部通风机进风口和出风口，有效降低了运转期间的噪音。当巷道进行喷浆作业时，打开供气阀门，运转局部通风机，打开供水阀门，进行喷雾除尘。

该类风机体积小，方便现场安装并随上料机及时挪移；动力源易得，使用井下供风管路，工作压力为0.35-0.6Mpa；噪音值低，现场实测68dB。

3 喷浆机除尘罩的设计与应用

3.1 加工材料

罩体使用1.2mm铁片焊接，外口使用6mm钢筋焊制卡圈，钢圈直径450mm，用于连接φ500风筒，罩体背面使用16mm钢筋焊制除尘罩吊挂钩，方便将除尘罩吊挂在巷帮4寸管路上。

3.2 除尘罩设计图纸

3.3 吊挂架设计

为降低除尘罩对帮部吊挂管路高度的依赖，设计除尘罩吊挂架，使用6mm铁板，上部焊接长为300mm的4寸钢管，同时为保证吊挂架的牢固性，钢管两头焊接内钢圈，根据需要加设管路的高度，可设计出与之配套的除尘罩吊挂架。吊挂架优点为：（1）轻便，单人操作可轻松安装、挪移，使用方便；（2）牢靠，吊挂架挂钩采用两组6×60mm铁板弯制而成，管路加焊内钢圈，保证了吊挂架的强度与稳定性；（3）增加了除尘罩安装的灵活性，可根据不同高度，设计出与之配套的吊挂架，适用不同地点的安装。

3.4 实测数据

现场安装使用后，对现场粉尘数据进行了跟班实测，经数据对比，未安装除尘罩的除尘风机降尘效率约为65%，而使用除尘罩后，除尘风机降尘效率超过90%。

4 结论

综上所述，通过合理布置喷浆作业地点100m内净化水幕，严格把控湿喷工艺，合理选择除尘风机型号，设计除尘风机吸尘罩抓住转载点、砂注口、干固剂注口、水泥注口等关键产尘环节，有效降低了喷浆作业的粉尘浓度。

矿井防尘设施一直处于煤矿生产中“被排斥”的被动局面，效果差、操作复杂、需频繁维修是防尘设施设计使用的禁忌，如何提高防尘设施的实用性与可靠度，让矿工“乐于”使用防尘设施，一直防尘技术人员设计的理念与追求。

参考文献：

[1]牛文章.锚喷巷道湿式喷浆工艺的应用[J].现代矿业，2013（5）：136-137.

[2]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2016.

[3]国家生产监督管理总局.煤矿井下粉尘综合防治技术规范[D].北京：煤炭工业出版社，2006.

[4]程卫民.矿井通风与安全[M].北京：煤炭工业出版社，2016.318-334.

作者简介：王洪琦（1988-），男，汉族，学士，助理工程师，蒋庄煤矿通防工区技术主管。