摘要 針對掘進巷道的特點，研制了一種高效實用的自激式水浴水膜除塵器，并對其結構、除塵過程和與掘進機相配套的方式進行了研究分析。還對掘進巷道中的產塵源進行了調查和分析，認為掘進巷道的防塵方法：應先采用掘進機頭的內外噴霧，然后采用長壓短抽的通風除塵系統和利用除塵器將含塵空氣進行凈化;對轉載點除塵采用簡易閉密罩加噴霧;對巷道周壁的粉塵采用噴灑粘塵劑固塵，才能有效地降低整個巷道的粉塵濃度。

　　關鍵詞 掘進巷道 除塵器 機掘工作面 轉載點

　　1 前言

　　隨著掘進巷道機械化程度的提高，高效、大功率掘進機、運輸機和局部通風設備的使用，使掘進巷道內產塵源增多、產塵量增大，巷道內空氣中的粉塵濃度大大增加。掘進巷道內主要產塵源有掘進工作面、運輸設備的各轉載點和巷道周壁粉塵的二次揚塵等。其中，產塵量最大的是掘進工作面，據測定掘進機割煤時，粉塵濃度高達(1000-3000)mg/m3;其次是運輸設備的各轉載點，粉塵濃度也高達(300-500)mg/m3;如此多的塵源產生的大量粉塵彌散整個工作面和巷道，使掘進巷道內粉塵濃度嚴重超限。這些高濃度、高分散度的粉塵嚴重影響礦工的身體健康，威脅著礦井的安全生產。因此，必須采取有效措施，控制掘進巷道內各塵源的產塵量，使巷道內空氣中的粉塵濃度達到規定值。為此，筆者將對機掘工作面、轉載點和巷道周壁粉塵的控制技術進行探討。

　　2 機掘工作面除塵

　　機掘工作面在安全生產中，突出的問題是產塵量大、分散度高，若采用一般的降塵措施(即掘進機內外噴霧)是難以解決的。據國內外的研究實踐表明，機掘工作面的粉塵控制技術必須采取綜合降塵措施，即在掘進機內外噴霧的基礎上，安裝除塵設備進行吸塵凈化。目前，國內外研制的除塵器種類很多，除塵原理多種多樣，但由于礦山井下掘進巷道空間小、設備移動頻繁，故要求所使用的除塵器應具有體積小、重量輕、移動維護方便，且除塵效率高(特別是對呼吸性粉塵)等特點。如果采用一些國內外的大型除塵系統和設備很難達到要求，為此，筆者對煤巷機掘工作面的粉塵狀況進行了現場調查和測定，并作了大量的實驗研究，研制了一種新型高效的自激式水浴水膜除塵器，經理論論證和實驗證明，該種除塵器除塵效率達98%以上，對呼吸性粉塵的除塵效率也達90%。下面對其結構、除塵過程以及與掘進機相配套方式作簡要介紹。

　　2.1 除塵器的結構和除塵原理

　　除塵器結構如圖1所示，主要有上下導流葉片、脫水器、水箱、軸流式風機、排漿閥和注水孔等組成。其除法過程是含塵氣體由進風口進入除塵器轉彎向下的導流葉片沖擊水面，較大的塵粒由于慣性作用落入水箱中，而較小的塵粒隨氣流以較高速度通過上導流葉片間的彎曲通道時，與激起的大量水滴充分碰撞而被捕獲沉降。含塵含水的氣流又在離心力的作用下，在除塵器內壁和上下導流葉片上形成一定厚度的水膜，將塵粒捕集下降。再由脫水器除掉氣流中的水滴水霧后，經軸流風機(電機外殼需作專門的防水處理)排出到巷道中，其除塵機理主要是氣流中的塵粒與液面和霧化液滴之間產生慣性碰撞、載留、擴散等作用。總之，這種除塵器具有水浴、水滴、離心力產生的水膜等三種除塵功能，因而可得到較高的除塵效率。另外，被水滴捕集落入水箱里的粉塵，沉積到水箱底部或隨氣流沖擊不斷攪動，當水箱中濃度達到一定值后，通過排漿閥定期排出，并沖洗水箱，由供水管補充新水。

　　2.2 通風除塵系統的確定

　　合理的通風除塵系統，應能有效地控制掘進機產生的粉塵，并把含塵空氣吸入除塵器中加以凈化，以提高除塵效率。為此，采用長壓短抽通風除塵系統(如圖2所示)。這種除塵系統的管理與維護比較簡單，并能有效排除瓦斯的積聚和滯留，實現粉塵的就地凈化。工作面風量由壓入式局部風機供給，通過配風器調節風量，保證抽入除塵器的風量大于工作面的實際風量，使工作面風流中高濃度的粉塵全部抽入除塵器進行清除。除塵后的凈化風流由配套風機排到巷道。

　　壓入式風筒口距機掘工作面的距離的選取：如果，壓入式風筒口距機掘工作面的距離過小，掘進工作面產生的粉塵容易被帶出工作面;若壓入式風筒口距機掘工作面距離過大，則排塵風速過小，不易形成吹吸系統，對收塵不利。根據生產實踐壓入式風筒口距機掘工作面的距離，宜取L壓<=(4-5)S開平方。

　　除塵器吸塵口距機掘工作面的距離：若除塵器吸塵口距機掘工作面的距離太小，機掘工作面產生的大量粉塵會被風流帶出，并且把大量較粗粉塵吸入除塵器內，增大除塵器內水箱污水的清換次數;假若除塵器吸塵口距機掘工和的距離太大，機掘工作面產生的粉塵也經過司機以后，才被吸入除塵器，掘進機司機處的粉塵濃度得不一有效除低，對掘進機司機身體危害極大。因此，一般除塵器吸塵口距機掘工作面的距離選取L壓<=1.5S開平方為宜。