煤矿用袋式除尘器的研制与应用

田宇静

（山西晋煤集团晋圣三沟鑫都煤业有限公司， 山西 沁水 048000）

1 问题的提出

我国的掘进机研制技术有了长足的发展，逐步由煤巷、半煤岩巷掘进技术向大断面全岩巷快速掘进技术发展。但我国煤矿井下粉尘治理形势却日趋严峻，部分煤矿掘进面粉尘质量浓度高达1 100 mg/m3以上，给工作人员的身体健康带来了严重伤害，同时也存在着粉尘爆炸的安全隐患。当前采用湿式除尘器进行抽尘净化作业是降低煤矿掘进面粉尘浓度的技术措施，该抽尘净化降尘技术措施在煤巷及半煤岩巷道中的除尘效果理想，但当进行全岩巷道掘进特别是大断面全岩巷道掘进时，其粉尘处理能力存在问题，主要表现为：当入口粉尘浓度增大时除尘效率下降，对粉尘处理能力不足；对5μm以下能进入人体肺泡区的呼吸性粉尘处理效果不佳。

袋式除尘器是是一种高效干式除尘器，欧美等先进采煤国家也主要采用袋式除尘器进行掘进工作面抽尘净化。为解决岩巷掘进工作面日益严重的粉尘污染问题，特别是呼吸性粉尘污染问题，晋圣三沟鑫都煤业有限公司与德国CFT公司合作研制了一款新型煤矿用袋式除尘器，并于2017年3月在晋圣三沟鑫都煤业得到成功应用。

2 新型煤矿用袋式除尘器的分析

2.1 结构与工作原理

煤矿用袋式除尘器主要由负压风筒、袋式除尘器、电控箱、除尘风机等组成，为袋式除尘器后面的风机提供动力，通过负压风筒将工作面的粉尘吸入袋式除尘器。当含尘气体进入袋式除尘器后，因面积扩大、流速降低，使得部分粗颗粒粉尘在重力影响下发生沉降；细颗粒粉尘在惯性碰撞、筛滤等综合影响因素效应下，在滤袋表面进行沉积。然后打开脉冲阀，压缩空气通过脉冲阀经喷吹管上的小孔，向文丘里喷嘴喷射出一股高速高压的引射气流，形成诱导气流进入滤袋，使滤袋内出现瞬间正压，急剧膨胀，使沉积在滤袋表面的粉尘脱落掉入下方刮板输送机上，最后刮板输送机将粉尘排出。

2.2 新型袋式除尘器的特点

1）采用空心体菱形壁滤袋结构，这种菱形过滤器的有效过滤面积对比传统袋式过滤器提高了2.5倍，设备零部件的布置合理，降低了其体积。

2）采用腹膜滤料进行高效表面过滤，腹膜滤料过滤效率不受粒径分布影响，能捕集极细粉尘满足煤矿掘进面呼吸性粉尘的处理要求。该腹膜滤料的憎水性使之可以适应煤矿掘进面湿度大的要求。

3）通过技术攻关，成功研制符合煤安要求的防静电、阻燃型滤袋，并采用长扁形滤袋并侧插的安装方式，方便滤袋更换。传统滤袋一般都为圆筒形，采用垂直安装方式。

3 新型袋式除尘器的实践应用分析

该袋式除尘器已于2017年3月在晋圣三沟鑫都煤业12煤东翼二盘区辅运上山掘进工作面完成了井下工业性试验，该巷道由l台EBH315型掘进机完成掘进。

3.1 设备巷道布置

在通风形式上采用长压短抽的混合通风除尘方式，即对掘进机工作面进行长距离供风，除尘器在掘进工作面短距离抽风进行除尘。控尘装置安装在距工作面25 m距离。由于袋式除尘器整体长度13.7 m，袋式除尘器被布置在巷道地面左侧，当掘进一段距离后，用矿方的装载机对袋式除尘器进行移动。

3.2 使用情况分析

按照作业场所中空气粉尘的测定方法，对掘进巷道袋式除尘器应用前后的粉尘浓度进行了检测。检测结果如表1所示。

表1 袋式除尘器距工作面30 m时除尘效果对比

从表l可以看出：该设备可有效降低工作面的粉尘浓度，空气质量明显改善。这是目前晋圣沟鑫都煤业掘进工作面使用过的除尘效果最好的除尘设备。

由于袋式除尘器体积比较大，当掘进机向前一定距离后，需要专门的设备对袋式除尘器进行拖动，并且需要重新嫁接风筒，导致袋式除尘器在实际使用时，往往一个多月才移动一次，这时袋式除尘器距离工作面已达到120～150 m，由于阻力增大，吸风风量减小，会使得部分粉尘向巷道后方扩散，巷道综合除尘效率有所降低。表2为当除尘器距工作面150 m时，使用袋式除尘器前后的巷道粉尘浓度对比。

3.3 新型袋式除尘器优缺点

1）优点：除尘效率更高（≥99.99%），而且不随粉尘浓度的增加而降低；对5μm以下呼吸性粉尘捕集效率更高；降尘过程中实现对粉尘的回收操作，无二次污染产生。

2）缺点：体积较大，移动困难。对比湿式除尘设备，该袋式除尘器体积仍偏大很多，袋式除尘器移动困难，增加煤矿工人的劳动强度和工作量，影响煤矿工人使用积极性。设备的采购价格昂贵，为湿式除尘设备的5倍左右，会对煤矿企业造成一定的经济困难，影响其大规模的推广使用。

表2 袋式除尘器距工作面150 m时除尘效果对比

4 结语

根据煤矿掘进巷道的具体情况，对袋式除尘器在我国煤矿巷道配套移动方式进行研究，提高袋式除尘器在我国煤矿的配套移动能力以及大幅降低袋式除尘器价格是下一步袋式除尘器在煤矿掘进工作面推广应用的工作重点。

（编辑：赵婧）