湿式除尘风机在连续采煤机单巷掘进工作面的应用实践

何明伟

国家能源集团神东榆家梁煤矿 陕西 神木 719000

为提高煤炭资源回收率,在具备条件的煤矿采用沿空留巷技术已成为一种趋势。使用沿空留巷工艺时,综采工作面的顺槽通常采用单巷掘进。单巷掘进期间,主要依靠局部通风机正压通风,该巷道内全部为污浊风流。工作面生产期间截割产生的大量煤尘、岩尘弥漫在巷道中,不仅对作业人员的身体健康带来极大的伤害,而且粉尘浓度大直接影响工作面的视线,给作业人员造成了安全威胁,更严重的是,当巷道内煤尘积聚达到下限时,会带来煤尘爆炸的危险。为了改善这一局面,榆家梁煤矿在连续采煤机单巷掘进工作面安装KCS系列矿用湿式除尘风机,并配套采用其它综合措施,起到了较好的防尘、降尘效果。

一、工作面概况

1、工作面围岩特征及煤层赋存情况。巷道沿52煤煤层顶板掘进,工作面直接顶岩性为粉砂岩,厚度2.5－3.6m,灰色,泥质胶结,水平层理；老顶为中砂岩,厚度20.8－27.6m,灰白色,泥质胶结,均匀层理。直接底为粉砂岩,厚度大于1.8m,灰色,泥质胶结,具缓斜层理及水平层理。工作面煤层属低变质烟煤,黑色块状,硬度大,赋存稳定。

根据2018年沈阳煤科院鉴定结果,榆家梁煤矿52煤层煤尘爆炸性属有爆炸性,爆炸性指数33.9%。如果煤尘防治工作不到位,将会造成煤尘爆炸事故。

2、巷道布置及设备配套。52308运顺为单巷掘进,矩形巷道,全部使用引进的连续采煤机及其配套设备施工。选择型号为FBDY－№6.3/2×30局扇2台,配套Ф800mm胶质抗静电阻燃风筒为掘进工作面供风。

二、湿式除尘风机的使用

1、湿式除尘风机的工作原理及特点。KCS系列矿用湿式除尘风机利用空气动力特性具有潜在的分离气载粉尘的能力直接将粉尘分离捕获而达到尘气分离、净化空气的理念,运用分离叶轮强大的离心力,将含尘空气中的粉尘颗粒与水雾雾粒形成的含尘液滴排出。取代传统的过滤装置,彻底解决由于滤网存在而引起的除尘系统阻力大、风量处理能力差、除尘效率低以及滤网堵塞导致使用维护繁琐等问题。它主要由吸风道、除尘器、主机、消声器等组成,结构紧凑,坚固耐用,使用安全,维护方便。

2、除尘风机的安装与使用。(1)52308运顺单巷掘进采用长压短抽混合式通风布置的,除尘风机安设在距工作面50～300m处,随掘进前移,见图1。除尘风机配套使用φ800mm负压骨架风筒。

图1 单巷掘进混合式通风布置示意图

(2)除尘风筒的吸入口应安设甲烷传感器,报警浓度≥1.0%,断电浓度≥1.0%,复电浓度＜1.0%,断电范围：工作面及回风巷全部非本质安全型电气设备。

(3)除尘风机要派专人挂牌管理,风机启动前必须由瓦检员检查除尘风机及开关附近10m范围内的CH4浓度,当CH4浓度小于0.5%时方可启动。

(4)使用前应检查除尘风机各紧固件是否齐全、牢固,连接是否可靠,叶轮的旋转方向是否正确,试运转是否灵活、有无杂音或异常声、撞击声。

(5)湿式除尘风机开停机顺序：先打开向除尘风机供水的阀门,处于喷雾状态下,再启动风机。停机顺序：先关闭风机再关闭喷雾阀门。

(6)工作面停止生产10min后方可停止除尘风机。

(7)湿式除尘风机喷嘴和滤网检查与维护：每天至少对滤网及喷雾降尘装置停机进行清理积尘1次,每周对喷嘴检查和维护1次。

3、除尘风筒的安装与维护

(1)为保证除尘风机的除尘效果,要根据巷道高度和设备参数,选择合适直径的除尘风筒尺寸,一般情况下,除尘风筒直径越大,除尘效果越明显。

(2)除尘风筒使用铁丝吊挂在巷道的边锚杆上。风筒采用双反边连接,接口必须使用风筒接口器,风筒要进行编号管理,有漏风的风筒要及时进行修补或更换,以减少漏风现象。风筒吊挂要做到逢环必挂,并达到平、直、稳的要求,防止设备移动时损坏。

(3)加装可伸缩式前探装置。

负压风筒吸风口距掘进头越近,除尘效果越好。在工作面生产期间,随着掘进头的推进,除尘风筒吸风口距掘进头越来越远,除尘效率也越来越低。为了解决这一问题,52308掘进工作面在生产期间采用了负压风筒可伸缩式前探装置。

使用该装置可使除尘风筒向前移动至空顶范围内,从而使除尘风筒吸风口与掘进头的距离始终保持最近,达到最佳的除尘效果。

图2 除尘风筒延伸至空顶

三、湿式除尘风机除尘效果分析

在掘进期间,在保证其他条件不变的情况下,使用CCZ－1000型测尘仪对湿式除尘风机使用前后对连采机司机作业点及连采机后10m处的粉尘浓度进行测试。各测点布置和粉尘浓度见表1。

表1 测点布置和粉尘浓度

从表1中可以看出,在不同的测点位置,湿式除尘风机开启后,全尘浓度和呼尘浓度均降低30%以上,特别是当除尘风筒吸风口在煤机司机处时,连采机司机作业点的全尘浓度和呼尘浓度能降低40%左右,说明湿式除尘风机在单巷掘进工作面起到了较好的效果。

四、结论

单巷掘进期间使用湿式除尘风机,可以有效降低各作业点和巷道内的粉尘浓度,减少了煤尘积聚,为作业人员营造良好的作业环境,同时降低了尘肺病的发病几率,取得了良好的安全和经济效益,为单巷掘进工作面粉尘防治工作提供了参考。