除尘风机在岩巷掘进中的探索与应用

2023-09-14闫高峰

煤 2023年9期

闫高峰

(潞安环能股份公司常村煤矿,山西长治 046204)

随着常村煤矿通风系统的升级改进,常村煤矿在施工抽采巷时,将原来的半煤岩巷掘进变更为了全岩掘进,在瓦斯治理上取得了优异的成绩的同时,也对岩巷掘进效率提出了更高的要求;若掘进效率低下,则会出现回采工作面衔接跟不上的情况。为此,提高岩巷掘进效率已刻不容缓,常村煤矿通过引进除尘风机,并对其进行了改革创新,在现场应用中取得了良好的效果。在解决粉尘问题的同时,也解决掘进机破岩作业时视野差的难题,保证了巷道成型,提高了岩巷掘进效率。

1 除尘风机的应用及改进

1.1 除尘风机型号及其工作原理

1) 除尘风机型号:KCS系列矿用湿式除尘风机。

2) 工作原理:除尘风机采用喷淋式除尘机理,在除尘过程中,利用雾化并带有一定能力的水滴来捕捉进风口吸进的带尘风流中的粉尘颗粒,将粉尘和水进行混合,穿过多层气液过滤网除雾层后,做进一步的混合,过滤大部分粉尘颗粒,剩余小部分粉尘通过脱水器进行水滴分离水膜降尘,将粉尘(污水)和空气进行分离,达到净化空气的目的。

1.2 未使用除尘风机时,岩巷掘进现状

常村煤矿在未引入除尘风机前工作面通风主要由局部通风机供给,如图2所示,在破岩时,工作面至回风口均被粉尘覆盖,所有人员均处在污风中,岩粉对作业人员的伤害极大(患矽肺病的概率极大),同时掘进机主、副司机破岩作业时,视线受到极大的影响,导致巷道成型差,支护时增加了作业难度,进而导致工效低、进尺低。

图1 除尘风机结构图

图2 未使用除尘风机时工作面风流示意

1.3 使用除尘风机后,岩巷掘进改善及暴露出的问题

为了改善作业人员的作业环节,我矿引进了除尘风机,除尘风机通过把污风从吸风口吸入(如图3所示),将其中的粉尘过滤掉,再从出风口排出新鲜风流,进而改善作业环境。但在运用中仍暴露出掘进机主、副司机及机尾工仍处在污风中的问题(其余人员均处在新鲜风流中),同时,由于主、副司机视线未得到有效改善,巷道成型问题也就未得到有效解决。同时增加了人工前移除尘风机的作业环节和作业量,在一定程度上反而影响了进尺。

图3 使用除尘风机时工作面风流示意

1.4 改造除尘风机后,岩巷掘进现状

通过在风筒上安装风筒漏风配件,风筒漏风配件安装位置为除尘风机出风口和进风口中间(如图4所示),可起到改变工作面风流的目的,掘进机主、副司机及机尾工均处在新鲜风流中,从而实现了岩巷工作面所有作业人员均处在新鲜风流中目的,大幅度降低了作业人员患矽肺病的概率。同时,由于掘进机主、副司机视线环境得到改善,割煤效率及巷道成型也得到了提升。其次,通过制作支架,把除尘风机安装到胶带机尾上,在掘进机拖机尾时,同时拖动除尘风机前移,减少了因倒移除尘风机增加的作业环节,保证了岩巷掘进的效率。

图4 除尘风机改造后工作面风流示意

2 工程实例

2.1 概述

2102抽采巷设计长度871.17 m,主要位于距离3号煤层顶板往上15 m高差的4.55 m厚砂质泥岩层中掘进,该岩层上部为1.4 m厚细粒砂岩,下部为1.95 m厚细粒砂岩,为全岩掘进。

2.2 工程应用

2102抽采巷在施工中的改进:

1) 制作除尘风机专用承载架(配合三点受力跑轮结构,并且有一定的活动量,防止跑轮掉道)、连杆和负压风筒专用托架,保证风机和风筒与机组同进同退,无需人工移设,先前每次移动导轨和重新敷设负压风筒需要3人,用1.5 h,使用此装置无需人工移设,1 d需要拖机尾3次,节省人工费用,提升效率;

2) 除尘风机喷雾水直流胶带上制作积水箱,将喷雾水引流到积水箱内,及时抽排避免水直流到胶带上,从根本上解决水煤隐患;

3) 制作一种调节装置调节风筒开口大小,控制正压风筒的风量,保证了二运至工作面范围为新鲜风流,降低了粉尘浓度,保证了职工身体健康,降低了尘肺病的患病率。

2.3 工程应用效果

2102抽采巷在施工时,不仅降低了粉尘浓度,保护了职工生命安全,工效取得了较大提升,而且提高了巷道成型,间接提升了割煤速度,缩短了支护时间。表1为2102抽采巷及同采区同类型巷道(2106抽采巷)施工中的各项核心指标对比情况。

表1 核心指标对比

通过数据对比,可以看出,2102抽采巷在采用除尘风机后,粉尘浓度下降了92.7%,割煤速度提升了30%,日进尺提升了43%.巷道施工完工时间也因此提前31 d,为工作面衔接提供了保障。在原来未使用除尘风机时,队组在连续施工岩巷1 a时间内,有2人患矽肺病,但在应用除尘风机后,职工作业环境得到改善,没有职工再患尘肺病,因此除尘风机在现场应用后效果明显。