连续采煤机降尘器.pdf

连 续 采煤机 降 尘器 的最 新应 用情况 [ 美 国]美 国能源部 匹兹 墨科研 中一 N．I ． 贾亚拉 曼等 由 于 在 连 续 采煤 机 上 安 装 降 尘 器 有 改 善 臣生、 安 全条件 和 提高 生产 效率 的好 处 ， 因此 ， 连 续 采煤机 制造 厂商 迄 今已售 出很 多装 有降 尘器 的连续 采煤 柳 图 1 所 示 为美 国各 煤矿应 用 这种降 尘 器的估 计情 况 。 其 中有半 致以 上在伊 利诺 斯 州南部和 肯塔基 州晤 部 。 使用 遥控 装 置 和降 尘器 ，可 以使 司 机 在有 支护 的 顶 板 之 下 进行 工作 ， 而且 也 使 司机 每移 动 一 改 位置 把 工作面 的推 进距 离延 长 。 尽 管 使用 的 降 尘器越 来 越 多 ，但 在 降 尘器 的 适 用 性及使 用 方法方面 仍存在 着很 多问题 。 例 如 ． 现 今 的降 尘器 很 难改 装 配用 于现 有的 连续 采煤 机 ， 也金 使采煤机的总体高度增大 ，这对于薄煤层来说是个 很大 的眼 制 。目前 ， 几 乎所 有降 尘器 都用 在压人 式通 风 条件 。 至于 在抽 出 式通 风 条件 下 使用 时 的 性 能 如 何 ．至 今仍 未进行 过 充分 的评 价 。此外 ， 有 些使 用降 尘 器的 连续 采 煤机 司机 发现 ，他 们 周 围环 境 中 的石 英粉尘的比例增高，这就使他们怀疑是降尘器产生 了这一 问题 。 使 用降生 器的数量 图 1 美国应用涟续采煤机降尘器的情况 本文将讨论这些与降尘器有关的最新研究工作 情 ．其中 包括 ●经 过 改装 可与 现 有 连续 采煤 机 配 用 的 水 力降 尘 器 ； ●工作 面 实行 抽 出式 通 风时 溢 l旒床 式 降 尘 器 的 应 用 ； ●降 低 石英粉 尘问 题 。 上接 第 1 1页 在顶 板上 开小 孔 定 向爆 破炸 药 还 可 用 来 提 高传 统 炸 药 的触 果 可将 炸药 的能 量 用 于最需 要的地 点 如炮孔 底 - j 自 由面 之间的 物料 ，以达 茔 每敬爆 破的 最 大进尺 。 定 向 爆 破 炸 药 可 起 到 各 种 不 同 的作 用 一冲 击 、穿透 切言 『 和抛 射物体 。 今 后还 可能开 发 出一 最 列新 的应 用 。 六 、井 下装药 作业 的 自动化 在 井 工 煤 矿 中 全 自动 装 药 设 备 越 来 越 普 遍 虚 用 。目前芽兰 诺 麦特 公司 N O R MS 和美 国的格 墁 特公 司 G E T MAN都生 产这 种设 备 图 2 。 诺 麦 特 公司查 麦 克 6 0 0型 装 药车 的特 点 是 一 人 操 作 。 它们 一般 可 分 为两大 类 一 粪用 于 掘进 工作 阿 装药 ； 另一类 用于 深孔装 药 。 这 种 装药 设备 一般 由车 身、提升 系统 提升臂、剪切装置 、叉式装卸器或其 他 类 似的装 置 ，炸药罐 和 遥控 系统 组成 ；平巷掘 进 的装药作业 ，只需一人操作 ，一班可装完 3 ～7， r 掘 进 1作 面 的炮眼 图 2 井工煤矿用的装药机械化慑备 l n t e r n a t l o n a l Mi n i n g ， 1 9 9 0， № 4， 1 3 ～1 9刘 春译之见植 l 3 维普资讯 改装水力降尘器 水 力降 尘 器 是在 管 中喷 水 ． 以使空 气 在 管 中流 动 井 籍 此 清除空 气 中的 粉尘 。这种 降 尘 器的 优 点 很 多 如 易于改 装用 于现 有的 连续 采煤机 ，维修 、保 养 工 作 量小 ， 价格 低 廉 ，噪 声小 ，井能 适用于 左 侧或 右 侧 抽 出式通 风 系统 最 近 ，已对装 在连 续 采煤 机悬臂 颈 部 的降 尘 器和 与螺旋 式 采 煤机 配 用 的降 尘 器进 行 了 试验 。 连续采 煤机使 用的 悬臂霸 邮降尘器 福 斯特 米 勒 公司 根 据与 美 国矿 业 局 签订 的 一 项合同， 研制出一种臂颈部承力降尘器。 该降尘器通 过内喷水管从臂 颈地区吸人大约 0 ． 9 m ／ s的台粉尘 空气 。管内喷承既使空气流动 ，又旖除空气 中的粉 尘 。而后 ， 降 尘 处理后 的空 气经过 去雾 器排到 回风 风 帘 处 如图 2 。5个喷 嘴的耗 水 量约 为 0 ． 6 t ／ s ，水压 为 6 ． 9 MP a 。 降 尘骞安装在横跨摇臂颈部的一块钢板 上 田 此 ， 降 尘器 可随摇 臂 一起上 下 。 钢 板 以铰链 在煤 臂方 向与 臂颈 连 接 ，所 以 当有 大块 煤 或岩 石通 过输 送 机 时 ，整 个 降尘 器可 以抬起让 路 。 图 2 连续采煤机用臂颈部水力降尘器 1 一安在横跨插臂颈部纹接铜板上的臂颈 群降生 嚣}2 一通过纹接铜板上的孔吸古尘空气}3 一 从臂颈区每分 钟约 吸 2 0 O 0 ～3 O 0 O 英尺嘴 尘 空气 ；4 一蒲净空气日 l 向风帘F 5 一遮板及转向叶 片使降尘后的空气排 向风帘口； 6 一辖进机胺带上 的挡 板防 止糟尘 被进 风吹 出 降 尘 器 已在 个使 用抽 出 式通 风 的井 下 采 区进 行 了实 用评 价 。蒯 试工 作 中进行 了每 作 一项 切 割动 作分别使用和不使用臂颈 部降尘器的试验。分别在 工作 面的 5个地 点 利用 重 力取样 器和 瞬时 仪 器 对 可 吸 入粉 尘进 行 了监 测 。 使 用降 尘 器时 ， 连续 采煤机 司 机 处 的粉 尘量 降低 了 6 4 ％ 。同时 ，回 风 中的取 样 表 明 ，回风 中的粉尘 量降 低了 5 9 。 』 三 如 人 们所 料 ，适 当地 架设 风 帘 对 于改 善 降 尘 器的效 能 是很 重要 的 。 早 些时 候 ， 在 一模 拟矿 井进 行 的示 踪 气 体试 验 表明 ，风帘 应 布置 在 降 尘 器出 口以 外 大约 3 m 处 离 工作面 煤 壁约 6 m 。这样 ，可以 最 大限度 地减 少循 环 风 ，可 以 更有效 地 冲淡 甲烷 。 螺旋 式采 煤机 用降尘 器 螺 旋 式连 续 采煤 机 存 在着 独 特 的通 风和 防 尘 问 题 。为保 护 司机 免 受粉 尘危 害 ， 风 帘的 端部必 须十 分 接近 工 作面 。 但 是 ， 当螺旋 式 采煤机 在 排风 一侧 进行 钻 采时 ， 司机 又必 须暂 时撤 摔风 帘 ， 因 而这 又使他 们 深受 大 量粉 尘的 危害 。 螺 旋式 采煤 机 降尘 器安 装 圈 及 文 字说 明 不 清 楚 原 注 在 输送 机前 端过 煤洞 的 上方 。在降 尘 器 下方 有 充足的 空 隙 ， 可容 煤 流通过 ， 而 螺旋 式 采煤 机 的垒 高 只增 加 了 5 0 m m。含尘空 气从 过煤 嗣地 区经 3 个装 有降 尘喷 嘴 的管子 吸人 见图 3 。 3 个 降 尘喷嘴 的耗 水量 为 0 ． 4 t ／ s ，水压 为 9 ． 7 MP a 。降 尘 器的 通气 量约 0 、 7 m ／ s 。旖 洁空气经 除 雾叟 E 理之 后 ，用遮 板和 转 向 导风叶 片排 向 回风 风帘 。 抽目 翻 3 螺旋式采煤机用水力降生器 在井下工作面进行的每完成一次切割动作分别 使 用 和 不使 用 该降 尘 器的 评 价表 明 ，该 降 尘器 可 以 大 幅 度 降低 工 作 面 空气 中的 粉 尘 含 量 。在工 作 面 5 个 地点安 设 了重 力取样 器进 行 可吸人 粉尘 监稠 0 表 明 ， 谚 降尘 器工 作时 ， 司机处降 尘效 率达 7 8 ． 回风 中的 维普资讯 抽样 表 明 ，降 尘 率达 4 | 如 人所 料 ，妥 善 悬挂 风 帘对 于 充 分 发挥 降 嚣 的效 能极 为重 要 风帘 应 布置在距 降 尘 器排 气 3 m 的地 方 溢流 床式 降尘器与抽 出式 通风 的配 合使 用 若 降 尘器 与压 式通 风 配 合使 用 ，则 工 作 I 自 I 随 风状 况 良好 在 这 种情况之 F， 风帘悬 挂 距离 为 】 5 m 的效 果 也 会很 好 这 时若 使 用 遥控技 术和 瓶 板 状 配 允 许 ，可 将 工作面 推进 距离扩 大到 1 5 m 采 用房 柱 式开 采 的工 作 面 ，大 多采 用抽 出 式堪 风 方式 抽 出式 通风 工作 面应用 这 种降 尘器 ， 可 以使 新 鲜风 流吹 过 连 续 采煤机 司机 ，从 而 减轻 司 机 的接 尘机 会 但 是 ， 如果 风帘 与 工作面 煤壁 之间 的 距离 于 3 m，通 风效 率就 会受 到 影响 这项 研究 工作 包括 将 工作 面通 风 由压 人式 通 风改 为抽 出 式通 风 的 实 尺 寸模 型试 验和 井下现 场试验 全尺寸模型试 验研究 在评 价各种喷 水 系统 对使 用单侧 左 侧 人 J 溢 流床式 降 尘 器 的工 作面 通 风效 率 影响 所 做 的 全尺 寸 模 型研 究 __ I 作 中 ， 应用 了示踪 气 体 通过 计 算工作 面 通 风效 率 值 ，对 采煤 机 各 种工 作位 置 及 风 帘悬 { 丰距 离 进 行了 评 价 工作 面 通 风效 率的 计 算 方 法是 风 中示踪 气 体 含量 除 以工 作 面示 踩 气体 平均 含 量 得 出的数 值 越大 ．通 风风 流就 把 甲烷气 体冲得 越 旋薄 在不启用降尘器的情况下．抽出式通风风帘距离 3 m 和压 人 式 通 风 风帘 距 离 6 m 时 工作 面通 风效 率 基 值 分别 为 0 2 7和 0 ． 3 7 。 当采 用 压 人式 通 风 及降 尘器 开 动 时 ，风 帘悬 挂 距 离 达 1 4 ． 6 m 时 的 工作 面 通 风 效 率 值 总 是 要 超 0 ． 3 7这 一基值 的 换句 话 说 ． 启动 降尘 器后 总是能 够 改 善通 风 当 采用抽 出式通 风时 ， 情况 亦大 体 如此 。 表 【 所 示是 。 在误 差范 围之 内 ． 工 作 面通 风效 率 等寸 或 r 0 ． 2 7连 一抽 出式 通 风 的基值 唯 一 有异 于 此的特 倒 是抽 出式通 风时 风帘 距 工作面 3 m，并 且处 于 与降 1 、 器 排 气 口错开 向内时所 获 得 的工作 面 通 风效 率 0 ． I 。 如 风 帘置 于降 尘 器 排 气 口的外 侧 。距 工作 面 7 6 ～ 9 m时 ，则通 风 情况 台好 转 井下评价 为了 鉴 定降尘 器和 抽 出式通 风对 尘控制 的 使用降尘器及抽出式通风时全尺寸横型 工作面通风效率值 衰 1 风 帘悬挂 切割探 度 通风 效 率 喷水 堑式 ’ 距 离 切 割 型式 英尺 回风／ 英 尺 工作 面 0 1 0 掏槽 钻进 D m 1 O 2 3 D 掏槽 钻进 1 O 0 ． 2 2 2 3 0 掏槽 钻进 1 O 0 ． 2 3 2 3 0 掏槽 钻进 3 0 D ． 2 3 0 3 0 掏槽 钻 进 0 0 2 7 2 3 0 掏 槽钻进 2 0 0 2 7 0 4 0 掏 槽钻进 3 0 0 3 3 0 3 0 掏 槽钻进 l 0 0 3 3 2 3 0 掏槽 钻进 0 m | 4 1 3 0 掏槽钻 进 0 m 6 2 l 3 0 掏槽钻 进 1 O 0 ． 6 4 【 3 2 掏 槽钻 进 1 O 0 ． 6 5 1 3 2 掏槽钻 进 O 0 ． 7 1 1 3 2 掏槽钻 进 1 2 0 ． 7 2 1 2 0 掏槽钻 进 1 O 0 ． 9 5 l | 0 掏 槽钻 进 3 0 1 ． 1 5 l 3 0 掏 槽钻 进 2 0 1 ． 6 8 注 喷 水型 式 0 一 无 喷水 ，1 一 定 向喷水 2 1 一 对 韩喷 水 响 ，美 国矿业 局 对伊 利 诺斯 州 一处煤 矿 的 一 台连 续 采 煤机 进行了 评价 2台装 备 有溢 流床 式降 尘器 的乔 伊 1 4 C M 连 续 采煤 机 在一 煤 层厚 度 为 1 ． 8 m 的 采 区 作 业 电动援 车每 班约 运煤 ] O 0 0 t 。巷 道 宽度 为 5 m， 采 煤机 每更换 一次位 置 推进 6 m。该 矿 的正常 作 业方 法 是 l 唯 而应 用压人 式 通风 并使 用降 尘器 。美 国矿 图 抽 出式通 风时 的降 尘器 试验 业 局 进 行评 价时 ，经过 风帘 回 风 的 工作 面 凤 量 是 3 ． 8 m ／ s 。降尘器 的过 风量 约 为 2 ． 8 m ／ s ， 连 续采 煤机 装 备 有普通 喷 水装 置 。图 4表 示 通 风方 式 以及 在 抽 出式 通 风 时所 安 排 的取 样 点 。由 于该 矿 长 年 使 用 l l5 维普资讯 台降尘器，评价的内容包括降尘器在压人式通风和 抽 出式 通 风条件 下效 果的 比较 根 据 压人 式通 风 和 抽 出式 通 风 状态 时 矿 尘平 均 浓 度 差 ，就可 以得 出 采煤 机 司机 所 在位 置 矿 尘降 低 的 百 分数 。检 测 仪器 检 删 的仅 仅 是 采煤 机 实际 切 割 时 的矿 尘 浓 度 ．而不 是 采煤 机 空 载和 移 动 时矿 尘 的 浓度 由 压人式 通 风改 为抽 出式通 风 时 ．可机 所在 位 置 的矿 尘含量 可降 低 4 7 ％ 。 试验结果 讨论 在 试验 过 程 中 ，降 尘 器排 气 口与 回风 帘 同 处 一 侧 ，否则 ．降尘 系统 的工 作效 率就 不会 如此 理想 至 于使 用 回 风风 帘 的其 它 试验 中 ．最佳 的风 帘 距 离 是 距降 尘器排 气 口 以外 3 m。 降低石英粉尘 含量 某些溢 流床 式降 尘 器降低石 英粉 尘 的效 率不 高 原 因 是石 英粉 尘颗 粒较 小 ， 而密度 又 较大 如降 尘器 有 选 择 地 多降煤 尘 而 少降 石英 粉 尘 ，随机 抽样 会 显 示 出 石英粉 尘 的比例增 大 这 样 ． 就 会使 该采 区 的降 尘 标准 降 低 。 因此，A 们努力寻求如何在使用溢流床式 降尘 器 的采 区 多捕 集石 英粉 尘 的方 法 。在一 处 煤矿 曾 对 使 用 双 厚 度 滤 板 滤 出 更 多粉 尘 的 作 法进 行 了评 估 。 另一 次 在煤 矿 对在 送 风 风筒 出 口处 竖 立风 帘改 变 开 采顺序 的作 法完 成了 评价 。 双厚度 滤扳 井 下试验 是 在伊 利诺 斯州 的一 十煤矿 中进 行 的 ． 该 矿 有 2邮乔 伊 1 4 C M 连续 采 煤机 使 用溢 流 床 式 降 尘 器 ．在 2 m 厚的煤 层 中使用 。配用 的 电动梭 车 每斑 运 煤能 力约为 1 O 0 0 t 。巷道 宽 5 m，每 次推 进 6 m。工 作 面风 流为 3 8 m。 ／ B ，采用压 人式 风帘 通 风。降 尘器 的过 风 量约 为 2 ． 4 m ／ s 此外 ，采煤机 上安 装有 普通 喷 水降 尘系统 。为 了确 定从 工 作面 人 口处 至 工 作 面 回 风处 总 的降 尘效 率 ，对蝶 尘 和石 英粉 尘 的 浓 度分 别进 行了 测定 。在工 作 面人 口和 工作面 回 风 口之 间 ． 可吸 人 粉尘 含量降 低 了 4 0 。 但是 ， 其 中石 英粉 尘的 含量 只降 低 1 5 ．回风 风流 的尘 样 中石 英粉 尘所 占 百分数 提 高了 。 换 句 话说 ，莲续 采煤 机 上 的降 尘 器 有 选择 地 多 捕 集 了煤 尘 。为 确 定降 尘器 用普通 厚 度 摅板 时 的 效 率 ，附加 的等 动态取 样 表明 ， 下 风 中的尘 样与 上风 中 1 6 的 尘样 相 比较 ．少吸人 粉尘 减少 了 5 0 ％ 但 是 ． 石 英 粉尘 的含量实 际 上不见 减 少 。 这 表明 ． 该降 尘器 放过 了石 英粉 尘 ．结果 见表 2 衰 2 时闻 粉尘量 橱生浓度 石英粉含量 石英 地点 随机抽样 mJ n mg mg ／ m mg 51 0 ． 8 3 2 8 ．1 6 进风 5 1 0 ． 8 6 1 8 ． 4 4 51 1 ． 1 21 10 ． 9 9 0 ．2 8 8 1 0 ． 2 51 0 ．2 6 3 2 ．5 8 回 风 5 1 m 8 0 9 ． 9 3 5 1 0 ．3 1 4 3 ．0 8 0 ．2 75 l 9 ．9 为 了提 高 集捕 石 英粉 尘 的效 率 ．试 验 了双 厚度 摅板 。该板 集捕 全 部可吸 人粉 尘效 率达 7 2 ％ 同时 ， 它 集捕 石英 粉尘 的效 率亦达 到 7 2 ％ 。 这表 明 ． 双 厚度 滤板 集捕 石 英粉 尘和 煤 尘 都是 有效 的 。 表 3为 有关 数 据 裹 3 时间 粉尘量 盼尘裱虞 石英粉尘I 石英 地点 随机抽样 m协 E mS ／ m mE ％ 1 0 3 0 ．6 7 2 3 ． 26 进 风 1 0 3 0 ． 8 3 6 4 ． 0 6 1 03 0 ． 9 77 4 ． 74 0 ． 31 1 1 2 ．5 1 0 2 0 ． 2 05 1 ． 00 回 风 i 0 2 0 ． 2 8 3 1 ． 3 0 i 0 2 0 ． 2 2 6 1 ．11 0 ． 8 7 0 1 2 ．2 变更开采 顺序及风 帘位 置 井 F试 验是 在 扰弛 州 一个 矿 井进 行 的 。该 矿 用 一 台乔伊 1 2 C M 连续采煤 机 ，安 有溢 流床式降 尘器 用 于 开采 2 ． 6 廿 1 厚 煤层 。 巷 道宽 5 ． 5 m， 每 次 切割 进度 为 6 m 降 尘 器的过 风量 约 为 2 ． 4 m 。 工 作面 用压 人 通 风筒避 风 ， 进风 量 为 2 ． 8 ～4 ． 7 m ／ s 。 进 风量依 风 筒 长度 变化 而不 同 。 初 步试验 表 明 ， 降 尘器 风扇 在压 力 降 很大 的状 态下 进行 使用 较厚 的 过 滤板 是 不可 能 的 ，因此 形成 的较大 的 风流 阻力会使 风机停 车 。 采取 了 男一种 办法 ， 就 是 更改开 采 顺序 。 连续 采 煤机 司机 将 切 割 滚 筒 在距 底 板 约 1 5 0 mm 处 切 人 煤 壁 ． 然 后向 上 叼割 落 在底 板上 的煤 在进 行下 一刀 切 割时再 运走 选 种作 法可 以较好 地控 制 滚筒的 位置 ， 避 免研 磨 砂 岩底 板 。石 英粉 尘 含 量 高正 是 因为 这 种 研 磨而 产生 的 。 维普资讯 另外 ，还用补 风帘 的方 法进{ r，试娩 ， 5 所 示 。在 进行 箱 肜 叼割 埘降 尘 器 的捕 尘效 率 肯 仪， 、 提 高 ， 为 秉煤 机 部分地 封 闭了 巷道 ． 妨碍主 风 肖 接 到达 煤壁 。 这 样 ， 聋 器进 气 l_ _ 就 - 以把浓 度极 人 的 尘雾 往其术 被 主风 流 冲淡 之 自 1 吸人 。但 是 ，在逍 图 5 加设肫帘以降低粉尘 淑州提高降尘器 捕 救率 的实验 r - - l原始数值 P-／ 3 誊 军 糕躲 图 6改 变 开采 顺f 和使 咐 风帘 后的 粉尘浓 度 行 刷大 割时 ，采煤 机 一 侧 大夺 闯 使粉 柯 _ 散 的场所 。这 就降低 r降 尘器的捕 尘 效 率 掂估 j f 石 英粉 尘 可能 比 煤 尘扩 散 量 更夫 ．原 因 是于 奠粉 I 比煤 尘的 颗柱 更小 ，翥 C 降所 需时 更 长 。 j r提 高降 尘嚣 的捕 尘效 率 ， “ j 采 煤机 刷大 四 龃 j l ， 『 震煤 右 侧最 后排 顺板 锚 扦 挂 风 窬 。这 样 ．r lJ 使 T 人在 向前 接 长风 帘时 总 是 处十 已经 支 护盼 瑚顿 之 f、 这个 风帘 可 以把 柑 j _ E 埏疏隔 绝 ， 从 使 降 器进 气 I 1 可 以 更为茸散 地 哑人 尘霉 。 6是改 和不 改 变开采 顺序 及 是否用 风帑 情 况 ． 吸 粉 尘含 量的 比较 。可 以看出 ，司机处 和_ [ 作 面 风中 的 粉尘 量降 低 了 。图 7是 石英 粉 尘 含 量 的 万 数 司机 位置 ．石 英特 尘量降 低了 鲫 。 口 抬数值 瑚 把 刊 窭 图 成 使 用改进 的开 采 顺序和风帘时 含量 的变化 结论 水 0降 尘装置 开 见已装 备 在连 续 采煤 机 和 螺 旋式 栗煤机 利用这 种结 构 简单 ，便 F改 装 的设备 ，已 经 取 ， 较 好 的降尘 控 制效果 今 后 ． 还需 在通 风 对 降 尘散 的 影 响 ，特别 是 在 工作 面 与风 帘间 不 同距 离 时 对降尘 效果 的影 响 ，进 行 评价 。 如果溢 流妹 式吸 尘嚣 与抽 出式 通 风 相 配 甩 ，降 尘效 果优 压 入式通 风 配用 时 的唪尘 效果 。但 是 ， 为使 l 一 作． 面 通风 效 率 更佳 ，很 重要 的 点是 腻风 帘府供畸距降尘器 气【 J一侧大约 3 m址 相 当于距 工n， 7 6 ～9 m 的地 方 。 蕊 陡眯式 降 尘器 可选择 地捕 集煤 尘 多于 石英 尘 疑结 他 哑 人 粉 尘中 石英 粉 所 占的 百分 数 加 大 。 典粉尘 含量 可以I l_} j 双厚 度 滤板 以降 低 ， 亦 - 叮 用 变史 l{ f 采顺 序 的方式 以降低 。 Mi n i n g En 由 e e nr ， ] 9 9 0， N 9 3． 2 8】 ～ 2 8 4 刘 承秘 译于刚 校 】 7 ■■． _ ■● 一 gv 刊弈‘臀 维普资讯