增强除尘器除尘效果的方法研究和应用

摘  要：大兴煤矿是高瓦斯、高突出矿井，掘进工作面是煤矿生产第一线，产生的有害气体多，产生的矿井粉尘也多，而此处的作业人员较多，作业人员长期吸入粉尘，会引起呼吸道疾病，甚至会引起尘肺病，严重地危害着作业人员的健康。另外，粉尘在一定条件下会燃烧或爆炸，给国家财产和井下作业人员生命安全带来严重的威胁。因此，在采用KCS-550D（A）型湿式除尘器进行除尘时，对其除尘效果进行了长期的研究和实践，此湿式除尘器除尘效果不太理想，只是除尘器前部除尘效果好，空气清新，视线清晰，除尘器后部的除尘效果就差很多。由于不断地改进和提高除尘措施，现在，湿式除尘器的除尘效果良好，为井下作业人员提供了优良的空气，创造了良好的工作环境。
　　关键词：除尘器;粉尘;喷雾
　　中图分类号：TD714.4 文献标志码：A         文章编号：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 概况和背景
　　 因为铁能公司大興煤矿是高瓦斯、高突出矿井，所以矿井的通风非常重要。掘进工作面是独头巷道，不构成通风回路，且在距离井口越远的工作面，由于巷道长，巷道的通风阻力就会增大。混合式通风是利用两套局扇和风筒装置，一套作压入式通风，向掘进工作面送新鲜风，一套作抽出式通风，排出污风，大兴煤矿的大断面、长距离岩巷的掘进巷道采用混合式通风时，此局扇必须采用湿式抽出式除尘器。
　　掘进工作面是矿井生产第一线，温度高，湿度大，产生的有害气体多，产生的矿井粉尘大，而此处的作业人员较多，粉尘对作业人员的危害很大。粉尘的危害主要表现在两个突出方面。一是人体肺部长期吸入粉尘，会引起呼吸道炎症，甚至会引起尘肺病，表现为矽肺，严重地危害着作业人员的健康。二是粉尘在一定条件下会燃烧或爆炸，给国家财产和职工生命安全带来严重威胁。另外井下作业地点粉尘如果过多，就会影响作业人员的视线，不利于及时发现事故隐患，容易造成安全事故。
　　对其除尘效果进行了研究，发现使用的除尘器解决工作面粉尘没有问题，也就是除尘器前部的除尘效果好，但除尘器后部粉尘无法解决，也就是粉尘经过除尘器后不能全部处理。
　　经过除尘措施不断地改进和提高，现在，湿式除尘器能有效除尘。通过增强除尘方式的改造，解决了这一难题，使除尘效率提高到了90%以上，极大改善了掘进工作面的空气质量，为井下作业人员创造了良好的工作环境。保障了作业人员的身体健康，防止了尘肺病发生。
　　2 KCS-550D（A）型除尘器主要结构组成、工作原理
　　2.1 除尘器的主要结构组成
　　KCS-550D（A）煤矿用湿式除尘器，应用于煤矿井下、岩巷及锚喷作业面、采掘工作面等粉尘比较集中的产尘作业点。使含尘气体就地净化并能部分消化气体中的有毒有害成分，有效地使作业环境符合工业卫生标准，使作业人员免受尘毒危害。
　　除尘器主要由4大部分组成：过滤除尘段、配套风机、旋流脱水段、消音段，过滤除尘段有进水接口、喷嘴，过滤网，旋流脱水段的下侧有除尘器自带的小而浅的污水箱，它的作用是对污水导流的。

　2.2 除尘器的工作原理
　　粉尘就是能够较长时间呈浮游状态存在于空气中的一切固体小颗粒，是一种分散体系，叫做气溶胶，其中空气为分散介质，固体颗粒为分散相。除尘器就是把这种固体小颗粒从气溶胶中分离出来的设备。
　　除尘器的除尘原理：含尘空气经伸缩风筒吸入后，进入湿式除尘器的过滤除尘段，由于喷雾器密集的喷雾形成的瑞流水幕的作用，使微细粉尘湿润凝聚，在进入过滤网时，由于喷雾器密集的水雾在网目上形成的水幕，从而将粉尘捕捉下来，水雾又不断将粘附于网目上的粉尘清洗下来，穿透过滤网的部分尘泥和水雾进入旋流脱水段，借助于旋流叶片的作用，使风流产生旋转，由于离心力的作用，含尘液滴被甩向脱水筒筒壁，在附壁效应和风流轴向力的作用下，进入环形脱水槽中，从而水滴和尘泥被收集起来，流入污水箱排出，达到脱水和除尘的目的，净化的空气被排入巷道中。
　　3 湿式除尘器增强除尘效果的措施
　　除尘效果的好坏，与工作面的风量、风速、通风方式、风筒吊挂质量等有关，但采取的措施必须从粉尘源头抓起，实行截尘、降尘，加强密封等措施，经过理论分析、实际现场试验、技术论证，采取的有效安全技术措施有：
　　（1） 在过滤除尘段的进风口安装一个除尘护网。
　　（2） 在过滤除尘段的进风口增设一组喷雾。
　　（3） 在消音段的出风口安装一组喷雾。
　　（4） 在出风测距除尘器10m左右处的位置安设喷雾降尘水箱。
　　4 实施方法
　　具体的实施方法如下：
　　（1） 在进风口安装的除尘护网，是用  12钢筋煨成
　　700的圆圈，圈内安装上护网，用2个螺栓采用活连接的方式与除尘器的过滤除尘段连接，可以拆下来清洗护网和更换护网。它能在除尘器运转时，最先拦截粉尘。
　　（2） 在进风口的护网的后侧约450mm处，增加一组喷雾，这组喷雾的喷雾方向是朝向進风侧的，这组喷雾能使进风口的粉尘变湿润，比较容易挂在护网上，这样可以更多、更有效地拦截住粉尘。进风口的护网必须要定期拆下来清洗，若损坏了必须更换新品。
　　（3） 在过滤除尘段增设的一组喷雾，喷雾框架是用1寸钢管制作成“日”字型的框架，尺寸为700×700mm，其上均匀分布9个向上倾角25°的喷雾头，且喷雾框架是用3个螺栓以活连接的形式与除尘段连接，框架可以拆下来更换和修复，喷雾头也是可以拆下来清洗和更换的。
　　（4） 消音段出风口的增设的一组喷雾，喷雾框架也是用1寸钢管制作成“日”型的框架，但尺寸为800×800mm，其上均匀分布9个水平的喷雾头，同样，框架可以拆下来更换和修复，喷雾头也是可以拆下来清洗和更换的。
　　（5） 喷雾降尘水箱，是用12mm厚的钢板制作成外形尺寸长×宽×高为3000×1200×1300mm的水箱，下面有I12矿用工字钢做的底排，并有在铁道上滑行的档，前面有翘，水箱下端设置了排污出口，水箱内可以放置45kW潜水泵，用来抽出污水。水箱在使用时，底部必须保持存有400mm高的水位，用来清洗风流和沉淀粉尘。KCS-550D（A）型除尘器的出风侧的风筒固定于水箱上面一侧的最上端，把风倾斜向下导入水箱中，进入水箱的风流首先经过三面护网和3组共24个倾斜向上75°的喷雾头，且3面护网和3组喷雾头是交错放置的，这样的设计和放置方法，目的是达到吸尘和降尘的最优方法。其后，风流再经过3组共24个水平放置的喷雾头，进一步对风流进行吸尘和降尘。然后，风流在水箱里最后经过3组共24个倾斜向下30°放置的喷雾头后，风流被倾斜向上被排出水箱。水箱是整体封闭式的，目的是防止灰尘落入水箱和密封风流。
　　5 优点和效果
　　KCS-550D（A）型除尘器，经过改造后，具有除尘效率高，消尘效果好，处理风量大，阻力小，重量轻，耗水少，维护简单，操作简单，使用安装方便等优点。
　　经过改造后的除尘器，其优点和效果如下：
　　（1） 消尘除尘速度快，时间短，不但除尘器的前部空气新鲜，后部空气也清新，除尘效率提高到了90%以上，极大改善了掘进工作面的空气质量和作业环境。保障了作业人员的身体健康，防止了作业人员尘肺病的发生。
　　（2） 此项技术措施有较好的实用性，不用另外增添其它设备，只增设水箱、护网、喷雾头，而且水箱、护网架、喷雾框架加工制作简单方便，资金投入较低，为煤矿节省了大量资金。
　　（3） 在实际现场使用时，所有设备、配件操作简单快捷，安全可靠，安装方便灵活。维修量少，减少了作业人员的劳动量。
　　（4） 消尘效果好，整个掘进工作面视线良好，作业人员能看清自己的操作，能及时发现隐患，防止事故发生，保证安全生产。
　　6 应用前景
　　改造设备、创新操作方法和采取新技术都是可以消除粉尘的技术措施，虽然有这些技术措施，但在煤矿生产中，应当首先采取使生产过程不产生粉尘的治本措施，其次才是产生粉尘以后通过治理消除或减少其危害的措施。KCS-550D（A）型除尘器经过采取增强除尘效果的措施后，能有效降尘除尘，为井下作业人员提供清新的空气、安全的工作环境，保障了作业人员的身体健康。此项技术措施在矿井粉尘综合治理上具有借鉴意义，鉴于其优点和效果值得推广。
　　参考文献：
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