井下錨桿機除塵動力首選三葉羅茨風機

井下錨桿機除塵動力首選三葉羅茨風機

我國煤礦主要為地下礦山的煤礦巷道，錨桿支護是一種安全、經(jīng)濟的支護方式，是目前巷道支護首選。錨桿支護降低了礦工勞動強度，其支護成本低，強度、剛度高，可應用于深井巷道、軟巖巷道、采空區(qū)留巷等各類井下巷道，是煤礦巷道支護技術(shù)的發(fā)展方向。礦井采掘機械化程度越高，產(chǎn)生的粉塵量也越大。在錨桿支護施工過程中，一般使用鉆機配套鉆桿、鉆頭進行煤巖鉆進，在鉆孔的過程中，煤及巖石被破碎后產(chǎn)生大量粉塵。

如果工人長期在充滿粉塵的環(huán)境中工作，肺內(nèi)易吸入大量粉塵，患塵肺病的可能性就會大大增加，從而導致全身性疾病。目前，塵肺病是我國頭號職業(yè)病，占所有職業(yè)病的80%以上。據(jù)衛(wèi)計委的公開報告顯示，塵肺病的死亡率高達22.04%，且發(fā)病率年增長幅度高達39%。塵肺病不可逆轉(zhuǎn)，一旦患病就無法治愈。礦工是塵肺病的多發(fā)人群，因此為改善工人的工作環(huán)境，降塵問題亟需解決。

大量煤塵懸浮在空氣中，濃度到達上限時，遇到高溫熱源，有可能引起連續(xù)性粉塵爆炸，造成人員傷害和財產(chǎn)損失的嚴重后果。降塵為預防粉塵爆炸的主要措施之一。隨著采煤機械自動化，各傳輸系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)精密性不斷提高，礦塵對設備的影響更加突出，增加設備維護成本，降低煤礦生產(chǎn)效率。粉塵降低了工作環(huán)境的可見度，容易造成工人誤操作，增加工傷事故的可能性。因此必須給錨桿機進行除塵。

錨桿機除塵一般有濕式除塵和干式除塵兩種方式。濕式除塵：利用水泵將高壓水注入中空鉆桿中，水泥混合物從鉆桿和煤層的縫隙間被擠出，順著鉆桿落在巷道中來降低粉塵污染。該系統(tǒng)布置簡單，成本低廉，但易造成水管堵塞，巷道底部泥濘軟化，造成水資源浪費，與目前環(huán)保理念相悖。為改善礦工工作環(huán)境，提出錨桿機機載式干式除塵，利用風機負壓將粉塵吸走，含塵氣流經(jīng)過各級除塵器，不同粒徑粉塵在力學作用下收集處理。
錨桿機干式除塵。根據(jù)錨桿機結(jié)構(gòu)所限，采用多級除塵器串聯(lián)布置。根據(jù)氣流中粉塵的分散度和粉塵粒徑與除塵器的關(guān)聯(lián)關(guān)系，選用對含塵氣流處理速度快，對大顆粒粉塵除塵效率高且體積緊湊的旋風除塵器為第一級除塵設備。為提高對呼吸性粉塵的過濾能力，選用過濾式除塵器作為本系統(tǒng)的最后一級除塵設備。為增加該系統(tǒng)的整體除塵效果，在旋風式除塵器和過濾式除塵器之間增加重力式除塵器。

綜上所述，通過對錨桿車產(chǎn)塵機理進行分析，并結(jié)合除塵器特點確定本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)流程，除塵動力裝置。除塵動力裝置主要由除塵風機及液壓馬達組成。除塵風機選用負壓三葉羅茨風機，也叫羅茨真空泵，三葉羅茨風機是容積風機的一種，其優(yōu)點有：①因采用了三葉轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及合理的橢圓形殼體內(nèi)進出風口處結(jié)構(gòu)，所以氣體脈動性小，三葉羅茨風機振動小，產(chǎn)生的噪音低；②葉輪與軸為整體結(jié)構(gòu)，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，性能穩(wěn)定；③三葉羅茨風機容積率大，結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝。除塵風機與液壓馬達之間選用聯(lián)軸器連接，結(jié)構(gòu)簡單，彈性好，價格低廉，減震性好，可保證其相對剛性運動，并具有過載保護功能。除塵風機頂部安裝補氣濾芯，起到降低風機本身發(fā)熱和降低風機運轉(zhuǎn)時噪音的作用。

除塵風機在工作過程中，馬達與風機的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速在2500～4000rpm范圍，轉(zhuǎn)速較高，產(chǎn)生不同頻譜噪聲，對操作工人造成職業(yè)健康傷害。故在除塵
系統(tǒng)管路尾部增設阻抗式復合除塵器，及可對高強度的寬頻帶噪聲控制，又能進一步提高整體除塵系統(tǒng)的除塵能力。

除塵系統(tǒng)管路。為減少除塵管路中的壓力損失，管路在布置過程中的原則為宜短不宜長，為避免煤塵在管路中堆積，盡量減少彎道。考慮粉塵的安息角及滑動角，除塵管道應傾斜布置；分管與主管連接時，夾角30°～45°。

錨桿機主要除塵方法是利用除塵器除塵，干式除塵系統(tǒng)較濕式除塵具有除塵效率高，環(huán)保性強等優(yōu)點，但也存在管路復雜，噪音大等缺點。針對不同工作面，可個性化定制錨桿機除塵系統(tǒng)，將干式除塵與濕式除塵相結(jié)合是本項目的另一研究方向。

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