综放开采综放工作面喷雾降尘系统的改进

综放开采综放工作面喷雾降尘系统的改进

1总结1.1患采用不同肺病影响煤炭生产的主要灾害是煤炭灰尘。煤尘可以使职工身患矽肺病;煤尘爆炸可以摧毁煤矿设施,引起火灾并释放大量有害气体,威胁职工生命。因此如何尽量消除煤尘、控制煤尘浓度,已成为煤矿急需解决的一大问题。1.2现有喷雾降尘系统存在的不足以我矿16304工作面为例,工作面为综采放顶煤采煤工艺。在生产过程中,尘源主要来自:采煤机落煤、拉移液压支架、后部放煤、各转载点卸煤等几方面。针对煤尘产生的源头,工作面采取安装喷雾降尘系统的方法对煤尘进行扑灭。分别配备有采煤机内、外喷雾、与护帮板联动自动架前喷雾、与尾梁联动自动后部放煤喷雾、各转载点喷雾等喷雾降尘装置。长久以来我矿采煤工作面通过以上喷雾降尘系统,对工作面煤尘进行了预防和治理,取得了一定成效。但经过长期使用和实践发现,该套系统仍然存在一些不足需要改进,主要表现在以下几个方面:(1)采煤机外喷雾雾化效果差;对采煤机割煤时的产尘点没有充分喷洒,喷洒角度存在严重偏差;喷雾装置固定不牢固易受大块煤矸顶挤;喷嘴无保护、易堵塞。(2)在拉移液压支架时顶梁处产生的大量煤尘,没有相应的喷雾降尘设施对其进行扑灭。本项目就是针对目前采煤工作面喷雾降尘系统所存在的问题和不足,重点针对采煤机外喷雾系统及支架全断面喷雾系统进行设计并提出改造方案。2设计方案2.1外喷雾控制采煤机的环保改造采煤机割煤尘源,一方面由于是随时移动,无法罩封的尘源;另一方面尘源处于较高速的风流中,粉尘易扩散飞扬,最难控制,是治理的难点。而产尘最大的也是采煤机尘源。因此如何有效地扑灭采煤机割煤尘源,直接决定采煤工作面煤尘控制的效果。目前采煤机安装有内、外喷雾两套系统。内喷雾系统是由工作面移动变电站中的喷雾泵提供高压水流,经由敷设在电缆槽内的高压水管输送至煤机内喷雾系统,通过安装在煤机滚筒上的配水盘,分配至安装在滚筒叶片边缘的高压喷头喷射水流,罩封煤机滚筒附近尘源来实现降尘目的的。内喷雾系统由于其系统较为固定,对其改造空间较小,因此本项目主要集中改造其外喷雾系统。采煤机外喷雾系统主要通过合理布置喷嘴的位置、角度及正确选择其流量等参数,而将采煤机割煤时产生的粉尘引向煤壁,减少对司机的危害。目前外喷雾吸主要存在以下问题和不足:雾化效果差;喷洒角度存在严重偏差,对采煤机割煤时的产尘点没有充分喷洒;喷雾装置固定不牢固易受大块煤矸顶挤;喷嘴无保护、易堵塞。2.1.1外喷雾固定方式本项目考虑到不同类型采煤机外喷雾固定座的形式和尺寸的不同,将设计一种通用固定座以便于在不同类型煤机上安装此种新型外喷雾装置。通常采煤机摇臂在下井前均在截割电机处烧焊上两个固定座,以便于安装外喷雾。因此固定方式采用销轴或螺栓固定较为牢固。外喷雾上固定座可根据不同类型煤机摇臂上固定座尺寸随时改变。考虑其强度需求可采用￡12钢板制作以保证有足够强度来固定整个喷雾系统。本系统设计从人性化考虑,采用分体式设计,整套装置可方便拆分成底封箱、喷雾架和上盖板三个部分。部件间采用螺栓连接,连接紧固拆卸方便具有:运输便捷、安装和检修方便的优点,适合于现场的应用和操作。另外,考虑到原喷雾系统存在易受大块煤矸顶挤而损坏;喷嘴无保护、易堵塞等缺点,本设计采用高强度中空钻杆,焊接至箱体上以保护喷嘴不受大块煤矸顶挤。同时考虑外喷雾装置的整体强度,采用δ12钢板制作箱体及盖板,以保证其经久耐用。2.1.2外喷雾喷射量的要求喷嘴作为扑灭煤尘的关键部位,喷嘴角度的设计将直接影响整个降尘效果。根据观察,采煤机割煤产尘地点主要为滚筒、摇臂下方运输机范围内。因此要求外喷雾必须能够产生一个扇形喷雾水幕,水幕将尘源粉尘罩封住,阻止粉尘向空气中扩散。本设计采用上、下两排喷嘴以便增加水幕覆盖的密度和范围。考虑到喷嘴喷洒方向必须能够全面罩封煤机割煤产生煤尘,因此设计上、下两排喷嘴分别与横管和水平线、垂线呈不同夹角以满足需要。机头、机尾两侧喷雾喷嘴与水管夹角按镜像设计见表1。2.1.3下水管口开孔口。在地面建立加考虑到采煤机在截割两端头及采高降低时下排喷头的利用率问题,特别设计上、下管路独立供水系统:在喷雾架上、下水管上分别安设进水接口及截止阀,以便实现对上下两排喷头的独立控制。当采煤机截割两端头或割底刀时,可关闭下排喷头,不仅避免大量喷雾水进入煤流而且提高了喷头的利用率;当采煤机正常割煤时,上下喷头同时开起,能够全面罩封滚筒产尘源最大限度的扑灭煤尘。2.2全断面喷雾设计方案工作面生产过程中,在拉移液压支架时顶梁处产生的大量煤尘,工人与其有直接的接触,但长期以来没有相应的喷雾降尘设施对其进行扑灭。本设计就是要设计一个能够罩封整个移架产尘空间、贯穿整个移架过程的装置来对移架尘源加以扑灭。全断面喷雾架悬挂于支架侧护板以里,通过液动喷雾阀来实现其自动喷雾功能。(附图1:支架内全断面喷雾设计说明图)本设计要求支架拉移方式为邻架操作,喷雾控制亦为邻架操作。支架工可以在上风侧操作下风侧支架,避免移架产生煤尘危害自身健康的同时,可以同时打开全断面自动喷雾以降低整个工作面的煤尘浓度。本喷雾系统的工作过程是:操作本架,控制下风侧邻架支架。在降下前立柱时,通过液控喷雾阀开启全断面自动喷雾,对尘源进行扑灭;拉移支架完成后在升起前立柱时,通过液控喷雾阀又对全断面喷雾实现自动关闭,实现全断面喷雾的自动控制。3外喷雾对煤机处呼吸性粉尘浓度的影响对喷雾系统的改造已在我矿16304工作面得到应用,利用测尘仪分别对煤机处和拉移支架处喷雾系统开启前后的粉尘浓度进行测量,连续三天每天测量一次,得到以下测量结果:通过表1可以看出:通过外喷雾将煤机处呼吸性粉尘浓度降低26.6%、全尘浓度降低43.6%;通过全断面喷雾将移架处呼吸性粉尘浓度降低24.9%、全尘浓度降低32.6%.取得比较满意效果。4外喷雾加喷雾过滤系统(1)通过对采煤机外喷雾的改造、支架全断面喷雾的设计,采煤工作面粉尘浓度大为降低。职工健康得到保障,作业环境得到改善。(2)采煤机