SCF-6型湿式除尘风机在岩巷综掘工作面的应用

　　神华宁夏煤业集团灵州建井程处是全区惟一的矿山井巷施工二级企业，目前，正在承建宁东煤田灵新煤矿五采区和梅花井煤矿的井巷工程。建井处在向专业化的快速掘进公司发展的过程中，针对岩巷综掘工作面粉尘浓度大、工作环境恶化、威胁员工生命安全和身心健康的现状，在防尘技术应用和设备选型上，坚持先进实用的原则，认真开展粉尘专项治理工作，大大降低了工作面粉尘浓度，取得了很好的效益。文章结合建井处岩巷综掘工作面粉尘治理实践，对SCF-6型湿式除尘风机的使用和改进做了一些有益尝试。

　　1综掘工作面概况灵新煤矿三、五米区+1050m水平机轨合一大巷全长3436.7m，为穿层巷道，其中全岩和半煤岩段预计3100m，采用悬臂式掘进机从南北两头相向掘进，巷道掘进宽4100mm，掘进高3500mm，掘进断面积14.1m2，工作面选用ZBKNO/2>48.5kW矿用对旋局部通风机供风，供风距离长达2300m，有效供风量280m3/min.掘进机仅有外喷雾系统，无专用除尘系统，初掘时对该工作面的粉尘浓度进行了多次测定，测得掘进机截割岩石时的全尘浓度平均达620mg/m3，呼吸性粉尘浓度平均达220mg/m3，严重超标（媒矿安全规程规定，当粉尘中游离SO2含量<10时，全尘浓度不得超过10mg/m3，呼吸性粉尘浓度不得超过3.5mg/m3）。

　　SCF-6型湿式除尘风机结构、工作原理、技术参数根据综掘工作面施工工艺和产尘的情况，选用镇江安达机械有限责任公司研制的具有国内水平的SCF-6型湿式除尘机。

　　2.1机器结构SCF-6型湿式除尘机主要有抽出式风机、除尘器、水闭路循环喷雾系统和底座四大部分组合而成。

　　主要由喷水风筒、风机、除尘器、脱水器、沉淀水箱、螺杆泵、喷雾和管路系统、底座等部分构成。配用带刚性骨架的抽出式风筒或金属风筒。

　　叶轮与风筒相对转动部分衬有金属带（铜），可以防止机械摩擦火花。在对应的外壳位置设有加强的法兰，以减少碰撞变形。

　　风机壳体上方有两个观察孔，在机器运转时，可以通过此孔观察含尘气流流动情况。除尘器两端设有测压孔，可以测定和检查除尘器的阻力。

　　喷雾用水经过螺杆泵一一喷嘴一一沉淀水箱形成闭路循环，耗水量较少。沉淀水箱底面设计成倾斜形，进水端有浮球阀，可自动关闭进水阀。出水端设有排污阀，并备有冲洗软管，可对过滤网和沉淀水箱，除尘器壳体进行冲洗。

　　泵从沉淀水箱抽出，由安装在叶轮前方的喷嘴喷出，经风道、除尘器和脱水器底部返回沉淀水箱，循环使用。清水经进水管和浮球阀流入沉淀水箱，水位由浮球阀自动控制。

　　2.2工作原理SCF-6型湿式除尘机工作原理是利用叶轮高速旋转所形成的负压将含有粉尘的空气吸入，在叶轮前喷水雾化，使空气、水、粉尘形成尘雨，这种尘雨是捕集呼吸性粉尘的重要条件，空气水雾、尘雨的混合气流经分叉风道，流向除尘器。

　　除尘器的过滤网具有良好的多孔结构。在温润状态下过滤网的自由空间能形成致密的薄膜，不仅能有效地集尘，而且对气流的阻力较小。过滤网及其保护网安装在一个框架上，可以从侧面的检修门中方便地取出，进行冲洗和更换。

　　除尘器的后端设有脱水器，它是由若干垂直放置的波形脱水板所组成。气流通过波形板后，多次改变方向，其中所含的水滴脱离气流，流入垂直的脱水板中，为防止水箱中的水再次卷入气流，脱水器底部没有横向挡板和底板。除尘机排除新鲜、干燥的气流。

　　除尘器和脱水器的下方与沉淀水箱相通，捕集到的尘粒和水滴，经集水装置流入底部的沉淀水箱。打开在水箱一端的排污阀即可将水箱中沉淀的污液排出。

　　2.3主要技术参数3综掘工作面粉尘治理3.1机载式除尘风机、吸捕罩收尘装置、风筒及控制部分组成根据综掘工作面施工设备布置及施工工艺特点，除尘风机及其吸捕罩收尘装置、风筒、控制部分整体安装在掘进机机身上（如）。

　　安装除尘系统时，在除尘风机的前端延接一段3-5m长的正压风筒（具体长度由掘进机的长度而定），风筒末端设吸捕罩收尘装置，以提高收尘效果。

　　为防止循环风，可在除尘设备后接正压风筒。收尘装置安装在掘进机工作臂转盘上方，吸入滚筒切割、装运过程中产生的粉尘。为防止大岩块进入除尘设备损坏风机叶片，在收尘口加设挡矸网。除尘风机安装在掘进机机身后端上方。除尘设备内喷雾用水由掘进机总进水处加三通取出，经一常闭电磁阀进入除尘设备，使除尘设备停机时喷雾水路自动关闭。含尘气流通过收尘装置和吸风筒后进入除尘风机，经过除尘净化和脱水后排出清洁、干燥的空气。

　　除尘风机启用由掘进机司机控制。为保证除尘风机安全运行，在收尘装置处设瓦斯传感器，通过断电仪实现瓦斯超限除尘风机断电。

　　3.2除尘系统运行配套参数计算3.2.1综掘工作面压入式供风量与除尘系统吸入风量的匹配若压入式供风量过大、除尘系统的吸入风量过小，则掘进机产生的大量高浓度粉尘将随风流带出工作面，不能进入除尘系统中得到净化处理，收尘效率显著降低；若压入式供风量小于除尘系统的吸入风量，在工作面将会出现循环风，不利于安全生产。

　　因此，合理确定压入式供风量与除尘系统吸入风量，对提高综掘工作面的收尘效率和保证矿井的安全生产十分重要。

　　综掘工作面压入式供风量Q压按240m3/min计算，为了使压入式风筒与除尘系统排放口之间的重合段有风流流动，以利于稀释重合段的瓦斯和保证工作人员的安全，同时也为了使工作面不出现循环风，除尘系统的吸入风量须小于压入式供风量的20~30.据此，除尘系统吸入风量Q吸可按下式计算：要求。

　　3.2.2压入式风筒口与除尘系统收尘口距工作面迎头的距离若压入式风筒口距工作面迎头的距离过小，工作面产生的粉尘极容易被强大的风流带出工作面；若风筒口距迎头的距离过大，则排尘速度过小，不易形成吹、吸气流，显然对收尘不利。这两种情况都不利于抽尘净化，高浓度粉尘不能经吸尘口进入除尘系统中净化处理。根据一般综掘面的情况，压入式风筒口距迎头的距离L压按下式计算：经计算L压<20m.结合综掘面的实际情况，压入式风筒口距综掘面迎头的距离<15m为宜。

　　若除尘系统收尘口距迎头太近，则滚筒割煤产生的大量粉尘就会被风流带出，而不能进入除尘系统中净化处理；若收尘口距迎头太远，供风流在经过除尘系统收尘口时，风流即被吸入收尘口，大量粉尘未被吸入收尘口，不利于收尘，同时供风流在吸尘口处风速减弱，也不利于稀释工作面的瓦斯，给施工带来安全隐患。

　　按一般综掘面情况考虑，收尘口距迎头的距离L可按下式计算：经计算L吸大不超过6.4m，考虑到掘进机的工作臂结构及掘进机截割程序，取L吸为3-4m为宜。3.2.3除尘效果分析安装除尘系统后，对工作面粉尘浓度进行了多次测定，测得工作面全浓度平均下降71.7，呼吸性粉尘浓度平均下降50.7，见下表。

　　安装除尘系统前后粉尘浓度对比表安装前粉尘浓度/mgm-3安装后下降率％全尘呼尘全尘呼尘全尘呼尘4除尘系统的改进为了避免综掘面出现循环风，并达到高效抽尘净化，除尘系统排放口与压入式风筒应有一段重合。在实际运行中，可能出现重合段较小或无重合段的情况。针对这种情况，在除尘系统排风口处，可加设正压风筒，使排风流沿压入式风流的相对一侧流动，不会对迎头供风造成影响。而且可以形成良好的抽吸系统。

　　为了提高除尘效果，避免因压入式供风量过大、除尘系统的吸入风量过小、掘进机产生的大量高浓度粉尘随风流带出工作面、不能进入除尘系统中得到净化处理、收尘效率降低的现象，经过反复实验研究，决定在压入式风筒的末端接一节长54m的自制涡流风筒（如），其作用是在掘进机截割岩石时，将涡流风筒口封闭，使风流沿涡流风筒上部的纵向缝隙吹出，形成涡流，带动工作面的粉尘尽可能多的进入除尘系统，显著提高降尘效果。

　　祸流风间出M1涡流风茼示意图除尘系统在掘进机上面的布置方式、自制吸风罩和柔性风筒的规格尺寸应根据掘进机的型号而定，以满足实用为准。

　　5结论根据现场测定分析，该除尘系统安装后，虽然取得了较好的降尘效果，但工作面粉尘浓度仍然较高，又采取了如下降尘措施：①在除尘系统进水管上设加压泵和过滤器，提高水压和水质；②对除尘器每班进行清理维护，保证其正常运行；③增设水幕，工作面、皮带转载点及回风巷道内按规定安设净化喷雾。通过采取综合防尘措施后，大大地降低了矿井粉尘浓度，保证了职工的身心健康和生命安全及安全生产。

　　科技大学采矿系，2005年毕业于西安科技大学能源学院，现任神华宁夏煤业集团公司灵州建井工程处处长兼党委书记。

　　（责任编辑：杨惠波）