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    煤礦綜掘工作面綜合除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

    2020-06-10 13:34:14梁哲濤
    機(jī)械管理開發(fā) 2020年4期
    關(guān)鍵詞:綜掘機(jī)風(fēng)筒降塵

    梁哲濤

    (潞安集團(tuán)漳村煤礦, 山西 長(zhǎng)治 046000)

    引言

    通常,綜掘機(jī)工作面采用的除塵方式主要有負(fù)壓除塵機(jī)吸塵和負(fù)壓除塵機(jī)降塵兩種。一般可以在工作面位置,由正壓風(fēng)機(jī)提供大量的風(fēng)量,由負(fù)壓風(fēng)機(jī)把粉塵吸入相應(yīng)的風(fēng)筒,接著可以在風(fēng)機(jī)出口位置噴水實(shí)現(xiàn)降塵的效果。缺點(diǎn)在于不能對(duì)工作面位置出現(xiàn)的粉塵起到相應(yīng)的作用,并且由于設(shè)備較大,需要占用較大的空間,效果不理想。由此可以看出,需要設(shè)計(jì)一個(gè)新的除塵系統(tǒng),從而能夠有效地除塵,滿足采礦的需要。

    1 目前使用的除塵方式的不足

    圖1 為可移動(dòng)除塵設(shè)備,控塵元件為封塵簾,其和綜掘機(jī)設(shè)置在一起,同時(shí)能夠和綜掘機(jī)一起運(yùn)動(dòng),這樣能夠有效地實(shí)現(xiàn)較高效率的除塵。該設(shè)備的導(dǎo)風(fēng)筒所使用的材料為剛性,并設(shè)置有螺旋推進(jìn)裝置,這樣可以有效地推動(dòng)吸風(fēng)口向前運(yùn)動(dòng),因此可以得到廣大用戶的青睞,可是此設(shè)備依舊存在一定的不足[1-2]:

    1)由于設(shè)置的封塵簾和水幕裝置,不能較好地操作綜掘機(jī),在工作時(shí)不能對(duì)正壓風(fēng)實(shí)現(xiàn)較好的控制,因此除塵效果不好,可以采用綜掘機(jī)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)擋風(fēng)簾的操作;

    2)在綜掘機(jī)的兩側(cè)設(shè)置有吸風(fēng)口,其在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,設(shè)備往往受到擠壓而出現(xiàn)變形,由于柔性負(fù)壓風(fēng)筒發(fā)生磨損,最終出現(xiàn)漏風(fēng)的現(xiàn)象;

    3)此設(shè)備必須設(shè)置負(fù)壓柔性風(fēng)筒,大體積能夠滿足大型巷道的環(huán)境。

    2 綜合除塵系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

    充分考慮綜掘工作面除塵的效果,依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要,必須滿足各種安全需要,進(jìn)而設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)適用的一套綜掘面除塵設(shè)備。

    圖1 可移動(dòng)除塵裝置示意圖

    2.1 除塵系統(tǒng)原理

    1)控塵。對(duì)于正風(fēng)工作面可以采用手動(dòng)控制,這樣能夠?qū)U(kuò)散性粉塵產(chǎn)生良好的控塵效果,從而可以極大地優(yōu)化綜掘面除塵效果,實(shí)現(xiàn)集塵的效果。

    2)吸塵??梢栽诰C掘機(jī)前部位置設(shè)置負(fù)壓風(fēng)筒,其可以吸附煤炭粉塵,接著使用除塵風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)降塵。

    3)合理選用除塵機(jī)的功率,不僅可以有效地達(dá)到吸塵效果,而且能夠控制降塵的速度。

    2.2 除塵系統(tǒng)工藝

    圖2 表示綜掘機(jī)除塵系統(tǒng)示意圖。

    圖2 綜掘面結(jié)合除塵系統(tǒng)示意圖

    正壓調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置有兩個(gè)排風(fēng)口,分別設(shè)置在工作面、航道中心。假如綜掘機(jī)在工作的過(guò)程中產(chǎn)生大量的粉塵,那么相應(yīng)的傳感器可以把信號(hào)傳輸給相應(yīng)的單元,這時(shí)可以使得如下三個(gè)單元工作:第一,風(fēng)機(jī);第二,供風(fēng)管路控制閥;第三,高壓供水電磁閥。當(dāng)處于風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)下,這時(shí)側(cè)相通風(fēng)口開始工作,同時(shí)可以控制工作面的供風(fēng)系統(tǒng)。從而使得空氣開始從調(diào)風(fēng)口逐漸向工作面流動(dòng)。這樣使得形成的灰塵不能向工作面四周擴(kuò)散,從而能夠起到降塵的效果。此系統(tǒng)還可以有效地稀釋瓦斯,從而能夠給工作人員提供相對(duì)干凈的空氣,粉塵將從正壓風(fēng)口向負(fù)壓風(fēng)口流動(dòng),這時(shí)可以借助負(fù)壓風(fēng)機(jī)的作用,使得粉塵從負(fù)壓風(fēng)口進(jìn)入粉塵機(jī),最終可以和水混合,以此達(dá)到降塵的作用,圖3 表示相應(yīng)的工藝流程圖。

    圖3 除塵系統(tǒng)工藝流程

    假如采集過(guò)程中,選用頂板支護(hù),那么相應(yīng)的掘進(jìn)機(jī)往往需要停止工作,相應(yīng)的自動(dòng)除塵系統(tǒng)停止時(shí),需要一定的時(shí)間實(shí)現(xiàn)延遲停止,此過(guò)程清除剩余的粉塵,并且關(guān)閉可控調(diào)風(fēng)門、關(guān)閉吸塵風(fēng)機(jī)。同時(shí)正壓風(fēng)機(jī)處于正常的工作狀態(tài),因此可以給工作面提供優(yōu)質(zhì)的空氣。通常通風(fēng)系統(tǒng)能夠隨著工作面一起移動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)時(shí),掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)14 m 時(shí),相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)一次吸塵系統(tǒng),比較理想。

    2.3 除塵系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)

    1)該系統(tǒng)中的可調(diào)正壓風(fēng)門,能夠使得粉塵向工作面方向流動(dòng),并且不會(huì)發(fā)生四處擴(kuò)散的現(xiàn)象,從而能夠有效地提高集中吸塵的效果。

    2)負(fù)壓風(fēng)筒選用的材料是剛性塑料,其具有較好的阻燃性、防靜電、較好的彈性與強(qiáng)度等,其結(jié)構(gòu)較小,便于吊掛在帶式輸送機(jī)側(cè)面,從而能夠有效地保護(hù)風(fēng)筒,避免出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象。

    3)風(fēng)機(jī)活動(dòng)架能夠隨著運(yùn)輸機(jī)同步動(dòng)作,使用四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接,這樣能夠有效保護(hù)風(fēng)機(jī)。

    4)在結(jié)構(gòu)方面,此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、占地空間小,其不僅可以實(shí)現(xiàn)大巷道除塵的效果,而且能夠在小巷道中開展作業(yè)。

    5)可調(diào)風(fēng)口在粉塵控制方面比較理想,因此需要把除塵單元設(shè)置在司機(jī)的視野內(nèi),這樣能夠極大地提高除塵效果,具有較高的安全性。

    3 應(yīng)用效果分析

    運(yùn)用該系統(tǒng)除塵前后工作面粉塵質(zhì)量濃度如表1 所示。分析表1 可以發(fā)現(xiàn),工人操作位置所對(duì)應(yīng)的全塵除塵效率可以達(dá)到(587.9-44.9)/587.9×100%=92%,相應(yīng)的呼吸除塵效率可以達(dá)到(254.3-7.9)/254.3×100%=96%。而對(duì)于除塵器出口位置而言,全塵除塵率可以達(dá)到(388.7-1.2)/388.7×100%=99%,相應(yīng)的呼吸除塵效率可以達(dá)到:(122.1-0.1)/122.1×100%=99.9%。由此可以看出,該系統(tǒng)具有良好的除塵效果,并且能夠滿足國(guó)家煤礦除塵的標(biāo)準(zhǔn),這樣可以極大地優(yōu)化井下員工的工作環(huán)境[3-5]。

    表1 除塵前與除塵后工作面粉塵質(zhì)量濃度對(duì)比 mg/m3

    4 結(jié)語(yǔ)

    可調(diào)式正壓風(fēng)門能夠達(dá)到理想的除塵效果,具有粉塵不會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)散、粉塵朝著工作面集中等特點(diǎn),可以達(dá)到集塵、吸塵以及降塵的效果,不僅可以有效提高井下工作人員的工作環(huán)境,而且能夠?yàn)楣ぷ髅娴陌踩a(chǎn)提供有力的保障。該系統(tǒng)還具有體積小、重量輕以及便于操作等特點(diǎn),能夠隨著掘進(jìn)機(jī)同步動(dòng)作,不會(huì)影響工作面其他設(shè)備的運(yùn)行,便于工作人員維修。

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