箱体湿式捕尘器的改造和应用

摘要 针对利用简易材料自制加工的一代捕尘器，在井下使用过程中捕尘效果不很理想这一现象，我们在原有捕尘器的一个过滤水箱基础上又加装一个水箱，实现粉尘的两级过滤，解决了长期以来困扰钻孔施工利用风排粉粉尘大的问题，使打钻作业地点有一个良好的环境，有利于安全生产及煤矿职业病的预防。

关键词 钻孔施工；粉尘；捕尘器；改造；应用

中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0100-02

1 概况

大平矿位于登封市与新密市交界处，煤层属典型的“三软”不稳定煤层，透气性较差，呼吸性粉尘的浓度平均值为3.6 mg/m3，粉尘爆炸浓度为16.21 mg/m3。为了加大防突、消突方面的投入，在具有突出危险性回采工作面和掘进工作面均采取了本煤层大面积预抽、边掘边抽、穿层钻孔、区域探测钻孔等措施，这些措施的执行使井下钻孔施工任务量显著增加。由于回采区内煤体受采动影响比较破碎、散落，造成了施工钻孔期间巷道粉尘超标的问题，导致工作环境恶劣，从而严重威胁工人健康。同时。由于高浓度粉尘的存在，有可能造成煤尘爆炸事故发生，影响矿井安全。因此，除尘、降尘工作也成为我矿攻关研究的重要课题。

2 钻孔施工及捕尘器的选择条件

根据目前煤矿施工钻孔条件分析，排粉方式不外乎水排粉与风排粉两种。采用水排粉会导致在水从钻孔排出时冲蚀孔口及孔壁，造成孔壁及孔口塌孔严重，没有办法封孔抽放；另外水排粉受巷道条件限制，在巷道没有水沟或水沟不通时无法应用。经长期的实践验证，只有采用风排粉才不易造成塌孔，钻孔成型好，封孔方便，有利于瓦斯释放及抽放；不受条件限制，只要有压风管路就可以进行施工。

综上所述，水排粉适合在巷道排水方便的地方施工岩石钻孔（不会塌孔），不适合主要为煤孔的抽放孔施工。而风排粉如果制作一种有效的捕尘器，就无疑是一种较佳的排粉方式。

3 一代捕尘器的结构

它主要由孔口捕尘管、捕尘箱两个部分组成。孔口捕尘管由捕尘管、导管构成；捕尘箱由密闭箱、水箱等部分组成（见图1）。

经长期在井下使用，钻孔内煤粉经捕尘箱的过滤起到了一定的降尘作用，但是由于各施工地点的地质情况不尽相同，有作业些地点煤体比较松动，在施工钻孔时，钻孔排粉量比较大，排出的煤粉经水箱一次过滤，不能完全被捕捉到，一代捕尘器起不到很好的捕尘效果。在大平煤矿抽探队技术人员的努力下，我们参照一代捕尘器的工作原理研制出二代捕尘器。经过在大平煤矿11东翼煤柱面、13回风平巷东段现场试用，此种捕尘器比一代捕尘器相比效果明显提高，捕尘率达到了95%以上，基本上完全消除了打钻排粉时煤尘飞扬的现象，现场文明生产及质量标准化有了更进一步的改善，得到了钻孔施工人员及我矿领导的一致认可。

4 二代捕尘器的结构及工作原理

4.1 结构

二代捕尘器和一代捕尘器相同，都是由孔口捕尘管、捕尘箱两个部分组成。但是二代捕尘器的捕尘箱则是由一个密闭箱和两个过滤水箱（一个密封、一个敞口）等部分组成

4.1.1 捕尘管

捕尘管用四寸钢管加工而成，长度约1米，在外端0.2米处焊接排粉岔口，最外端管口处可焊接法兰盘，在使用中，我们可以利用废旧编织袋，把钻杆与法兰盘包在一起封严孔口，以防漏风。在排粉口用四寸埋线软管连接至捕尘箱。

4.1.2 捕尘箱

捕尘箱由煤粉密闭箱及一级除尘水箱和二级除尘水箱组成（见图2），用3 mm厚钢板制成，密闭箱为圆形，下为漏斗状，漏斗下端口安装挡尘板；密闭箱与两个水箱用钢管相连，钢管中间断开使用快速接头连接，把进气管改在密闭箱的上方，并使用快速接头，便于拆卸和井下现场使用，一级过滤水箱加装一个密封盖，两个水箱内分别加装扩散器，用于降尘。

图2 二代捕尘箱示意图

4.2 工作原理

钻孔施工时，钻屑由孔底排出，在钻孔口处由捕尘管集流压缩，在高压风的作用下，经埋线软管进入密闭箱，大块煤体或煤粉落在箱体下部—即漏斗中，当漏斗中钻屑积存到一定程度时，依靠手柄自重堵在漏斗口的挡尘板便会自动打开，放出钻屑，随之关闭；剩下细小粉尘在高压风的作用下顺导尘管经扩散器首先进入一级密封水箱内，经水的过滤作用一部分粉尘沉积下来，残余气体从密封盖上方的导尘管排出，进入二级水箱内再次过滤。而粉尘颗粒则沉在水中，当水浑浊时，打开水箱下方放水阀门放出污水，从水箱上方补充净水（一级水箱从水箱盖进水口处补充）。

5 使用效果

经在大平煤矿11东翼煤柱面、13回风平巷东段现场试用，此种捕尘箱比以往旧的捕尘箱的捕尘效果有了一次很大的提高，捕尘率达到了95%以上，基本上消除了施工钻孔期间巷道煤尘飞扬的现象，现场文明生产及质量标准化有了进一步的改善，使我们现场作业人员远离了煤尘的危害，为职工们创造了良好、安全的生产环境，得到了钻孔施工人员以及矿领导的一致认可。在使用过程中需要注意以下几点。

1）捕尘管与捕尘箱连接的埋线胶管长度不宜过长，以免造成钻屑积聚，排粉不畅。

2）当钻孔中有水渗出或钻屑潮湿时，应立即停止使用捕尘箱，否则会造成孔内煤粉堵塞。

此种捕尘箱经过改装，体积稍大较为笨重，在今后的实践中应向轻便、易于携带方面改进。

6 结论

新式自制捕尘箱捕尘效果较好，有效解决了钻屑飞扬的问题，有利于职工健康，且加工成本低，材料简单，使用方便，值得推广。

作者简介

王猛（1986—）男，河南泌阳人，毕业于郑州工业安全职业技术学院，助理工程师，现任大平煤防突科技术员。