增強除塵器除塵效果的方法研究和應用

摘? 要：大興煤礦是高瓦斯、高突出礦井，掘進工作面是煤礦生產第一線，產生的有害氣體多，產生的礦井粉塵也多，而此處的作業(yè)人員較多，作業(yè)人員長期吸入粉塵，會引起呼吸道疾病，甚至會引起塵肺病，嚴重地危害著作業(yè)人員的健康。另外，粉塵在一定條件下會燃燒或爆炸，給國家財產和井下作業(yè)人員生命安全帶來嚴重的威脅。因此，在采用KCS-550D（A）型濕式除塵器進行除塵時，對其除塵效果進行了長期的研究和實踐，此濕式除塵器除塵效果不太理想，只是除塵器前部除塵效果好，空氣清新，視線清晰，除塵器后部的除塵效果就差很多。由于不斷地改進和提高除塵措施，現在，濕式除塵器的除塵效果良好，為井下作業(yè)人員提供了優(yōu)良的空氣，創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。
　　關鍵詞：除塵器;粉塵;噴霧
　　中圖分類號：TD714.4 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0125-02
　　Abstract： Daxing Coal Mine is a high-gas and high-outburst mine， and the heading face is the first line of coal mine production， which produces a lot of harmful gases and mine dust， but there are more operators here， and operators inhale dust for a long time， which will cause respiratory diseases and even cause pneumoconiosis， thus seriously endangering the health of operators. In addition， the dust will burn or explode under certain conditions， which brings a serious threat to the national property and the life and safety of underground workers. Therefore， the dust removal effect of KCS-550D （A） wet dust collector is studied and practiced for
　　a long time. The dust removal effect of this wet dust collector is not ideal， but the dust removal effect of the front part of the dust collector is good， the air is fresh and the line of sight is clear. The dust removal effect of the rear part of the dust collector is much worse. Due to the continuous improvement and improvement of dust removal measures， the dust removal effect of wet dust collector is good， which provides excellent air for underground operators and creates a good working environment.
　　Keywords： dust collector; dust; spray
　　1 概況和背景
　　 因為鐵能公司大興煤礦是高瓦斯、高突出礦井，所以礦井的通風非常重要。掘進工作面是獨頭巷道，不構成通風回路，且在距離井口越遠的工作面，由于巷道長，巷道的通風阻力就會增大?；旌鲜酵L是利用兩套局扇和風筒裝置，一套作壓入式通風，向掘進工作面送新鮮風，一套作抽出式通風，排出污風，大興煤礦的大斷面、長距離巖巷的掘進巷道采用混合式通風時，此局扇必須采用濕式抽出式除塵器。
　　掘進工作面是礦井生產第一線，溫度高，濕度大，產生的有害氣體多，產生的礦井粉塵大，而此處的作業(yè)人員較多，粉塵對作業(yè)人員的危害很大。粉塵的危害主要表現在兩個突出方面。一是人體肺部長期吸入粉塵，會引起呼吸道炎癥，甚至會引起塵肺病，表現為矽肺，嚴重地危害著作業(yè)人員的健康。二是粉塵在一定條件下會燃燒或爆炸，給國家財產和職工生命安全帶來嚴重威脅。另外井下作業(yè)地點粉塵如果過多，就會影響作業(yè)人員的視線，不利于及時發(fā)現事故隱患，容易造成安全事故。
　　對其除塵效果進行了研究，發(fā)現使用的除塵器解決工作面粉塵沒有問題，也就是除塵器前部的除塵效果好，但除塵器后部粉塵無法解決，也就是粉塵經過除塵器后不能全部處理。
　　經過除塵措施不斷地改進和提高，現在，濕式除塵器能有效除塵。通過增強除塵方式的改造，解決了這一難題，使除塵效率提高到了90%以上，極大改善了掘進工作面的空氣質量，為井下作業(yè)人員創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。保障了作業(yè)人員的身體健康，防止了塵肺病發(fā)生。
　　2 KCS-550D（A）型除塵器主要結構組成、工作原理
　　2.1 除塵器的主要結構組成
　　KCS-550D（A）煤礦用濕式除塵器，應用于煤礦井下、巖巷及錨噴作業(yè)面、采掘工作面等粉塵比較集中的產塵作業(yè)點。使含塵氣體就地凈化并能部分消化氣體中的有毒有害成分，有效地使作業(yè)環(huán)境符合工業(yè)衛(wèi)生標準，使作業(yè)人員免受塵毒危害。
　　除塵器主要由4大部分組成：過濾除塵段、配套風機、旋流脫水段、消音段，過濾除塵段有進水接口、噴嘴，過濾網，旋流脫水段的下側有除塵器自帶的小而淺的污水箱，它的作用是對污水導流的。

　2.2 除塵器的工作原理
　　粉塵就是能夠較長時間呈浮游狀態(tài)存在于空氣中的一切固體小顆粒，是一種分散體系，叫做氣溶膠，其中空氣為分散介質，固體顆粒為分散相。除塵器就是把這種固體小顆粒從氣溶膠中分離出來的設備。
　　除塵器的除塵原理：含塵空氣經伸縮風筒吸入后，進入濕式除塵器的過濾除塵段，由于噴霧器密集的噴霧形成的瑞流水幕的作用，使微細粉塵濕潤凝聚，在進入過濾網時，由于噴霧器密集的水霧在網目上形成的水幕，從而將粉塵捕捉下來，水霧又不斷將粘附于網目上的粉塵清洗下來，穿透過濾網的部分塵泥和水霧進入旋流脫水段，借助于旋流葉片的作用，使風流產生旋轉，由于離心力的作用，含塵液滴被甩向脫水筒筒壁，在附壁效應和風流軸向力的作用下，進入環(huán)形脫水槽中，從而水滴和塵泥被收集起來，流入污水箱排出，達到脫水和除塵的目的，凈化的空氣被排入巷道中。
　　3 濕式除塵器增強除塵效果的措施
　　除塵效果的好壞，與工作面的風量、風速、通風方式、風筒吊掛質量等有關，但采取的措施必須從粉塵源頭抓起，實行截塵、降塵，加強密封等措施，經過理論分析、實際現場試驗、技術論證，采取的有效安全技術措施有：
　　（1） 在過濾除塵段的進風口安裝一個除塵護網。
　　（2） 在過濾除塵段的進風口增設一組噴霧。
　?。?） 在消音段的出風口安裝一組噴霧。
　?。?） 在出風測距除塵器10m左右處的位置安設噴霧降塵水箱。
　　4 實施方法
　　具體的實施方法如下：
　?。?） 在進風口安裝的除塵護網，是用  12鋼筋煨成
　　700的圓圈，圈內安裝上護網，用2個螺栓采用活連接的方式與除塵器的過濾除塵段連接，可以拆下來清洗護網和更換護網。它能在除塵器運轉時，最先攔截粉塵。
　?。?） 在進風口的護網的后側約450mm處，增加一組噴霧，這組噴霧的噴霧方向是朝向進風側的，這組噴霧能使進風口的粉塵變濕潤，比較容易掛在護網上，這樣可以更多、更有效地攔截住粉塵。進風口的護網必須要定期拆下來清洗，若損壞了必須更換新品。
　?。?） 在過濾除塵段增設的一組噴霧，噴霧框架是用1寸鋼管制作成“日”字型的框架，尺寸為700×700mm，其上均勻分布9個向上傾角25°的噴霧頭，且噴霧框架是用3個螺栓以活連接的形式與除塵段連接，框架可以拆下來更換和修復，噴霧頭也是可以拆下來清洗和更換的。
　?。?） 消音段出風口的增設的一組噴霧，噴霧框架也是用1寸鋼管制作成“日”型的框架，但尺寸為800×800mm，其上均勻分布9個水平的噴霧頭，同樣，框架可以拆下來更換和修復，噴霧頭也是可以拆下來清洗和更換的。
　?。?） 噴霧降塵水箱，是用12mm厚的鋼板制作成外形尺寸長×寬×高為3000×1200×1300mm的水箱，下面有I12礦用工字鋼做的底排，并有在鐵道上滑行的檔，前面有翹，水箱下端設置了排污出口，水箱內可以放置45kW潛水泵，用來抽出污水。水箱在使用時，底部必須保持存有400mm高的水位，用來清洗風流和沉淀粉塵。KCS-550D（A）型除塵器的出風側的風筒固定于水箱上面一側的最上端，把風傾斜向下導入水箱中，進入水箱的風流首先經過三面護網和3組共24個傾斜向上75°的噴霧頭，且3面護網和3組噴霧頭是交錯放置的，這樣的設計和放置方法，目的是達到吸塵和降塵的最優(yōu)方法。其后，風流再經過3組共24個水平放置的噴霧頭，進一步對風流進行吸塵和降塵。然后，風流在水箱里最后經過3組共24個傾斜向下30°放置的噴霧頭后，風流被傾斜向上被排出水箱。水箱是整體封閉式的，目的是防止灰塵落入水箱和密封風流。
　　5 優(yōu)點和效果
　　KCS-550D（A）型除塵器，經過改造后，具有除塵效率高，消塵效果好，處理風量大，阻力小，重量輕，耗水少，維護簡單，操作簡單，使用安裝方便等優(yōu)點。
　　經過改造后的除塵器，其優(yōu)點和效果如下：
　　（1） 消塵除塵速度快，時間短，不但除塵器的前部空氣新鮮，后部空氣也清新，除塵效率提高到了90%以上，極大改善了掘進工作面的空氣質量和作業(yè)環(huán)境。保障了作業(yè)人員的身體健康，防止了作業(yè)人員塵肺病的發(fā)生。
　　（2） 此項技術措施有較好的實用性，不用另外增添其它設備，只增設水箱、護網、噴霧頭，而且水箱、護網架、噴霧框架加工制作簡單方便，資金投入較低，為煤礦節(jié)省了大量資金。
　?。?） 在實際現場使用時，所有設備、配件操作簡單快捷，安全可靠，安裝方便靈活。維修量少，減少了作業(yè)人員的勞動量。
　?。?） 消塵效果好，整個掘進工作面視線良好，作業(yè)人員能看清自己的操作，能及時發(fā)現隱患，防止事故發(fā)生，保證安全生產。
　　6 應用前景
　　改造設備、創(chuàng)新操作方法和采取新技術都是可以消除粉塵的技術措施，雖然有這些技術措施，但在煤礦生產中，應當首先采取使生產過程不產生粉塵的治本措施，其次才是產生粉塵以后通過治理消除或減少其危害的措施。KCS-550D（A）型除塵器經過采取增強除塵效果的措施后，能有效降塵除塵，為井下作業(yè)人員提供清新的空氣、安全的工作環(huán)境，保障了作業(yè)人員的身體健康。此項技術措施在礦井粉塵綜合治理上具有借鑒意義，鑒于其優(yōu)點和效果值得推廣。
　　參考文獻：
　　[1]白銘聲，陳祖蘇.流體機械[M].煤炭工業(yè)出版社，1983：12.
　　[2]孫尚勇.流體力學流體機械[M].煤炭工業(yè)出版社，1991：10.
　　[3]何世禹.機械工程材料[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社，1990：5.