摘要：随着当今社会的不断发展，各行各业也在发生着翻天覆地的变化。目前煤矿综掘工作面虽然采取了很多措施，但是粉尘治理始终是矿井安全生产的难题之一。它不但影响煤矿工人的身心健康，引起尘肺病、矽肺病，而且煤尘积聚达到爆炸下限时，会带来爆炸的危险，因此各地纷纷制定有严格的粉尘浓度标准，以此来维护工人身体健康和矿井安全。通过介绍湿式除尘风机在神东煤炭集团哈拉沟煤矿的应用情况，证明了湿式除尘风机在煤矿使用的优越性。
关键词：粉尘防治；湿式除尘风机；哈拉沟煤矿
1 简介与掘进施工工艺
1.1哈拉沟煤矿简介
哈拉沟煤矿位于陕西省神木县大柳塔镇境内，井田东西长4.9～10.7km，南北宽6.9～10km，面积72.4km2。
井田含煤地层为侏罗系中下统延安组。可采煤层8层，其中2-2、3-1、4-2煤层为主采煤层。现开采的2-2煤，开采深度22.4m～119.1m，倾角在1o～3o之间；煤层结构简单，厚度0.69～7.07m，平均厚度为5.28m，总体属稳定型近水平煤层。
1.2 掘进施工工艺
目前神东煤炭集团哈拉沟煤矿掘进工艺分为：采用连续采煤机及其后配套设备施工，选用一台12CM15-10D型连续采煤机来完成割煤、装煤和清煤工序，一台10SC32-48C型梭车将连续采煤机采出的煤转运至破碎机，一台GP460/150型给料破碎机完成煤的破碎与转载工作，破碎机运出的煤通过DSP-1080胶带输送机运出。用一台4EOO-2250-WT型锚杆机完成锚杆的定位、打眼、安装、紧固工作。采用掘进、支护交替作业的施工工艺。用一台UN488型铲车清理巷道浮煤、淤泥，确保巷道畅通、干净，并完成工作面的材料、小型设备的运送和搬移工作。从而形成连续采煤机掘进工作面割煤、装煤、运煤、清煤、支护等工序全部机械化作业的施工方法。
31煤大巷掘进工作面掘进巷道为31煤辅运大巷、31煤主运大巷及31煤回风大巷，辅运与回风大巷设计尺寸为5.6×3.1m，主运大巷设计尺寸为5.4×2.53m，巷道沿煤层顶板掘进，而掘进区域煤厚为2.5—2.8m，因此31煤辅运大巷与回风大巷需要割底0.3—0.6m，割底过程中会产生大量粉尘。
2 湿式除尘风机的使用及效果
2.1 湿式除尘风机工作原理与结构
湿式除尘风机工作原理：哈拉沟煤矿31煤大巷掘进工作面采用KCS-300D型矿用湿式除尘风机。该系列除尘风机直接利用由叶轮高速旋转所产生的旋转气流强化吸入的含尘空气中的粉尘与水雾水粒的冲突，使其得到充分混合并形成含尘液滴，由旋转气流产生的离心力将含尘液滴抛到内筒壁上，经通孔进入夹层空腔落入积水盒后被排出，从而实现捕获气载粉尘、净化空气的目的。除尘风机结构：KCS 系列除尘风机主要由吸风道、除尘器、主机、消声器等组成。其结构件均用钢板焊接而成，各段风筒由法兰盘螺栓连接，采用叶轮与电机直联的方式。该机结构紧凑，坚固耐用，使用安全，维护方便。
2.2湿式除尘风机布置方式
工作面掘进时为双巷施工，除尘风机安设在距工作面50～300m处，随掘进前移。湿式除尘风机应安设在辅运巷梭车行车联巷外侧，采用Ф800mm钢圈风筒。正压风筒分别靠两顺槽的正帮吊挂，负压风筒分别靠两顺槽的副帮吊挂。两趟负压风筒之间通过三通转换器能实现相互切换。两节风筒的连接处必须用风筒接口器连接牢固。风筒吸风口应在连采机司机前≥1m的位置。巷道掘进前应及时延伸除尘风筒。
除尘风机排污口必须超出集水箱上部表面。集水箱内设置一台4kW水泵并设置自动排水，保证集水箱内积水能够及时抽排。
2.3湿式除尘风机开、停机顺序
开机顺序：打开向除尘风机供水的阀门，处于喷雾状态下，检查排污水管不得高于下水斗底平面，确保排水畅通，启动除尘风机，除尘风机便处于正常工作状态。
停机顺序：先关闭除尘风机，打开清污球阀，待排出水清洁后，再关闭向除尘风机供水的阀门，除尘风机处于停机状态。
2.4 风筒出口距工作面的距离
压入式风筒出风口距掘进工作面迎头的距离在保证此段瓦斯不超限且风速符合规定的情况下，按下式计算：
Lp≤（4 － 5）S1 /2 =（4 － 5）× 21.28 1/2
= 18.5－ 23m
式中：Lp—风筒出口距掘进工作面的距离，m；
S—掘进工作面断面积，该工作面取21.28 m2。
取L≤15 m，即：掘进时压入式风筒出口距工作面迎头最大距离不超过23 m。除尘风机运行时压入式风筒出风口距掘进工作面距离为20 ～ 25 m，压入式风筒出口1 m 范围内要使用挡风帘遮挡，避免风流直接进入工作面把粉尘带出；压入式风筒出风口要超过除尘风机出风口至少10 m（即抽、压风筒重叠段大于10 m）；湿式除尘风机吸风口距掘进工作面距离不得大于5 m。
2.5 使用效果
根据现场的实验，将局部通风机供风风筒在不同的位置断开，除尘风机的除尘效果均会不一样，下面分两种情况进行测试，第一种：将局扇正压风筒从局掘进迎头30-40m处断开；第二种：将局扇风筒延伸至掘进迎头。
表1 湿式除尘风机降尘数据测定（将局扇风筒从距掘进迎头30-40m处断开）
.png)
通过上面两种情况我们可以看出，将局扇风筒从距掘进迎头30-40m处断开，除尘风机时，除尘风机除尘效果最佳。而将局扇风筒与除尘风机风筒都延伸至掘进迎头时除尘效率极低。
掘进工作面连采机司机处降尘率和梭车司机外侧10 m 处降尘率都达到了97%以上。对于哈拉沟煤矿来说，掘进工作面80% 以上的人员均集中活动在这一区域，配合使用防尘口罩，能够大大改善员工的作业环境，保证员工的身心健康。
3 存在的问题
在除尘风机使用的过程中，如果要使除尘效果达到一个最佳的状态，则除尘风机吸风量要略微大于或等于局扇风筒供风量，这样就会造成除尘风机风筒与局扇风筒重叠段风流不能满足煤巷最低风俗要求0.25m/s。
如果要满足最低风速0.25m/s，除尘风机吸风量（以断面为：5.6×3.1m的巷道为例）：
q吸=Q出-Q低
式中：
q吸－除尘风机吸风量；
Q出－局部通风机出风口风量，取500×0.7=350m³/min；
Q低－抽压重叠段在最低风速下所需风量，取0.25×60×（5.6×3.1）；
Q低=260.4m³/min。
因此：
q吸=Q出-Q低=350-260.4=89.6m³/min。
则除尘风机吸出的风量就会很小，从而使得除尘效果不佳。
4 结语
煤矿粉尘危害的治理工作是一个非常漫长而又复杂的过程。根据现场多次的试验测定以及数据分析，我们得出该套除尘系统在哈拉沟煤矿安装使用以后，降尘效果相对较好。在管理上我们还需要及时、定期清理除尘风机、风筒及风道内积尘，在除尘风机出风口安设全断面水幕，这样才能充分发挥设备的作用，大大降低掘进工作面的粉尘浓度，保证矿井的安全生产和职工的身心健康。
参考文献：
［1］ 徐天彬，陈铁军． SCF-6 湿式除尘风机在岩巷综掘工作面的应用［J］． 西北煤炭，2007，4（9）：23-25．
［2］ 张振基． 煤矿粉尘防治的探讨和研究［J］． 中国科技博览，2013，13（1）：32-34．
［3］ 李德文，郭胜均． 中国煤矿粉尘防治的现状及发展方向［J］． 金属矿山，2009，38（11）：747-752．
［4］ 尤文顺． 神东矿区粉尘控制技术及防治措施［J］．煤炭科学技术，2005，33（3）：13-16．
［5］ 李德文． 粉尘防治技术的最新进展［J］． 矿业安全与环保，2000，28（1）：10-12．
［6］ 邓天，雷小博，杨晓敏.采掘工作面粉尘防治若干问题及对策研究［J］． 矿业工程，2016，36（1）：17-18．
［7］ 荆德吉.以人才培养为核心的《矿井粉尘防治》实践教学方法研究［J］． 科技资讯，2017，97（1）：78-79．
论文作者:李刚勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
标签：风机论文; 工作面论文; 粉尘论文; 煤矿论文; 风量论文; 哈拉论文; 煤层论文; 《基层建设》2019年第29期论文;