关键词: 除尘风机；附壁风筒；运载小车；跟机随走
1引言
如今煤矿粉尘是影响和威胁煤矿正常安全生产的重要危险因素之一,传统使用内外喷雾除尘，除尘效果很不理想，抽尘净化是降低综掘工作面粉尘浓度最为有效的方法之一。合理的通风除尘系统，应能保证有效的控制掘进机截割时产生的粉尘在作业空间飞扬和扩散，并能把大量的含尘空气吸入除尘器中加以净化处理，使工人处于清洁的作业环境中工作。因此，选择合理的通风除尘系统，是有效控制综掘工作面粉尘的必要条件。根据国内、外的生产实践，综掘工作面宜采用长压短抽的混合式通风除尘系统。
2综掘机组工作面配套除尘系统的原理
采用长压短抽的混合通风除尘方式，即长距离送风到掘进作业点，除尘器在掘进作业点除尘形成短距离抽风。通过研究与试验，在长压短抽混合式通风除尘系统中，它以压入式通风为主，在工作面附近以短抽的方式将工作面的含尘空气吸入除尘器就地净化处理。长压短抽通风除尘的优点：通风设备简单，风筒成本低，管理容易；新鲜风流呈射流状作用到工作面，作用距离长，容易排出工作面局部瓦斯积聚和滞留的粉尘，通风和除尘系统相互独立以及在任何情况下不会影响通风系统正常工作，安全性好。长压短抽通风除尘系统的缺点：巷道内仍有一定程度的粉尘污染，除尘设备移动频繁。我矿针对长压短抽通风除尘系统的缺点，对除尘系统进行了优化设计来解决其缺点。首先，在压入风筒前增加附壁风筒，利用气流的附壁效应，将原来压入式风筒供给综掘工作面的轴向风流改变为沿巷道壁旋转风流，并以一定的旋转速度吹向巷道的周壁及整个巷道断面，不断向掘进工作面推进。从而来解决巷道中的吸尘盲点，进一步降低巷道内粉尘的污染问题。其次，把吸尘装置及风道设计安装在掘进机上与其配套，使其吸尘装置能随掘进机工作而能上下移动左右旋转，吸尘装置始终都对准截割头部位，有效控制掘进机截割时粉尘的扩散问题，提高吸捕效果。最后，除尘风机通过安装在移动小车上放在机尾跑道上，再由连接杆和掘进机机尾桥架联接成一个整体，随着掘进机工作时前进、后退、转弯都能实现同步进行，免去了除尘设备移动频繁，减少工人的工作量。通过优化设计后，充分的解决了长压短抽通风除尘系统的缺点。
正确的确定压入风量与抽风量的匹配、压入式风筒口与吸尘口据掘进机截割头的距离、除尘器排放口与压入式供风口重合段的距离，可以获得好的收尘效果。根据国内、外研究和生产实践，压入风量必须大于除尘器吸入风量的20%～30%。若压入风量过大，除尘器抽出风量过小，相当部分粉尘将会被风流带出工作面，不能吸入除尘器中净化处理，除尘效率明显降低；若压入风量小于吸入风量，工作面将会出现循环风，不利于安全生产。
目前国内使用除尘风机的掘进工作面压入式通风风筒上，大都没有安装附壁风筒，风流径直吹向工作面，相当部分的粉尘还来不及被吸入吸尘口就被风流带出工作面，除尘效率低。设计的通风除尘系统，在工作面掘进时，此时工作面通风系统为长压短抽的混合通风方式，要求压入供风口距掘进头距离应不大12～15m。压入供风口距掘进机工作面迎头太近，不宜形成控制粉尘的风墙，另外强大的风流还极易将粉尘随风流带出工作面，若距离太远，虽易形成控制粉尘的风墙，但到掘井头的排尘风速小，不易形成吹、吸风流的理想流动状态，显然对吸尘利。工作面支护时，此时工作面通风系统为压入式通风方式，此时要求压入供风口距掘进头距离应不大于5m。为了实现这一目的，此次在综掘机组工作面配套除尘系统设计时，设计了带风门的附壁风筒，掘进时把风门关闭，使风流从附壁风筒侧壁流出，变成旋转风流向工作面送风，支护时把风门打开，使风流直接吹向工作面。
吸尘口距掘进工作面迎头的距离不超过4m。若此距离太近，当掘进机截割时，由于机械力的作用将相当部分的粉尘还来不及被吸入吸尘口就被风流带出工作面，若距掘进工作面迎头距离太远，工作面的粉尘经掘进机司机处后才被吸入除尘器，显然，司机处的粉尘浓度得不到降低。
为了减小风速偏小处巷道长度和避免工作面出现循环风，除压入风量应大于抽出风量外，除尘其排放口与附壁风筒距离一般在5～10m左右。
?除尘器在系统中位置，考虑到除尘风机固定稳定性和转载机的强度，转载机需要重新设计加固，另外安装高度要高，将限制其使用范围，最后考虑将除尘风机布置在皮带机机尾的可移动装置上，同样实现了除尘风机可随转载机、掘进机移动，保证了系统总体运行不干涉的要求。
3粉尘治理工业性试验
?机载除尘风机于在某矿煤巷试验，压风采用2*45kW压风机、2*30kW压风机压入工作面，风量为1160m3/min，2*30kW压风筒出口保证离除尘风机高压部位大于10米， 2*45kW压风筒出口距工作面距离试验时由原来的10米放到20米，确定了压风筒出口离工作面15米为最佳防尘距离，且保证瓦斯不超限。通风系统：瓦斯含量6 m3/t，压风527，抽风309.
在掘进机工作时，开启除尘风机掘进机截割头附近刚刚扬起的粉尘被除尘风机捕获，污风经过除尘器后新鲜风流出，工作面能见度大大提高。
掘进面使用机载除尘风机前后粉尘浓度对照表
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4结论
机载除尘系统适用于井下14～20m2断面煤巷或半煤岩巷掘进时与综掘机组、掘进压入通风配套使用。井下工业试验表明，该系统在井下使用时，工作面作业条件明显改善，总粉尘浓度降尘率达80～84%；呼吸性粉尘降尘率达80.6～86.2%。它的研制成功为我国煤矿14～18m2断面煤巷或半煤岩巷掘进提供了较为理想的产品。它必将明显改善工作面条件，提高煤矿生产的安全性，降低煤矿工人矽肺病的发病率，促进我国综掘机械化的发展发挥积极作用，产生较大的经济效益和社会效益，具有较强竞争力和广阔的市场前景。
参考文献：
[1]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(07)
[2] 赵伟;张锦宏;;综掘工作面除尘技术研究[J];山东煤炭科技;2012(02)
论文作者:温福平,,王要平
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：工作面论文; 粉尘论文; 风机论文; 风量论文; 系统论文; 风流论文; 除尘器论文; 《工程管理前沿》2020年第5期论文;