陕煤集团神木红柳林矿业有限公司 陕西省榆林市 719300
摘要：在此次研究中，重点阐述长压短轴式通风除尘技术以及对技术应用效果产生影响的常见因素，以实际煤矿现场实验为例，系统分析实验数据，确定吸尘口和工作面迎头间最佳距离。
关键词：综掘工作面；长压短轴式；通风除尘技术
在矿井生产中，粉尘是最常见的自然灾害。伴随巷道掘进机械化水平的提升，综掘工作面粉尘问题也逐渐突显出来。一般情况下，掘进机自身携带内喷雾除尘技术，受喷头堵塞影响，经常会出现失效的问题。而外喷雾除尘技术在微细粉尘清除方面的效果有限。而采用水喷雾除尘技术，在除尘的基础上还会消耗大量水，导致掘进工作面水患严重，导致掘进效率受到影响。对长压短轴式通风除尘技术的应用，并不会使掘进工作面出现水患问题，且除尘效率显著提高。由此可见，深入研究并分析综掘工作面长压短抽式通风除尘技术具有一定的现实意义。
一、长压短抽式通风除尘技术概述
（一）技术应用基本要求
当前，国内煤矿以瓦斯矿井为主，一旦发生瓦斯灾害，所带来的危害将远远超过粉尘。综掘工作面通风承担工作面粉尘浓度下降的使命，同时也需将工作面的瓦斯吹散，使得工作面的温度得以下降[1]。要想确保瓦斯被稀释并且排除，就应确保长压短轴式通风设备在布置与风量匹配方面和基本要求相吻合。
第一，压入式局部通风机与启动装置，应选择进风巷道内安装。需要注意的是，与掘进巷道回风口的距离要超过10米，而且全风压供给此处风量要求比局部通风机吸入风量大。
第二，压入式风筒口与工作面之间的距离应保证不超过。其中，SH表示的是巷道断面积。与此同时，抽出式通风风筒口和掘进工作面距离不允许超过5米。
第三，除尘器排放口和压入式风筒口重叠的长度应不低于。其中，SH表示的是巷道断面积。
第四，针对长压短轴混合布置而言，要想有效规避循环风的形成或者是风筒重叠段风速最低，就必须保证压入式风筒的出口风量和抽出式风筒的入口风量和最低风速、巷道断面60倍的总和。
（二）除尘效果影响因素
在对长压短轴式通风除尘技术进行使用的过程中，除尘的效果很容易受诸多参数影响。在这种情况下，要想全面优化除尘的效率，就要正确认知对除尘效果产生影响的相关参数[2]。一般来讲，对长压短轴式通风除尘效果产生影响的主要参数就是抽出式风筒抽风量以及其和工作面迎头距离，同时还包括压入式风筒供风量及其和工作面迎头距离等多个方面。在长期实验调查结果中发现，对除尘效果产生影响最大的因素就是抽出式风筒口和工作面迎头距离。针对以上情况，就需要借助现场实验研究，对抽出式风筒口和工作面迎头距离加以确定，以实现除尘效率的全面提升。
二、煤矿现场实验与数据研究
通常情况下，综掘工作面的作业空间小且设备数量多，所以掘进与支护工序都相对复杂。要想全面推广并应用综掘工作量，就要求除尘技术充分发挥作用，且尽可能简化除尘设备，确保布置的合理性。以某煤矿现场实验为例，其所采购的除尘风机为综掘长压短轴式通风除尘效果实验提供了必要条件。为明确对长压短轴式通风除尘技术除尘效果产生影响的参数，就需要对除尘设备技术加以探索，并积极开展长压短轴式通风除尘技术实验研究。
（一）现场实验
此煤矿现场实验选用的是煤巷，通过对掘进机的运用实现综合机械化的掘进工作。因煤自身硬度偏高，导致综掘期间出现了严重的粉尘问题。而选用的掘进机，其自带内喷雾在截割头割煤的时候，很容易受堵塞因素的影响而难以保证喷雾的正常性[3]。此外，外喷雾物化的效果始终差强人意，也直接影响了实际的除尘效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将水雾帘安装在掘进机组的后方位置，即便可确保除尘的效果，但对水资源的消耗量过大，一旦长期处于工作状态，必然会导致底板出现积水的问题，直接增加掘进施工作业的难度。
综合考虑此巷道综掘工作面既有掘进设备布置状况，在此次除尘实验中，对煤矿既有湿式振铉除尘风机加以利用，并将其当做负压抽风主要动力源头，对负压风筒所抽出粉尘进行必要地净化处理。此除尘风机在应用于掘进机二运托架的上方部位，通过有轨小车进行托运，有效连接了掘进机，能够伴随掘进机实现同步运行的目的。通过以上布置方法，能够确保除尘风机自动化移动，且不再依靠人工搬运的方式移动。这样一来，使得人工劳动强度得以降低，作业工序也随之简化。
要想确保现场实验期间测量所得数据信息对掘进产尘实际状况进行真实地反映，选择实验的时间为掘进工作正常状态。在掘进工作正常开展的过程中，需要对除尘风机未开启状态下的粉尘浓度进行测定，通过五次测定后，将数值取平均值计算，最终将其当做使用长压短轴式通风除尘设备前产尘的浓度。随后即可将除尘风机开启，借助人为收缩带刚性骨架负压风筒口的作用，确保风筒口和工作面迎头之间的距离为5米、4.5米、4米、3.5米、3米、2.5米、2米、1.5米，在不同距离条件下对粉尘的浓度进行测定。需要注意的是，要求各位置粉尘浓度的测定次数为五次，并对平均数值进行确定[4]。如果受特殊原因影响而无法真实反映测定数据的情况下，一定要重新进行测量，以确保所采集的五组数据是真实的。而其他的重要参数体现在以下几个方面：
1）压入式风筒口与工作面迎头距离设定成5米；
2）抽出式风筒口与工作面迎头的距离分别是5米、4.5米、4米、3.5米、3米、2.5米、2米、1.5米；
3）压入式供风量是每分钟450立方米；
4）抽出式风量是每分钟250立方米；
5）测尘的具体位置是机组后回风侧的5米位置处。
（二）实验数据分析
针对所测定的五次数据进行平均值计算，并将其当做抽出式风筒口和工作面迎头粉尘浓度，具体的粉尘浓度与除尘效率为：
1）抽出式风筒口与工作面迎头距离5米：粉尘浓度是每立方米208.1毫克、除尘效率为39%；
2）抽出式风筒口与工作面迎头距离4.5米：粉尘浓度是每立方米167.2毫克、除尘效率为51%；
3）抽出式风筒口与工作面迎头距离4米：粉尘浓度是每立方米143.3毫克、除尘效率为58%；
4）抽出式风筒口与工作面迎头距离3.5米：粉尘浓度是每立方米122.8毫克、除尘效率为64%；
5）抽出式风筒口与工作面迎头距离3米：粉尘浓度是每立方米102.3毫克、除尘效率为70%；
6）抽出式风筒口与工作面迎头距离2.5米：粉尘浓度是每立方米81.9毫克、除尘效率为76%；
7）抽出式风筒口与工作面迎头距离2米：粉尘浓度是每立方米58毫克、除尘效率为83%；
8）抽出式风筒口与工作面迎头距离1.5米：粉尘浓度是每立方米51.2毫克、除尘效率为85%。
由此可见，伴随吸尘口和工作面迎头距离的减少，长压短轴式通风除尘技术除尘的效率随之增加。综合考虑现场观察与理论分析了解到，在吸尘口和工作面迎头距离相对较远的情况下，吸尘口负压场很难对掘进机截割头截割所形成的粉尘进行必要地控制，只能够使粉尘伴随风流而扩散。如果吸尘口和工作面迎头的距离缩短，吸尘口负压场控制截割头截割粉尘的能力会增强，粉尘进入到吸尘口的量也会增加，所以除尘的效率会明显提高[5]。
综合分析实验现场，在吸尘口和工作面迎头距离不断缩短的情况下，吸尘口影响掘进机的司机视线程度会加重。尤其是决绝农机的悬臂上举的情况下，司机很难对巷道的右侧进行观察，直接影响掘进工作的开展。当吸尘口和工作面迎头距离为2.5米的情况下，掘进机司机就要由其他工作指挥开展作业。若吸尘口和工作面迎头距离过近，在掘进机悬臂上举的情况下，吸尘口就会和顶板产生碰撞，直接破坏吸尘口。为此，综合考虑煤矿现场具体状况，将吸尘口和工作面迎头的最佳距离控制在2.5米最佳，而除尘的效率是76%。
结束语
综上所述，结合综掘工作面既有设备布置的状况，在二运托架上布置除尘风机，连接掘进机以实现自动化移动除尘风机的目的，无需人工进行搬运。在对吸尘口和工作面迎头距离不同情况下的除尘效率进行测定的基础上了解到，伴随两者距离的缩短，长压短轴式通风除尘的效率会提升。然而，结合现场观察结果发现，在两者距离逐渐缩短的情况下，吸尘口影响掘进机司机视线的程度加剧，甚至对吸尘口造成破坏。为此，结合实际情况，将最佳距离确定为2.5米。
参考文献
[1]范鹏飞，张海军，刘喜亮，等.综掘工作面长压短抽通风除尘方法的改进设计[J].陕西煤炭，2019，38（1）：133-135，188.
[2]白立文.掘锚机综掘工作面干式通风除尘系统的研发与应用[J].机械管理开发，2018，33（10）：157-158，161.
[3]刘润军.一种综掘工作面成套通风除尘系统的研究及应用[J].机械管理开发，2018，33（7）：124-125，150.
[4]王文才，李晓芳，安宁.综掘工作面长压短抽通风系统风筒合理位置研究[J].煤炭技术，2019，38（4）：123-125.
[5]蒋金庆.除尘风机与综掘机开停闭锁联动通风防尘技术研究与应用[J].山东煤炭科技，2018（7）：72-73.
论文作者:凌峰涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/26
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