干式除塵風機在煤礦中的優勢
作者：930 發布日期：2021-09-28
粉塵是礦井生產中主要的職業危害之一。隨著煤礦開采工作面機械化水平日益提高，井下粉塵濃度越來越大，煤塵爆炸事故也隨之增多，不僅嚴重威脅著礦工們的生命健康，還給和企業帶來巨大的經濟損失。目前，國內在礦井粉塵治理方面主要采取煤層注水、噴霧降塵、濕法除塵器除塵和泡沫抑塵等方式[1]，如文丘里濕式除塵器[2]、中煤科工集團重慶研究院的KCS-250D型濕式除塵器[3]，這些方法耗水量大、除塵效率低、工藝復雜，易造成二次污染。礦用干式除塵風機具有低耗能、零耗水、高效率、無污染等特點，但大多需依靠國外進口，產品價格高，售后服務維修困難。因此，根據具體環境條件研究適宜我國煤礦應用的一種干式除塵設備，這才是我國防塵技術的主要方向[4]。
1 干式除塵系統整體結構
干式除塵風機整套系統設計主要由高效濾筒除塵器、進風裝置、抽出式軸流風機、可伸縮風筒、行走車或固定安裝架等設備組成,如圖1所示。在設計安裝除塵器時，將除塵器、抽出式軸流風機安裝在行走車或固定于安裝架上，進風口用負壓風筒與除塵器本體直接連接，除塵器本體與風機用風筒連接，將進風風筒吊掛于迎頭附近。在煤礦巷道掘進工作面掘進時，可開啟除塵風機進行除塵作業，若需要清灰時，可依據清灰指示表進行噴吹清灰及輸灰集灰工作。
2 工作原理
設備本體包括防爆箱體、集成過濾系統、噴吹系統、輸灰卸灰系統。當除塵風機工作時，由軸流風機抽吸，含塵氣體經風筒從進風口進入除塵室內，在氣流分布板的作用下，含塵氣體中的一部分粗大顆粒粉塵與之發生撞碰失去動能而下沉落到除塵器底部的輸灰裝置，其余的細粒粉塵進入濾塵室后，在布朗擴散和篩濾等組合效應下，使粉塵吸附在濾筒的表面上，凈化后的氣體經濾筒的上端口進入凈氣室內，經出風口由風機排出。濾筒的阻力隨表面粉塵厚度的增加而增大，當阻力達到某一規定值時進行清灰。此時軸流風機停機，脈沖清灰閥打開，儲氣罐內的壓縮空氣經噴嘴倒流入濾筒內部，以急短的時間使濾筒迅速膨脹，濾筒振動變形，從而使濾筒表面上的粉塵被吹落入除塵器本體的底部[5]，在除塵器本體底部設置有刮板輸送機構，將粉塵運輸至卸灰口，在卸灰口處安裝集塵布袋以達到除塵、清灰、集灰的作用。
3 除塵吸風與礦井供風間關系
為保證井下的安全生產，其通風系統不受影響，在使用除塵風機時，必須正確匹配礦井供風的壓入風量與除塵風機的抽出風量、壓入式風筒口與吸塵口距工作面的距離。如果壓入風量過大，風機就不能使大部分含塵氣體進入除塵系統，大量含塵氣體流出工作面得不到凈化;如果壓入風量過小，工作面出現循環風，則不利于安全生產。同樣，如果壓入式風筒口距離工作面過近，則一部分含塵氣體隨通風流出工作面，除塵效率低;如果距離過遠，抽出風速減弱，不易形成吹、吸風流的理想流動狀態。根據井下生產實踐表明，壓入風量應大于抽出風量的20%～30%，壓入風筒口距掘進面距離應不大于width=29,height=17,dpi=110(S為巷道斷面面積)[6]。
4 安裝方式
為適應礦井安全、高效掘進，干式除塵系統提供3種安裝方式：吊掛式、跨騎皮帶式和承載段安裝式。
1) 吊掛方式主要是將除塵系統吊掛于單軌吊上，利用單軌吊車驅動系統前移。具體應分別制作風機、除塵器體掛架，使用吊掛輪連接于單軌吊軌道，并隨軌道架設，可使系統整體前移。
2) 跨騎帶式輸送機方式用于安裝兩種底座，一種用于除塵器體安裝，一種用于風機安裝，即安裝于底座，跨騎到帶式輸送機兩側，在移動行走時使用圓環鏈連接前方掘進機，使用掘進機牽引前行。
3) 承載段安裝方式是制作安裝底座放置于承載段上面，將安裝底座與掘進機二運相連，其除塵系統隨掘進機二運在承載段上滑動前行，此方式需要加長承載段。
5 應用效果
干式除塵系統于2019年1月在兗礦集團趙樓礦5304工作面正式進行工業性試驗。在該系統運轉期間，設備運行穩定。在長壓短抽的通風除塵系統中，可有限控制粉塵向巷道外擴散，提高了機掘工作面的收塵效率。系統運轉穩定后測試掘進機司機處粉塵濃度結果如下：全塵濃度未開除塵系統時325 mg/m3，開啟后3.8 mg/m3，除塵效率98.8%;呼塵濃度未開除塵系統時96.7 mg/m3，開啟后2.1 mg/m3，除塵效率97.8%。
6 結論
干式除塵風機是一種高效、節水、可靠的新型除塵工藝裝備，其采用的新材料不僅能有效過濾親水性粉塵，同時，還能有效過濾疏水性粉塵，綜合除塵效率高，對煤礦巷道掘進工作面的粉塵治理有明顯效果，為解決礦井粉塵、作業空間受限和濕法降塵浪費水資源及廢水二次污染等難題提供了新思路、新裝備。結合我國礦用除塵設備發展現狀，此類型干式除塵風機應用效果良好，不僅在節能減排方面提供了有利條件，具有較高的經濟效益,而且緩解了井下惡劣工作環境，具有較好的社會效益，應廣泛推廣至國內各大礦井。
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