熊睿 周德照 陳凱

（①江西銅業(yè)集團(tuán)東同礦業(yè)有限責(zé)任公司東鄉(xiāng)331800 ②溫州東泰建設(shè)工程有限公司溫州325000③峽江縣自然資源局吉安 343000）

某銅礦礦山井下-370m水平1#溜井卸礦作業(yè)過程中，粉塵隨礦石溜出呈放射狀向卸礦巷道溢出，給卸礦作業(yè)環(huán)境帶來較為嚴(yán)重的粉塵污染，嚴(yán)重危害卸礦操作人員的身體健康，威脅井下的安全生產(chǎn)。針對(duì)溜井卸礦粉塵污染問題，考慮在卸礦口上方設(shè)置高壓噴霧裝置，以-370m 水平1#溜井為例進(jìn)行除塵方案研究。

1 抑塵方案

1.1 抑塵方法

根據(jù)井下卸礦站卸礦作業(yè)特點(diǎn)和礦石的含水量要求，建議-370m 水平1#溜井卸礦站采用一套型號(hào)為BNW-4.0 的高壓噴霧抑塵系統(tǒng)（標(biāo)準(zhǔn)流量240kg/h），系統(tǒng)由主機(jī)、管路、噴頭、控制系統(tǒng)、軟化水設(shè)備等五個(gè)部分組成。主機(jī)所連接的管路上共使用234.6kg/h/7 kg/h/只=33.5≈34 只噴頭，在卸礦溜井上方分三路布置不銹鋼耐壓管，其中兩路安裝于卸礦站平臺(tái)及支架底部邊緣，盡量避免物料損壞噴頭，噴霧方向斜下，兩路噴頭夾角30℃，與粉塵流向相對(duì)應(yīng)，用于攔截捕捉、碰撞吸收落料產(chǎn)生的大量粉塵；另一路安裝于巷道頂部，用于吸收控制巷道環(huán)境內(nèi)部逃逸粉塵。噴頭數(shù)量及安裝位置可以根據(jù)現(xiàn)場情況做出適當(dāng)調(diào)整。抑塵區(qū)域設(shè)置集成電氣控制箱，在巷道卸料點(diǎn)前后10m位置設(shè)置紅外傳感器及紅外接受器，當(dāng)卸料車離卸料點(diǎn)10m時(shí)觸碰紅外線時(shí)，系統(tǒng)提前噴霧，霧區(qū)提前覆蓋落料點(diǎn)，物料卸載完畢離開落料點(diǎn)10m后卸料車再次觸碰紅外線延遲關(guān)閉系統(tǒng)，使粉塵得到最大程度的抑制，同時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場地溫、濕度情況設(shè)置適時(shí)控制的手動(dòng)時(shí)序控制面板。紅外控制與時(shí)序控制可互相切換，三條不銹鋼管路分別安裝高壓球閥，可同時(shí)開啟或關(guān)閉某條管路的噴霧工作，所有管路的噴霧時(shí)間可任意設(shè)定，無需人工值守（如安裝圖1所示）。

1.2 高壓噴霧抑塵系統(tǒng)工作原理

柱塞泵將凈化處理過的水加壓至7MPa，再通過高壓水管傳送到噴嘴，經(jīng)霧化后以3～10μm的微霧噴射到整個(gè)空間，水霧在空氣中重力沉降、攔截捕塵、擴(kuò)散捕集，達(dá)到降低空氣粉塵含量的目的。

高壓噴霧方法是目前比較新的也是效果比較好的一種抑塵方式。噴霧系統(tǒng)的工作介質(zhì)是水，在運(yùn)行過程中，在噴霧泵的作用下，液態(tài)水從常壓狀態(tài)加壓到一定的壓力后，由霧化噴嘴將液態(tài)水霧化，霧化后的水霧以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與粉塵發(fā)生慣性碰撞、攔截捕塵、擴(kuò)散捕集、重力沉降等作用。由于噴出水霧粒徑極其細(xì)小，大大增加了水與含塵空氣的接觸面積，因而抑塵效果好。

高壓噴霧抑塵系統(tǒng)由水源向水泵供水，水泵通過管路、控制箱、噴嘴提供高壓水，實(shí)現(xiàn)高壓噴霧。常態(tài)水通過耐高壓不銹鋼管傳送到噴嘴，被霧化成3～10μm 的微粒噴射出來，其最大耗電量0.75-1.5kW；耗水量即噴霧量根據(jù)環(huán)境空間大小及溫度計(jì)算，每只噴頭噴霧量3-7kg/h；噴霧壓力一般為4-7MPa 左右；噴頭噴射出的可見霧長最大約為1.5m。為了最大限度地抑塵，將高壓噴嘴布置于適當(dāng)?shù)奈恢?，以保證霧區(qū)最大限度地覆蓋揚(yáng)塵點(diǎn)。

高壓噴霧主機(jī)工作時(shí)，主機(jī)水箱供水至高壓柱塞泵，細(xì)小的霧粒在空氣中完全霧化后（無滴水現(xiàn)象）與空氣中粉塵接觸，起到抑塵作用。主機(jī)啟停時(shí)間可通過控制面板任意設(shè)定，也可以設(shè)置傳感器，傳感信號(hào)傳輸給控制器并控制電磁閥動(dòng)作，高壓進(jìn)水電磁閥和高壓泄水電磁閥分別控制噴霧狀況的大小或啟停。傳感器信號(hào)根據(jù)環(huán)境內(nèi)部情況進(jìn)行適時(shí)控制。

1.3 高壓噴霧抑塵系統(tǒng)特點(diǎn)

霧細(xì)：噴頭每秒能產(chǎn)生50 億個(gè)霧滴，粒徑為3～10μm。

節(jié)能：霧化1公升水只需消耗6W功率。

可靠：主機(jī)采用工業(yè)型進(jìn)口柱塞泵，可24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，噴頭及水霧分配器無動(dòng)力易損部件，在高粉塵環(huán)境中也不損壞。

穩(wěn)定：因配有傳感器或時(shí)序控制器，可以達(dá)到較高的自控精度和運(yùn)行平穩(wěn)性。

該系統(tǒng)所需配置為：一臺(tái)流量為240kg/h、功率為1.5kW的高壓柱塞泵站系統(tǒng)；34個(gè)噴頭；高壓泄水閥1個(gè)；時(shí)序控制器1臺(tái)；紅外線發(fā)射裝置兩套，接受裝置兩套；軟化水系統(tǒng)一套。

2 高壓噴霧系統(tǒng)安裝

⑴在卸礦溜井附近安裝高壓噴霧系統(tǒng)主機(jī)，安裝電氣接線并檢查。

⑵每一節(jié)的不銹鋼管采用卡套式連接座連接，在不銹鋼管路上選擇合適的間距（根據(jù)現(xiàn)場情況計(jì)算）安裝噴座，在噴座上安裝噴嘴和過濾座，安裝時(shí)必須大力擰緊，以防高壓噴水時(shí)連接點(diǎn)漏水。

⑶在管路末端安裝卡套式單孔堵頭和噴嘴堵頭。安裝時(shí)必須大力擰緊，以防高壓噴水時(shí)連接點(diǎn)漏水。

⑷開機(jī)洗管：將裝好不銹鋼管內(nèi)雜質(zhì)沖洗一遍，以防正常開機(jī)后堵塞噴嘴。沖洗余水從沒安裝堵頭的管路最末端流出，沖冼約十分鐘后裝好末端噴嘴或堵頭。

⑸正常開機(jī)并調(diào)試設(shè)備，建議泵頭在第一次開機(jī)50小時(shí)內(nèi)更換機(jī)油，機(jī)組正常使用后每30天更換一次機(jī)油，機(jī)油型號(hào)：美孚1130（符合油品SA130）。

3 高壓噴霧系統(tǒng)預(yù)期效果

⑴經(jīng)過安裝調(diào)試的噴霧設(shè)備，所噴水霧能夠完全霧化，無水滴。

⑵整理噴霧設(shè)備抑塵效率大于70%。

⑶根據(jù)溫/濕度狀況，霧化效果的時(shí)間為2～5 分鐘。

⑷所有管路及配件均采用SUS304 不銹鋼耐壓材質(zhì)，無腐蝕。

溜井卸礦處在噴霧抑塵裝置未開啟運(yùn)行時(shí)總粉塵濃度為277.25 mg.m3，在噴霧抑塵裝置單排管路部分噴嘴正常運(yùn)行時(shí)，測定總粉塵濃度為32.9 mg.m3。依據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1 部分：化學(xué)有害因素》總粉塵濃度不大于1 mg.m3的規(guī)定限值，建議更換噴嘴，加強(qiáng)維護(hù)，使單排管路全部噴嘴正常運(yùn)行，增強(qiáng)抑塵效果。