气动孔口除尘系统在龙滩煤矿的应用 -.pdf

第4 6卷第 1 期 2 0 1 4年第 1期 煤炭工程 COAL ENG I NE ERI NG Vo 1 ． 4 6， No ．1 No ．1， 2 01 4 d o i 1 0．1 1 7 9 9 ／c e 2 01 401 0 2 2 气动孔口除尘系统在龙滩煤矿的应用 黄立宁，黄金星 中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆4 0 0 0 3 7 摘要针对龙滩煤矿 干式钻孔粉尘污染问题 ，应 用了气动湿式孔 口除尘技术。文章介绍 了 该 系统的组成及主要特性 ，并对该 系统在龙滩煤矿的现场应用及 降尘效果进行 了考察，降尘效率 均在 9 7 ％ 以上。该 系统在龙滩煤矿 的成功应用为治理煤矿井下干式钻孔粉 尘污染 问题提供 了技 术支撑 ，为煤矿工人的职业健康和煤矿的安全 生产提供 了有利的保障。 关键词 干式钻孔 ；气动孔 口除尘；降尘效果；职业健康 中图分类号T D 7 1 4 ． 4 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 0 9 5 9 2 0 1 4 0 1 - 0 0 6 8 - 0 3 Du s t Co l l e c t i o n Sy s t e m o f Pn e uma t i C Dr i l l e d Bo r e ho l e App l i e d t o Lo n g t a n M i ne HU ANG L i n i n g ，HUAN G J i nx i n g C h o n g q i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e ，C h i n a C o a l T e c h n o l o g y a n d E n g i n e e r i n g G r o u p，C h o n g q i n g 4 0 0 0 3 7 ，C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e d u s t p o l l u t i o n p r o b l e m o f t h e d r y d ri l l i n g i n L o n g t a n Mi n e ，a d u s t c o l l e c t i o n t e c h n o l o g y o f t h e we t p n e u ma t i c d ri l l e d b o r e h o l e w a s a p p l i e d ． T h e p a p e r i n t r o d u c e d t h e c o mp o s i t i o n a n d t h e ma i n f e a t u r e s o f t h e s y s t e m． An i n v e s t i g a t i o n wa s c o n d u c t e d o n t h e s i t e a p p l i c a t i o n a n d t h e d u s t c o l l e c t i o n e f f e c t o f t h e s y s t e m a p p l i e d i n L o n a n Mi n e ． T h e d u s t c o l l e c t i o n e f fi c i e n c y a l l w a s o v e r 9 7 ％ ． Th e s u c c e s s f u l a p p l i c a t i o n o f t h e s y s t e m i n L o n a n Mi n e c o u l d p r o v i d e t h e t e c h n i c al s u p p o r t t o t h e d u s t p o l l u t i o n c o n t r o l o f t h e d ry d ri l l i n g i n t h e u n d e r g r o u n d mi n e an d c o u l d p r o v i d e f a v o r a b l e p r o t e c t i o n t o t h e o c c u p a t i o n al h e a h h of t h e c o al mi n e r s a n d t h e mi n e s t y p r o d u c t i o n ． Ke y wo r d s d ry d ri l l i n g ； d u s t c o l l e c t i o n of p n e u ma t i c d ri l l e d b o r e h o l e；d u s t c o l l e c t i o n e ff e c t ； o c c u p a t i o n a l h e alt h 煤矿生产过程中，瓦斯抽 排 放钻孔，防灭火注浆钻 孔，煤层注水钻孑 L 等作业场所都会产生大量 的粉尘 I 2 ， 钻孑 L 作业已成为煤矿井下的一个重要产尘源。煤矿井下采 用湿式钻孔时，以水为介质，基本上能消除粉尘危害。但 是当煤层比较松软时，高压水流对孔壁的冲刷和浸泡会导 致孔壁坍塌、掉块、甚至造成卡钻，成孔率低，因此对松 软煤层只能采用干式钻孑 L 。另一方面，下向钻孔采用湿式 钻孔时，排渣困难 ，也只能采用干式钻孑 L 。干式钻孔作业 会产生大量的粉尘，浓度普遍高达 l O 0 0 mg ／ m 以上 ，这些 粉尘随风流弥漫在空气 中，严重影响作业人员的身体健康 和煤矿井下的安全生产。因此，针对该矿干式钻孔存在 的 粉尘污染问题及治理现状，亟需一种新技术进一步降低该 矿干式钻孔时产生的粉尘。 1 粉尘分布规律及除尘技术的确定 1 ． 1钻孔 除 尘现状 收稿 日期 2 0 1 3 0 3 0 6 作者简介黄立宁 1 9 8 3一 ， s i n a ．e omo 引用格式黄立宁，黄金星． 龙滩矿井属单一煤层，现开采的K1 煤层具有煤与瓦斯 突出危险性，煤层硬度小于 0 ． 7，煤层较松软。龙滩煤矿采 取的主要消突措施是预抽煤层瓦斯，钻孔均布置在 K 煤层 中，瓦斯抽放钻孔在施工过程中产生大量粉尘，一般浓度 均在 2 0 0 0 mg ／ m 以上，局部高达 3 0 0 0 m g ／ m 以上。目前采 取的主要降尘措施有孑 L 口风流定 向引导、孔 口遮挡、孔外 喷雾等，降尘效率通常只有 6 0 ％左右，且对呼吸性粉尘的 降尘效率更低 ，钻孔作业点附近的粉尘浓度仍有 l O 0 0 m m 以上 。 1 ． 2 粉尘分布规律 钻孔施工过程中，钻渣与粉尘在压风的作用下从孔 口 高速喷出，其中较大颗粒由于重力作用在孔 口附近迅速沉 降下来，其余粉尘在孔 E l 喷出后随风流飞扬。在钻孔下风 向3 5 m左右 ，从孔 口喷出的粉尘扩散至整个巷道断面， 该处的粉尘基本上达到最大值。随着与尘源距离的增加， 风流的漂浮力起主导作用，大颗粒粉尘在 l O m范围内基本 男，河北保定人 ，硕士，从事煤矿粉尘防治与治理研究工作 ，Em ai l h u a n g l i n i n g 1 9 8 3 气动孔 I 1 除尘系统在龙滩煤矿的应用 [ J ] ．煤炭工程 ，2 0 1 4 ，4 6 1 6 8 6 9 ，7 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年第1 期 煤炭工程 上沉降，粉尘浓度逐渐减小。当大颗粒基本沉降以后，粉 尘浓度趋于稳定 ，剩余的细微粉尘能在气流中漂浮很长距 离，基本上弥漫于下风流的整个巷道空间。 1 ． 3 除 尘技 术 的确 定 通过 以上 分析 ，瓦斯钻孔施工 时一旦粉 尘从孔 口喷 出， 便会迅速扩散开来弥漫于整个巷道。气动孔 口除尘系统采 用抽尘净化的方式，能将钻孑 L 时产生的粉尘抽吸到密闭的 空间内再进行净化处理 ，使粉尘不能外逸到巷道风流 中。 从根源上解决了粉尘污染问题。气动孔口除尘系统适用于 煤矿井下各种干式钻孔的粉尘治理 ，特别是具有瓦斯气体 爆炸危险性场所的干式钻孔粉尘治理。 2气动孔 口除尘系统工作原理及技术性能 气动孔口除尘系统 由封孔器、K C S一1 2 K Q型矿用气动 湿式孔 口除尘器、抽尘管路、水管、压风管路组成。 2 ． 1 气动孔 口除尘 系统的工作原理 K C S一1 2 K Q型除尘器由过滤除尘段、空气引射器、动 量脱水器、空气过滤器等组成，如图 1所示。压缩空气经 空气过滤器进入空气引射器并驱动其工作，空气引射器使 除尘器内产生负压，并通过抽尘管路连接至封孔器，使封 孑 L 器内产生微负压状态。工作过程中，大颗粒 的粉尘在封 孔器内由于 自重沉降下来 ，经封孔器下部的排渣 口排出。 细微粉尘通过抽尘管路被引导进入除尘器的过滤除尘段 ， 大部分粉尘被拦截下来 ，并与水形成混合物经排污管排出。 少量穿过过滤网的粉尘与水雾混合物通过空气引射器进入 动量脱水器，在动量脱水器中粉尘与水雾被拦截并通过排 污管排出脱水器 ，洁净的空气由排气口排出。 湿式过滤除尘装置 空气引射器 动量脱水装置 图 1 KCS一 1 2 K Q 型矿用气动湿式 孔口除尘器结构示意图 2 ． 2气动 孔 口除 尘 系统 的主要技 术性 能 K C S一1 2 K Q型除尘器利用压缩空气为动力源，不使用 电力 ，无旋转部件，使用安全性好，不受瓦斯浓度的限制。 粉尘分级多段处理，除尘效率高，体积小 ，重量轻，且结 构紧凑 ，移动方便。工作中只需开通压缩空气和水阀即可， 使用方便操作简单，易于维护。其主要技术参数见表 1 ，从 表 1中可以看出，除尘器用压缩空气压力为 0 ． 5 M P a ，用水 压力为0 ． 5～ 4 M P a ，一般矿井均能满足要求。 表 1 除尘器主要技术参数 项 目 技术参数 额定处理风量／ m mi n 总粉尘除尘效率／ ％ 呼吸性粉尘除尘效率／ ％ 压缩空气压力／ MP a 耗气量／ m mi n 工况 供水压力／ MP a 重量／ k g 1 2 ≥9 7 ≥ 8 0 0 ． 5 0 ． 7 5 O ． 5～4 2 0 H0 3 现场应用及技术效果考察 3 ． 1 除 尘 系统 的现 场应 用 将除尘器固定在平板车上 ，使其排气口与风流方向一 致。除尘器列车放在钻机列车下风侧，与钻机列车连接在 一 起，这样移动钻机的同时移动除尘器 ，并能保持钻机与 除尘器的相对位置不变。钻机定位后，在钻孔位置预开与 封孔器延长管等直径等长度的扩孔 ，将封孑 L 器固定在巷帮 上。为防止粉尘从封孔器与煤壁的缝隙处喷出，封孔器与 煤壁周边用棉纱等物品加以封堵，确保 良好的密闭性。为 避免钻杆与封孔器间摩擦和防止粉尘从钻杆与封孔器的缝 隙处逃逸，在封孔器钻杆孑 L 处设置具有抗静 电阻燃性能的 密封圈，并用螺栓固定在封孑 L 器上，以便磨损后更换。为 避免封孔器漏渣 口处的落尘飞扬，用风筒布制作带有重力 平衡的挡尘帘加以遮挡。用抽尘管路连接好封孔器与除尘 器，为减小抽尘阻力 ，尽可能保证抽尘管路平直。接通并 开启压缩空气和水 ，除尘器即开始工作。除尘系统的现场 使用如图2所示。 1 一钻杆 ；2 一封孔器 ；3 一吸尘胶管 ；4 一进水管道 ；5 一除尘器 ； 6 一巷道供水管路 ；7 一巷道供气管路 ；8 一供气管道 图 2除尘器 安装 示意 图 3 ． 2 技术效果考察 该除尘系统首先在龙滩矿 3 l l 5北下运输巷进行了现场 试验并对其使用效果进行 了考察。3 1 1 5北下运输巷为矩形 断面巷道 ，采用压入式局部通风，风速约0 ． 8 m ／ s ；在现场 考察期间，对作业点 回风侧 的粉尘浓度进行了测试，采样 点设置在钻孔产尘点下风向5 m左右的位置。降尘效果测试 结果见表 2 。从表 2中可以看出，使用了气动湿式孑 L 口除尘 系统后，降尘效率均在9 7 ％以上。 下转第7 2页 6 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 煤炭工程 2 0 1 4年第1 期 1 本次 工艺 优化 ，仅 增加 一 台高频筛 筛下 水泵， 8 0 m ／ h ，扬程 3 5 m，售价 3 ． 2万 台。 2 改动两趟管路，高频筛筛下水管，D N 1 0 0无缝钢 管 ，长度 2 4 m，压滤机滤液水管 D N 3 5 0无缝 钢管，长度 7 m，总价加人工成本不足 1 万元。 3 该厂尾煤泥产品全部晾干地销，因发热量降低减少 收入 5 l万元。 表 4 优化前后各产品指标对比 3 ． 2 经 济收 益 1 因该矿煤为主焦煤产品，按时价 8 3 0元／ t 计算 ，精 煤产率提高 0 ． 2 4 ％，增加利润3 9 8 ． 4万元。 2 因洗水浓度降低，每年按节约清水 0 ． 0 2 m ／ t 考虑， 可节约 1 6万元 。 综上所述，本次改造每年可创造净利润 3 6 0 ． 2万元。 、 上接第6 9页 4结语 进行煤泥水系统优化后，不仅解决了浮选效果差和洗 水浓度高的问题，而且降低了尾煤泥发热量，提高 了浮选 精煤产率，为选煤厂洗水闭路循环 ，正常生产创造 了有利 条件 ，而且在不影响生产的前提下 ，仅仅铺设两趟管路 即 解决问题 ，投资少，改造简单 ，工艺优化合理，且一劳永 逸地杜绝了压滤机滤液水中带煤影响洗水浓度的问题，具 有显著的经济效益和环境效益。 参考 文献 [ 1 ] 程宏志，常秀芳，顾欣．我国选煤厂煤泥水处理技术现状 与发展方向 [ J ] ．选煤技术， 2 0 0 3 6 5 5 5 8 ． [ 2 ] 史红梅．介休选煤厂厂外煤泥水系统的技术改造 [ J ] ．煤 质技术，2 0 0 3 6 1 3 1 4 ． [ 3 ] 杨毛生．跳汰选浓缩浮选厂粗煤泥回收系统的工艺选择 [ J ] ．洁净煤技术 ，2 0 0 3 9 2 3 2 5 ． [ 4 ] 赵良兴．孟南庄选煤厂工艺制定及生产实践 [ J ] ．洁净煤 技术 ，2 0 1 1 3 ． [ 5 ] 夏灵勇，佟顺增， 桂夏辉．高灰细泥对煤泥浮选影响的试验 研究 [ J ] ．选煤技术， 2 0 1 0 5 ． [ 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