陕西彬长孟村矿业有限公司胶带运输大巷防尘技术研究与应用

陕西彬长孟村矿业有限公司胶带运输大巷防尘技术研究与应用

梁金，曹文龙

（陕西彬长孟村矿业有限公司）陕西省咸阳市 713600

摘要：针对陕西彬长孟村矿业有限公司胶带运输大巷长距离运输粉尘污染严重问题，提出了“转载点皮带局部密闭喷雾+回程胶带清洁系统”综合治理思路，并设计了系列新装备，通过现场实施，采用上述技术措施后，巷道内呼吸性粉尘浓度降低45%以上，全尘粉尘浓度降低60%以上，实现了胶带运输大巷空气质量明显改善。

关键词：运输大巷；局部密闭喷雾；回程胶带清洁系统；粉尘污染

Research and Application of Dust Prevention Technology in Belt Transportation Roadway of Mengcun Mining Co., Ltd., binchang City, Shaanxi Province

Liang Jin , Cao Wenlong

(Shaanxi Binchang Mengcun Mining Co.，Ltd.，Xianyang 712000，China))

Abstract:Aiming at the serious problem of dust pollution caused by long-distance transportation in belt transportation roadway of Mengcun Mining Co., Ltd., binchang, Shaanxi Province, a comprehensive control idea of "local closed spraying of belt at transfer point+return belt cleaning system" was put forward, and a series of new equipment was designed. Through field implementation, after adopting the above technical measures, the concentration of respirable dust in roadway was reduced by more than 45%, and the concentration of total dust was reduced by more than 60%, which realized the obvious improvement of air quality in belt transportation roadway.

Keywords:Transport alleys; Locally closed spray; Return tape cleaning system; dust pollution

1 前言

近年来矿井粉尘防治已成为领域内学者研究的热点问题[1-2]。胶带运输机是煤矿的井下运煤的主要设备，同时也是运输巷道粉尘的主要来源，高浓度的粉尘不仅污染运输巷道的空气，加快设备零部件磨损消耗，严重的还会诱发尘肺病及引发煤尘爆炸，其造成的影响不可逆，且危害巨大[3-5]。

通过现场调研，总结分析运输大巷粉尘污染原因如下：

（1）主斜井与主运巷的粉尘来源主要是皮带运输过程的扬尘及皮带振动产尘。

（2）皮带与风流相对运动，相对运动的风速最大能达到10 m/s，皮带运输的表层物料快速脱水，细小粉尘快速扬起，大部分沉降，其余随风流扩散。

（3）皮带表层物料脱去的水份、喷雾、巷道顶底板淋水等增加了空气湿度，受主运巷与辅运巷之间联络巷风流阻挡作用，空气

湿度居高不下，混合粉尘后，恶化了作业环境。

根据上述情况分析，针对运输大巷粉尘治理提出了“转载点皮带局部密闭喷雾+回程胶带清洁系统”的综合治理思路，通过研发相应装备实现了运输大巷粉尘高效治理。

2 技术原理

针对胶带运输、转载产尘，设计采用胶带运输及转载点局部密闭喷雾抑尘装置、回程胶带清洁装置等措施。考虑到主斜井和主运大巷风速较高，将皮带喷雾布置在密闭罩内部，抑制粉尘的产生，同时减少风流对雾流的吹散。然后再针对回程皮带与托辊碾磨振动扬尘，在皮带回程处对皮带进行清扫、清刮和喷雾冲洗，保证带皮清洁，从源头杜绝皮带吹干后扬尘。技术原理图如图1所示。

1-胶带运输及转载点局部密闭喷雾装置 2-回程胶带清洁系统

图1 主运输巷降尘系统示意图

3转载点局部密闭喷雾装置

针对煤炭在转载运输过程中因风速过快及受胶带振动影响而产尘，特别是在漏煤斗附近，由于漏煤斗将煤从高处洒下，由于高度落差，导致煤块砸到皮带上会产生大量粉尘，因此，设计一种局部密闭喷雾装置，通过自动喷雾对煤体表面进行湿润，抑制产尘，同时能够避免喷出的水雾被风吹散飘扬至空气中，导致巷道中水雾弥漫，影响视线

，装置如图2、3所示。

①—漏煤斗；②—转载点皮带局部密闭喷雾装置；③—运输皮带

图2 转载点皮带局部密闭喷雾装置布置图

图3 转载点皮带局部密闭喷雾装置结构图

转载点皮带局部密闭喷雾装置主由自动喷雾、顶部盖板、支撑架、柔性胶皮等组成。本装置共设计两道自动喷雾，沿风流方向一前一后，每道喷雾由4个喷雾器组成，能够实现对断面全覆盖，润湿煤体，抑制粉尘产生。考虑到煤体在快速运转皮带上有一定的冲击力，因此将沿运动方向的密闭材料选用柔性胶皮，这样既能实现全密封，又能保证装置不被煤块撞坏。

转载点皮带局部密闭喷雾装置技术特点及参数：

1）喷雾装置设计布置4个喷雾流量小、雾粒粒径较大的喷嘴，使喷雾覆盖胶带上运输的煤体，充分湿润煤体表面，抑制产尘，同时避免大幅增加煤体含水量，导致煤体在胶带上打滑；

2）喷雾点利用密闭罩进行封闭，避免喷出的水雾被风吹散飘扬至空气中，导致巷道中水雾弥漫，影响视线；

3）整个局部密闭喷雾抑尘装置结构轻巧，安装维护简便；

4）采用自动控制喷雾，通过无线触控传感器智能感知胶带运行及物料经过，精准实现有煤运输时喷雾，无煤运输时停止；

5）触控传感器布置在密闭装置内部，因此传感器摆链即使被煤带起，也不会缠绕成一团而使传感器失效。

4回程胶带清洁系统

针对回程胶带产尘问题，设计间隔一段距离安装一套清洁装置。如图4所示，整个装置由喷雾装置、滚动毛刷和泥水清刮装置三部分组成。首先对回程皮带使用喷雾进行湿润，然后使用毛刷对皮带表面湿润的细微粉尘颗粒进行搅拌，最后使用清刮装置对皮带表面泥水进行清刮，保持回程皮带清洁，从源头上减少运输巷道粉尘的产生。

1 喷雾装置  2 回程胶带  3 滚筒毛刷  4 排水沟  5 泥水清刮装置

图4回程胶带清洁系统

（1）泥水清刮装置

针对回程皮带产尘问题，在回程皮带底部间隔一段距离布置一套泥水清刮装置，利用紧贴皮带面的刀片，将粘附在皮带表面上的煤泥刮下来，减少皮带振动产尘。整个装置由固定支架、安装轴、橡胶支撑座、碳化钨刀片以及压带托辊组成。固定支架焊接固定在皮带支架上；安装轴、橡胶支撑座和碳化钨刀片为一个整体，布置在回程皮带下方，通过螺栓安装在固定支架上，刀片紧贴皮带底部表面；压带托辊分前后两组，通过螺栓安装在固定支架上，布置于回程皮带上方，清刮刀片前后，压在皮带表面，尽量减小皮带上下振动，保证刀片的清刮效果。

（2）喷雾装置

针对回程皮带产尘问题，在回程皮带底部间隔一段距离布置一道皮带喷雾冲洗装置，利用近距离扇面喷雾，将粘附在皮带表面上的煤泥冲洗下来，减少皮带振动产尘。

整个装置由固定支架、喷雾架和连接管路组成，喷雾架上布置有多个扇形喷嘴。固定支架通过螺栓固定在皮带架上；喷雾架镶嵌在固定支架上，布置在回程皮带下方，喷雾方向斜向上，与皮带运动方向相反。采用近距离扇形喷雾，喷雾方向斜向上，与皮带运行方向相反，喷雾扇面与皮带运行方向垂直，利用扇形喷雾的冲击力，能够有效将粘附在皮带表面上的煤泥冲洗下来；布置有多个扇形喷雾，喷雾距皮带面近，保证扇形喷雾具有较强的冲击力；喷雾布置间距近，保证扇形喷雾之间连续无间距，能够覆盖整个皮带宽度；装置结构简单轻巧，安装维护简便。

（3）滚筒毛刷

针对回程皮带产尘问题，在回程皮带底部间隔一段距离布置一套旋转毛刷清扫装置，通过与皮带运行方向相反的旋转毛刷，将粘附在皮带表面上的煤泥清扫下来，减少皮带振动产尘，装置结构如图5所示。

图5 滚动毛刷结构示意图

整个装置由固定支架、传动辊筒、清扫刷辊、传动支撑臂等组成。固定支架通过焊接固定在皮带架上；传动辊筒布置在回程皮带上方，压在皮带上表面上；清扫刷辊布置在回程皮带下方，刷毛与回程皮带的下表面接触；传动辊筒和清扫刷辊通过传动支撑臂连成一个整体，传动支撑臂通过螺栓固定在固定支架。

当皮带运行时，传动辊筒通过与皮带之间的摩擦力随皮带旋转，经传动支撑臂带动清扫刷辊旋转。“清扫刷辊”的旋转方向与回程皮带的运动方向相反，从而将粘附在回程皮带下表面上的附着物弹扫下来，达到完美清扫的目的。

回程胶带清洁系统技术特点及参数：

（1）喷雾装置安装在回程皮带底部，喷雾方向与皮带夹角为55°，喷嘴数量为3~6个，根据皮带宽度确定。

（2）滚动毛刷安装在喷雾装置后面，宽度为1.6m，可以覆盖整个皮带。

（3）滚动毛刷采用无动力旋转式清扫器，无需电源及控制装置，清扫过程不干涉输送机的正常运转，仅增加1-2%的输送机动力；刷毛可采用高弹性耐磨尼龙丝，亦可采用防静电高弹性尼龙丝、耐磨橡胶等优质材料制作，对输送皮带无磨损，更无刮伤，有效延长皮带的使用寿命。

（4）泥水清刮装置布置在底板上横向排水槽的上风侧附近，安装在滚动毛刷后面，宽度为1.6m，可以覆盖整个皮带，装置带有恒压式调压器，根据刀片的磨损程度可调节刀片补偿，使刀片尽可能与皮带贴合。为了适应皮带高强度摩擦，使用聚氨酯或者耐磨合金材质。

5现场应用

为进一步考察巷道粉尘治理效果，运输大巷除尘装置安装完成后（如图6、7、8所示），在主斜井、主运大巷选取三个点进行粉尘浓度测试，结果如下表5-1所示.

图6转载点皮带局部密闭喷雾装置现场使用效果图

图7 皮带清扫器、皮带清刮器现场使用效果图

图8喷雾装置现场使用效果

表5-1 主要运输巷道粉尘治理效果

从上表5-1中可以看出，经过治理后，运输大巷关键位置粉尘总粉尘降尘效率在60%以上，呼吸性粉尘降尘效率在45%以上，有效改善了胶带运输大巷粉尘污染问题，改善了胶带运输大巷空气质量。由此可见，本文提出的“转载点皮带局部密闭喷雾+回程胶带清洁系统”综合治理思路效果明显。

6结语

本文针对陕西彬长孟村矿业有限公司胶带运输大巷粉尘污染问题，提出了“转载点皮带局部密闭喷雾+回程胶带清洁系统”综合治理思路，并研发了转载点皮带局部密闭喷雾装置、回程胶带清洁系列装置，通过现场实施，运输大巷关键位置粉尘总粉尘降尘效率在60%以上，呼吸性粉尘降尘效率在45%以上，有效改善了运输大巷的空气环境质量，保障了工人的身心健康，具有极大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]向晓刚,孙少伟,赵美成,等.综采工作面呼吸性粉尘浓度分布规律及其与湍流强度关系的研究[J].煤矿安全,2021,52(04):13-19.

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[3]朱鹏,张超,李东明等.胶带输送巷粉尘分布规律数值模拟研究[J].华北科技学院学报,2017,14(06):40-46.

[4]王洪胜,吴兵,丁晓文.胶带运输系统粉尘运动规律及控制技术模拟研究[J].矿业安全与环保,2017,44(03):10-15.

[5]莫金明,马威.大采高综采工作面负压除尘微雾净化装置应用研究[J].煤炭学报,2023,48(03):1267-1279.

作者联系方式：梁金  15384509093

邮寄地址：陕西彬长孟村矿业有限公司通风部。