井下錨桿機(jī)除塵動(dòng)力首選三葉羅茨風(fēng)機(jī)

我國煤礦主要為地下礦山的煤礦巷道，錨桿支護(hù)是一種安全、經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方式，是目前巷道支護(hù)首選。錨桿支護(hù)降低了礦工勞動(dòng)強(qiáng)度，其支護(hù)成本低，強(qiáng)度、剛度高，可應(yīng)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(hù)技術(shù)的發(fā)展方向。礦井采掘機(jī)械化程度越高，產(chǎn)生的粉塵量也越大。在錨桿支護(hù)施工過程中，一般使用鉆機(jī)配套鉆桿、鉆頭進(jìn)行煤巖鉆進(jìn)，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?jí)m肺病的可能性就會(huì)大大增加，從而導(dǎo)致全身性疾病。目前，塵肺病是我國頭號(hào)職業(yè)病，占所有職業(yè)病的80%以上。據(jù)衛(wèi)計(jì)委的公開報(bào)告顯示，塵肺病的死亡率高達(dá)22.04%，且發(fā)病率年增長幅度高達(dá)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(dá)上限時(shí)，遇到高溫?zé)嵩?，有可能引起連續(xù)性粉塵爆炸，造成人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失的嚴(yán)重后果。降塵為預(yù)防粉塵爆炸的主要措施之一。隨著采煤機(jī)械自動(dòng)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(duì)設(shè)備的影響更加突出，增加設(shè)備維護(hù)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(jī)進(jìn)行除塵。

錨桿機(jī)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(fèi)，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(jī)機(jī)載式干式除塵，利用風(fēng)機(jī)負(fù)壓將粉塵吸走，含塵氣流經(jīng)過各級(jí)除塵器，不同粒徑粉塵在力學(xué)作用下收集處理。
錨桿機(jī)干式除塵。根據(jù)錨桿機(jī)結(jié)構(gòu)所限，采用多級(jí)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(duì)含塵氣流處理速度快，對(duì)大顆粒粉塵除塵效率高且體積緊湊的旋風(fēng)除塵器為第一級(jí)除塵設(shè)備。為提高對(duì)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(jí)除塵設(shè)備。為增加該系統(tǒng)的整體除塵效果，在旋風(fēng)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(duì)錨桿車產(chǎn)塵機(jī)理進(jìn)行分析，并結(jié)合除塵器特點(diǎn)確定本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)流程，除塵動(dòng)力裝置。除塵動(dòng)力裝置主要由除塵風(fēng)機(jī)及液壓馬達(dá)組成。除塵風(fēng)機(jī)選用負(fù)壓三葉羅茨風(fēng)機(jī)，也叫羅茨真空泵，三葉羅茨風(fēng)機(jī)是容積風(fēng)機(jī)的一種，其優(yōu)點(diǎn)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(jìn)出風(fēng)口處結(jié)構(gòu)，所以氣體脈動(dòng)性小，三葉羅茨風(fēng)機(jī)振動(dòng)小，產(chǎn)生的噪音低；②葉輪與軸為整體結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，性能穩(wěn)定；③三葉羅茨風(fēng)機(jī)容積率大，結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝。除塵風(fēng)機(jī)與液壓馬達(dá)之間選用聯(lián)軸器連接，結(jié)構(gòu)簡單，彈性好，價(jià)格低廉，減震性好，可保證其相對(duì)剛性運(yùn)動(dòng)，并具有過載保護(hù)功能。除塵風(fēng)機(jī)頂部安裝補(bǔ)氣濾芯，起到降低風(fēng)機(jī)本身發(fā)熱和降低風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音的作用。

除塵風(fēng)機(jī)在工作過程中，馬達(dá)與風(fēng)機(jī)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(duì)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(shè)阻抗式復(fù)合除塵器，及可對(duì)高強(qiáng)度的寬頻帶噪聲控制，又能進(jìn)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?？紤]粉塵的安息角及滑動(dòng)角，除塵管道應(yīng)傾斜布置；分管與主管連接時(shí)，夾角30°～45°。

錨桿機(jī)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在管路復(fù)雜，噪音大等缺點(diǎn)。針對(duì)不同工作面，可個(gè)性化定制錨桿機(jī)除塵系統(tǒng)，將干式除塵與濕式除塵相結(jié)合是本項(xiàng)目的另一研究方向。

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