带式输送机转载点缓冲除尘装置设计应用

2022-01-18乔燕鹏

机械工程与自动化 2021年6期

乔燕鹏

(山西潞安化工集团余吾煤业有限公司，山西长治 046199)

0 引言

带式输送机在进行卸煤时会产生高浓度粉尘，是采掘工作面产生粉尘的主要场所之一，同时由于卸煤点存在标高差，上水平输送机卸料后速度相对较快，当撞击下水平带式输送机时很容易造成下水平输送带出现跑偏、撕带事故，严重威胁着煤矿安全生产，所以对卸煤点采取有效措施控制粉尘浓度、降低煤流速度，对采掘工作面煤矸安全高效运输以及降低输送机故障率具有重要意义。

山西潞安化工集团余吾煤业有限公司1206工作面设计走向长度为1 400 m，倾向长度为178 m，工作面回采煤层为石炭系3#煤层，平均厚度为6.34 m，平均倾角为1°，3#煤层呈黑色块状，部分为粉状，中部煤质较差，呈玻璃光泽，光亮型，两层夹石为泥岩。

1206工作面回采在运输顺槽安装一部DTL120型带式输送机，输送机带宽为1.2 m，电机功率为400 kW，输送机运输量为2 500 t/h。运输顺槽输送机与盘区运输大巷带式输送机垂直搭接，搭接点高度为1.8 m，工作面回采前期运输顺槽带式输送机搭接点处安装了一个全封闭金属罩进行防尘，但是通过实际应用效果来看，该封闭罩防尘效果差，实测卸载点粉尘浓度高达132 mg/m3；同时带式输送机卸载点煤流速度高达4.5 m/s，原带式输送机不具有煤流缓冲装置，导致煤流落入下水平输送带时对输送带产生一个冲击作用力，该作用力造成下水平输送带运输失稳现象，出现输送带跑偏以及撕带事故。通过统计数据发现，1206工作面在前500 m回采期间，因卸载点高速煤流导致盘区输送机断带3次，经济损失达17余万元，严重制约着工作面安全高效生产。因此，本文设计了一套带式输送机转载点缓冲除尘装置。

1 带式输送机转载点缓冲除尘装置设计

1.1 装置结构组成

带式输送机转载点缓冲除尘装置主要由集尘通道、缓冲装置、除尘管道、高压喷头、进水管路、吸风机、污水处理箱、过滤板、水泵和支撑柱等部分组成，如图1所示。

图1 带式输送机转载点缓冲除尘装置结构示意图

(1) 缓冲滑道为螺旋状且固定在支撑柱上，滑道上端与上级输送带卸载点搭接，下端与下级输送带搭接，上、下端搭接角度为30°；滑道宽度为0.8 m，滑道两侧焊接挡煤槽，滑道主要为高锰钢材质，具有较高的耐磨性。

(2) 缓冲滑道上方安装全封闭管状集尘通道，集尘通道与滑道之间安装一层防尘装置；集尘通道与除尘管道无缝对接。

(3) 除尘管道另一端与吸风机连接，在除尘管道内安装一道高压喷雾水幕，水幕采用进水管路与功率为5.5 kW的水泵连接；喷雾水幕下端的除尘管道安装一个污水处理箱，水泵安装在污水处理箱清水池内。吸风机及水泵通过联锁开关与上级输送机电机联锁控制。

1.2 装置工作原理

(1) 当上级输送机在运输物料时，通过联锁开关打开转载点缓冲除尘装置中的吸风机以及水泵，吸风机开启后通过除尘管道吸收集尘通道内的扬尘。

(2) 当吸收的扬尘进入除尘管道后在高压水幕的作用下沉降，沉降后的污水进入污水处理箱内，污水经过滤板过滤后将污水中的煤泥进行过滤，过滤后的清水进入清水池内，并通过水泵进行二次利用。

(3) 由于减震滑道为螺旋倾斜结构，上级输送机煤流进入减震滑道后，在滑道倾斜面摩擦作用下，逐渐降低煤流速度，从而避免了高速煤流对下级输送带的冲击破坏；同时减震滑道下方安装缓冲装置，该装置主要由密集高压弹簧组成，当大块煤矸石进入减震滑道后通过缓冲装置可降低滑道损坏变形率。

2 装置优缺点及实际应用效果

2.1 装置优缺点

(1) 结构简单。该装置结构相对简单，整套装置成本费用为0.47万元，装置故障率低，便于检修维护；同时该装置可用于井下采掘工作面以及隧道、桥梁等领域，实用性强。

(2) 降尘效果好。传统转载点除尘装置主要利用喷雾洒水降尘，由于转载点存在进风流，导致扬尘分散区域大，传统降尘装置降尘效果差；而缓冲除尘装置通过吸风机将封闭集尘通道内扬尘吸收并进行喷雾降尘，整个降尘过程在封闭的空间内进行，降尘效果好，达到了集中降尘的目的。

(3) 有效控制煤流速度。传统带式输送机卸载点不具有煤流控制装置，煤流卸载后在落入下水平输送带时速度达6 m/s，高速煤流对下水平输送带产生很大冲击力，导致输送带损坏严重；而缓冲除尘装置安装了螺旋状倾斜减震滑道，煤流在滑道上通过摩擦作用可有效降低速度。

2.2 实际应用效果分析

2020年8月余吾煤矿对1206工作面运输顺槽DTL120型带式输送机卸载点安装一套缓冲除尘装置，截止2021年2月通过6个月实际应用效果来看，该装置应用后实测卸载点平均粉尘浓度为45 mg/m3，大大降低了卸载点粉尘浓度；同时带式输送机通过该装置卸载的煤流速度由4.5 m/s降低为1.2 m/s，控制了煤流速度，工作面后期回采过程中因高速煤流导致输送带断带、撕带等故障率降至5%以下，节约输送机维修费用达12余万元。