郭晋彬

摘 要：煤矿开采时，通常会产生大量的粉尘，不仅会对自然环境造成破坏，而且还会增加开采工作的安全隐患。所以，需要在采煤机上安装合理的除尘装置，以降低矿洞内部的粉尘量，对煤矿开采工作的开采以及自然环境的保护提供帮助。基于此，本文选择我煤矿10#、11#煤层作为研究对象，对新型除尘装置的应用效果展开了分析。首先，对该综采面进行了简单介绍，之后以此为基础，详细阐述了新型除尘装置的组织结构、除尘原理及优势，最后，分析了该装置在10#、11#煤层中的应用效果。

关键词：新型除尘装置;采煤机;除尘原理;优势

引言

煤矿开采时，粉尘含量非常高，常温常压条件下，我单位10#、11#煤层吸氧量为0.59cm3/g，含硫量约2.53%，属于自然等级Ⅱ级，当遇到明火后，很容易发生爆炸。为了降低矿层中的粉尘浓度，早期处理时，主要向煤层喷洒适量的水分，不断提升煤层含水率，以达到降低粉尘浓度的目的，导致除尘效果并不是很理想，依然对煤矿开采造成干扰。针对这一情况，我单位根据10#、11#煤层的需求，利用先进的科学技术手段，设计出一款新型除尘装置，通过该除尘装置的应用，大大提升了除尘效果，降低了矿洞内的粉尘浓度。

1 案例介绍

本次研究当中，选择我煤矿现开采的10#、11#煤层作为研究对象，通过我单位地质报告可知，现开采10#煤层位于太原组下段上部，上距9号煤层1.80-2.58m，平均间距2.22m，煤层厚度1.45-3.00m，平均2.46m。可采系数100%。煤层不含夹矸的钻孔15个，占42%，含一层夹矸的钻孔17个，占47%，含2层夹矸的钻孔4个，占11%。总体以0—1层为主，局部含2层夹矸，夹矸岩性为泥岩，结构以简单—较简单为主。顶板泥岩为主，粉砂岩次之，底板粉砂岩、泥岩为主，偶为细粒砂岩。

11#煤层位于太原组下段下部，上距10号煤层4.66-8.93m，平均间距6.54m，煤层厚度2.10-4.10m，平均3.27m。可采系数100%。含0-1层夹矸的钻孔10个，含2层夹矸的钻孔10个，占53%，含3层夹矸的钻孔18个，占47%。总体以0—2层为主，夹矸岩性为泥岩，个别为炭质泥岩;结构以简单—较简单为主。顶板泥岩、粉砂岩为主，底板铝质泥岩、泥岩为主。

总之，现开采10#、11#煤层厚度变化具有规律性，结构简单—较简单，属全区可采的稳定煤层。目前，为了确保该综采面开采工作正常开展，配置了相应的综采设备，具体来说，如表1所示。

表1 10#、11#煤层采煤设备配置表

设备名称 型号

采煤机 MG400/930-GWD

刮板输送机 SGZ800/1050

转载机 SZZ800/250

输送机 SSJ1000/2×315

现开采的10-110和11-109工作面，由于煤层含水率不高，粉尘挥发性较强，且在传统采煤机内部，虽自带内外喷雾，但由于粉尘浓度大经常堵塞，导致整个综采面内，含有高浓度的粉尘，经过对综采面测量可以发现，粉尘浓度超过130mg/m3，严重情况下，甚至达到155mg/m3，对环境与煤矿开采以及人员的身体健康均具有较大危害。针对这一情况，我单位设计出一款新型的除尘装置，以改善10#、11#煤层的粉尘问题，为煤矿的开采构建出更加良好的环境。

2 新型除尘装置介绍

2.1装置结构

针对相关规章制度的要求，结合MG400/930-GWD采煤机的运行情况，我公司设计出一款新型的除尘装置，其结构如图1所示[1]。通过该图观察可以发现，该除尘装置由诸多元件构成，如水箱、风扇、水泵等，在这些元件共同作用下，完成粉尘的消除工作。

其中，1表示采煤机;2表示水箱，用于承装除尘用水，内部空间体积为1×0.5×0.3m;3表示1号出水管，用于将水箱中的除尘水导出;4表示水泵，用于提取出水箱中的除尘水;5表示固定板，用于其他元件的固定;6表示2号出水管，长度约8m，半径约10m，将水泵提取出的除尘水送入到风筒内;7表示电动机，为整个装置的运行提供动力能源，功率为15kW;8与9表示轴承，用于控制风叶的转动;10表示风叶，通过风叶的转动，使得风筒内形成一定的风速，用于推动水分的喷射;11表示雾化喷头，用于将水分转内化成水雾[2];12表示风筒，用于承装水泵提取上来的除尘水;13表示旋转机构，通过旋转机构的转动，对粉尘吸入量进行调节;14表示固定螺栓，用于风筒与固定板的固定;15表示通孔，用于采煤机中的粉尘吸入到风筒内;16表示转轴，用于通孔的调节;17表示连接板，用于将转、支撑板等连接到一起;18表示支撑板，用于風筒的支撑;19表示机臂，用于承载开采齿轮。

2.2除尘原理

将采煤机启动之后，在联动系统的操控下，使除尘系统内的风机、水泵等同时运行。在水泵的作用下，将水箱内的除尘水导出，并通过2号出水管，进入到风筒内，2号出水管的一段，与高压雾化喷头相连，在喷头的作用下，使得除尘水成为雾状;随着风叶的转动，使得风筒中出现了一定的负压，在外界高压力的作用下，逐渐将粉尘吸入到风筒内，通过水雾将粉尘打湿，并落入到风筒底部，从而达到除尘的目的。根据现场粉尘浓度的不同，可以对旋转机构进行调节，以使整个装置处于最佳状态，有效对粉尘进行处理。

2.3装置优势

2.3.1成本较低

对于本体提出的新型除尘装置来说说，最显著的优势为成本较低。装置制造时，所需要的元件数量并不是很多，且全部为常见元件，价格并不是很昂贵，将其制成后，仅需要花费7000元左右。与此同时，所有元件都是通用配件，易于拆装，有利于装置的维修，当装置出现故障后，只要值班电工简单处理，即可使装置正常个运行，因而无需投入较多的维修成本[3]。

2.3.2故障率低

整个新型除尘装置当中，安装了一些电气设备，如联动开关、风筒、风叶、发动机与水泵等，对于这些电气设备来说，均选择了煤矿当中较为常见的设备，具有很高的可靠性，出现故障的几率并不是很高。与此同时，每个元件相互独立，若其中有一个元件出现故障，不会对其他元件造成干扰，且能够及时进行维修，防止故障进一步扩大。在出水管方面，通过插口的方式与前后端元件进行连接，若发现管道出现堵塞的问题，可第一时间予以清除[4]。

2.3.3除尘效果优良

该装置对分成处理时，主要是通过风叶旋转形成的负压，对外界粉尘产生一定的吸引力，使粉尘不断进入到风筒内，然后在高压雾化喷头处理后的水雾处理下，将粉尘浸湿并落下，从而完成除尘工作，无需将除尘水向外喷洒，因而除尘效果更加良好。同时，还可以根据外界情况的不同，对风筒进行调节，从而进一步提升除尘效果。

3 现场应用效果分析

在10#、11#煤层的采煤机上，安装上述介绍的除尘装置，并将其应用到实际工作当中，以验证该装置的时间内应用效果。将装置启动后，风筒进风量约为5.5m3/min，在高压雾化喷头处，喷雾量约为5.2L/min，同时，在3个月的观察周期内，装置没有发生故障。此外，应用该装置后，综采面的粉尘浓度出现了明显改善，由以往的155mg/m2，降低达到了85mg/m3，降低率为45.16%，具有非常良好的除尘效果。

总结

综上所述，对于本文提出的新型除尘装置来说，制造成本較低，故障率并不是很高，且具备较高的除尘效果，有利于整个综采面煤矿开采工作的开采，为煤矿企业创造更高的经济效益。

参考文献：

[1]马威，张群，吴国友，等.采煤机割煤粉尘治理关键技术及装备研究与应用[J].矿业安全与环保，2019，46（03）：50.

[2]何明伟.湿式除尘风机在连续采煤机单巷掘进工作面的应用实践[J].探索科学，2019，08（11）：73.

[3]杜善周，莫金明，王全龙，等.大采高综采工作面粉尘运移分布规律及机载除尘器关键工艺参数研究[J].矿业安全与环保，2020，47（02）：07.

[4]林科军，赵科文，邓铭竹，等.YJ17提丝带除尘装置的设计与风力送丝系统旁路补风的应用[J].轻工科技，2019，06（25）：147.