陈　虎，李先保

（1.江西工业工程职业技术学院，江西萍乡337055；2.江西安源通风设备有限公司，江西萍乡337055）

矿用湿式除尘风机的研制*

陈虎1，李先保2

（1.江西工业工程职业技术学院，江西萍乡337055；2.江西安源通风设备有限公司，江西萍乡337055）

随着我国煤矿采掘机械化水平不断提高，煤矿掘进工作面粉尘污染问题日益严重，导致煤尘爆炸隐患增大，煤矿尘肺病人数逐年增多。矿用湿式除尘风机能有效的消除产尘点气体中的大部分有毒有害成分，有效地保护工人免受尘、毒侵害，同时起到避免煤尘爆炸的作用。介绍了一种矿用湿式除尘风机的主要结构及工作原理、技术创新、主要技术参数和技术特点等，该设备在部分煤矿试用，效果良好。

矿用湿式除尘风机；除尘器；研制

煤炭工业在我国能源工业中占有非常重要的战略性地位，随着我国煤矿采掘机械化水平的不断提高，煤矿粉尘危害问题越来越严重，带来的严重后果是煤尘爆炸隐患增大，煤矿尘肺病人数逐年增多，因此，煤矿井下粉尘治理问题受到政府主管部门和科研机构的普遍重视［1］。

煤矿井下粉尘治理的重点是采煤工作面和掘进工作面。据资料显示，综采和综掘工作面的粉尘浓度高达2 000 mg/m3，其中，呼吸性粉尘（Φ≤10 μm）所占比例高达20%左右，总粉尘和呼吸性粉尘均严重超标达100倍以上［2］。综采工作面，在采煤机采煤过程中，利用采煤机喷雾降尘（内喷雾和外喷雾）技术，可使该处总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度降低84.7%和67.5%，在液压支架处，利用自动高压喷雾降尘技术，可使支架下风10 m处的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度分别降低74.6%和61.1%。掘进工作面，利用掘进机喷雾降尘（内喷雾和外喷雾）技术和除尘器抽尘净化技术，可使该处的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度分别降低78.9%和63.2%［3］。以上除尘技术存在除尘效率低（尤其是呼吸性粉尘除尘效率），耗水量大等问题，为有效控制煤矿主要产尘点的粉尘浓度，国内外科研院所、高校等对除尘器抽尘净化技术做了众多研究，除尘技术主要有干式除尘和湿式除尘两种，由于干式除尘存在除尘效率低、处理风量小等缺点，故研究重点是湿式除尘技术。本文所述矿用湿式除尘风机由进风筒、煤矿用防爆抽出式对旋局部通风机、供水喷雾系统、经纬湿式除尘器和气水分离器等组成，经检测检验，该设备的总除尘率≥98%，呼吸性粉尘的除尘率≥90%，经产品技术查新，设备的除尘性能已达到国际先进水平。

1　主要结构及工作原理

矿用湿式除尘风机由进风筒、煤矿用防爆抽出式对旋局部通风机、供水喷雾系统、除尘器、气水分离器和骑乘器组成，外形结构如图1所示。矿用湿式除尘风机除尘器主要由喷雾头、供水系统、过滤板、气水分离器组成，外形结构如图2所示。

图1　矿用湿式除尘风机外形示意图

图2　除尘器结构简图

矿用湿式除尘风机主要工作原理是供水系统高压水流经喷雾头形成水雾，喷向纤维（经纬振弦过滤栅）过滤板形成水幕，含尘空气经煤矿用防爆抽出式对旋局部通风机压向过滤板与水雾混合，附有水幕的纤维使水雾与含尘空气的混合物凝结、滞留，高压气体冲击纤维产生振动，部分混合物在自重、水流或振动作用下沿纤维向下移动至除尘器底部进入气水分离器，大部分混合物在高压气体作用下直接进入气水分离器，气水分离器将混合物分离后，污水由排污口排出除尘器外，清洁水进入循环过滤水箱重新经供水系统循环使用，经除尘器净化后的空气从气水分离器出口排出。由于气流使过滤板的纤维振动，加剧了水雾与含尘气体中粉尘的冲突，有效地提高了对粉尘的捕获率，实现一次除尘，同时，也使纤维过滤板实现自清洁。在气水分离器中粉尘与水雾再次混合，再次实现粉尘捕捉，实现二次除尘。通过两次除尘，有效地提高了除尘效率，同时，经气水分离器分离后的清洁水进入循环供水系统循环利用，有效地提高了水的利用率。

1.1高效除尘器

高效除尘器采用经纬振弦过滤栅捕尘技术，以高吸附性的纤维作为过滤载体。除尘器采用封闭箱式结构，高压供水系统经管路接入除尘器内部，由喷嘴将水雾化喷向过滤栅，过滤栅在气流的冲击作用下振动，具有自清洁功能。为保证除尘效率，安装过滤栅的过滤板采用经纬布置，布置多少可按现场条件组合安装。

1.2高效低噪隔爆风机

隔爆风机是整个除尘风机的工作动力，要求风量大、压力高、噪声低。除尘风机的效率主要体现在能量的转换上，一般的除尘风机的效率只有50%，本除尘风机采用高效低噪隔爆风机（双隔爆电机、双叶轮），效率可达82%。由于除尘风机的转速达到了2 900 r/min，会产生较大的噪声，为使井下工人有一个较好的工作环境，避免噪音污染，该除尘风机采用带双消声器的对旋隔爆风机。

带双消声器的对旋隔爆风机内部结构如图3所示。

1.3气水分离器

含尘空气经除尘风机除尘后，由于湿式喷雾的原因，排出空气中含有大量水分，采用旋流器（导叶）加过滤板式气水分离装置，使空气中的水雾在离心力和旋流器的作用下分离，并从排污口排出，达到进一步净化空气的目的，并保持工作场所的空气干燥舒适。

2　主要技术参数

矿用湿式除尘风机经国家安全生产重庆矿用设备检测检验中心检验，各项技术指标均符合国家标准《矿用除尘器通用技术条件》（MT159-2005）和企业标准要求，主要技术参数如下：

总粉尘除尘效率≥98%；呼吸性粉尘除尘效率≥90.6%；工作噪声≤84.2 dB；液气比≤0.6 L/m。

图3　带双消声器的对旋隔爆风机内部结构示意图

3　主要技术特点

3.1除尘率高

采用长压短抽通风除尘系统，能有效地实现粉尘的就地净化，特别是对呼吸性粉尘有较高除尘效率，是新一代高性能除尘设备。经技术检测，总粉尘除尘效率≥98%，呼吸性粉尘除尘效率≥90%。

3.2布局独特

该除尘风机采用卧式布局，具有断面小、结构紧凑、整体性强等特点。以KCS-180D为例，尺寸为：D·L·B·H=570 mm×3 530 mm×1 608 mm× 1 714 mm。

3.3安全可靠

该矿用湿式除尘风机采用安全可靠的FBC型防爆抽出式轴流局部通风机为动力，利用水做净化剂，阻力小、噪声低、防爆安全。

3.4机理先进

KCS型湿式除尘风机采用喷淋式除尘机理，在除尘过程中，利用雾化并带有一定能力的水滴来捕捉进风口吸进的带尘风流中的粉尘颗粒，后通过出风口脱水，达到净化空气的目的。

3.5节约资源

采用了独特高效的气水分离器，污水脱除及气水分离效率高，耗水量小，液气比≤0.6 L/m，耗水量仅20 L/min。能使水循环利用，有效节约水资源。定时排污、换水对作业环境不会造成污染。

3.6组装便捷、使用方便

该除尘风机体积小、重量轻、移动安装方便，可根据作业场所需求，采用多种方法安装与掘进巷道通风除尘配套使用。

4　总结

矿用湿式除尘风机对煤、岩巷掘进、锚喷工作面及其他产生亲水性粉尘的产尘点具有高效消除气体中的有毒有害成分的作用。产品经批量生产使用，受到用户好评，现已进入产业化阶段。

［1］刘锴，李哲，纪之磊.小型干式除尘器在矿井粉尘治理技术中的应用与研究［D］.绵阳：西南科技大学，2009.

［2］王永宝，赵崇河，张庆国.采煤机喷雾系统喷嘴喷雾仿真分析研究［D］.太原：太原理工大学，2010.

［3］刘家伟.湿式振弦除尘风机在综采工作面的应用［J］.矿业工程，2008（02）：54-56.

［4］周刚，程卫民，王刚，等.综掘工作面封闭式除尘工艺［J］.煤矿安全，2009（03）：22-24.

［5］孔玉全.岩巷综掘工作面除尘系统的改进［J］.煤矿机电，2010（06）：100-101.

［6］孔健，李国庆.协庄煤矿综掘工作面煤尘防治技术研究［J］.科技信息（科学教研），2008（25）：36.

The Development of the Mine Wet Dust-Removal Fan

CHEN Hu1，LI Xian-bao2
（1.Jiangxi Vocational College of Industry&Engineering，Pingxiang337055，China；2.Jiangxi Anyuan Ventilating Equipment Co.，Ltd.，Pingxiang337055，China）

By Chinese coal mining mechanization level enhancing，it is increasingly serious that the pollution problem about the coal mine tunneling working surface dust.It results that the number of patients having coal dust Lung disease，who work in coal，is increasing year by year.The mining wet removal dust fan can effectively eliminate most toxic and harmful ingredients in the gas and effectively protect workers from the dust and poison damage.At the same time，it can effectively avoid the coal dust explosion.This paper introduces the structure，working principle，technology，main technical parameters and technical characteristics about a kind of the mining wet removal dust fan.The equipment now is used in some coal mine and the effect is good.

mine wet dust-removal fan；electrostatic precipitator；development

TD562

B文献标识码：1009-9492（2015）12-0050-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.014

陈虎，男，1980年生，甘肃张掖人，硕士，工程师/副教授。研究领域：矿山机电及矿山机械。已发表论文20篇。

（编辑：向飞）

*江西省教育厅青年科学基金项目（编号：GJJ11263）

2015-06-04