【正文】 可在溫度為 0~35℃和相對濕度為 95%的條件下使用 。 圖 42 AFM1 型防塵安全帽 1— 軸流風機； 2— 主過濾器； 3— 頭盔； 4— 面罩； 5— 預過濾器 4 AYH 系列壓風呼吸器 AYH 系列壓風呼吸器是一種隔絕式的新型個人和集體呼吸防塵裝置。它利用礦井壓縮空氣經(jīng)離心脫去 油 霧、活性炭吸附等凈化過程 中 ，再經(jīng)減壓閥同時向多人均衡配氣供呼吸。 壓風式防塵呼吸器的特點是氣源來自作業(yè)環(huán)境以外的空氣，與作業(yè)環(huán)境隔絕不受環(huán)境空氣的影響 ， 因而可滿足各種防塵、防毒、缺氧供氣作業(yè)環(huán)境的需要。勞動者可直接吸人新鮮 空 氣，感覺涼爽清新，既防塵又防毒，但佩戴者需拖一根送風管，作業(yè)活動 受到一定限制，要有專人配合使用以防發(fā)生意外。目前生產(chǎn)的AYH 系列壓風呼吸器有 AYH— 1 型、 AYH— 2 則和 AYH— 3 型三種型號。該系列產(chǎn)品安裝簡便，可直接就近安裝在壓風管路上，而不需另設供氣裝置和管路?，F(xiàn)場 可 根據(jù)作業(yè)地點、環(huán)境條件進行選用。 5 除塵新技術(shù) [9] 1 化學除塵劑 在水噴霧除塵過程中，霧滴捕塵經(jīng)歷了與粉塵慣性碰撞和攔截、接觸或擴散潤濕、凝聚和重力沉降分離等四個過程，其中使粉塵沉降是主要目的。 化學降塵劑是一種高效的表面活性劑，它的分子結(jié)構(gòu)中具有親水和親油兩個親和基因團，很容易受水分子的排擠而從 內(nèi)部向外遷移并富集于表面，形成親水基朝內(nèi)疏水基朝外的低自由能表面，從而降低了水的表面張力。通過實驗測定證實：只要添加 %的降塵劑，可使水的表面張從 71dyn/cm2降到 30~40 dyn/cm2。 對固體物而言，由于水的表面張力下降，吸附結(jié)果降低了固體（煤）和流體（水）之間的界面自由能，從而改善了煤的表面潤濕性能，提高了降塵能力。經(jīng)實驗證明：降塵劑在噴嘴壓力一定時的成霧過程中，界面吸附形成的低表面張力能夠減少霧滴粒徑，增加霧滴滴數(shù)，提高碰撞捕集概率，有助于提高降塵能力。經(jīng)實驗證明：降塵劑還有助于粉塵穿過 小的霧滴表面，防止水表面形成塵埃的薄 膜，使較少量的水發(fā)揮更大的作用。 我國礦山應用的除塵劑有滲透劑 JFC，洗凈劑 74除塵劑 HY、除塵劑CHJ除塵劑 DLA、濕潤劑 SRI 等。 2 磁化水降塵技術(shù) 水是一種抗磁性的物質(zhì)，由成對的電子的分子組成，在磁場中都存在著一個微弱的排斥力，當外加一個磁場后，能使原來的抗磁性物質(zhì)發(fā)生磁化，并建立起與原有磁場相反的磁矩。這一外加的磁矩使水的內(nèi)聚力下降，也就是使水的粘度和表面張力下降。磁化處理后，降低了水的硬度、電導率，凈化了水質(zhì)和提高了水的滲透壓力，更主要的是改變了 水的晶格結(jié)構(gòu)，使復雜的長鏈變成短鏈結(jié)構(gòu)，從而使水珠便細變小，提高霧化程度，增加了與粉塵的碰撞凝聚機會，特別是對呼吸性粉塵的捕捉能力加強。磁化水可提高固 —— 液界面的吸附作用和潤濕作用，其降塵效果十分顯著。 根據(jù)前蘇聯(lián)的實驗結(jié)果證實：水流過磁場強度為 2 200 Oe（ 1 Oe相當于 (1000/π )A/m）的磁化器時，流速為 ~ m，與未磁化的水相比，對巖塵而言除塵效果可提高 2~3 倍，對煤塵可提高 倍左右。磁化設備比較簡單，一次建成后可長期使用。 目前，我國煤礦推廣應用的磁水器主要有： TFL 型高效磁 化噴 霧 降塵器、RMJ 型系列磁水器等。 3 超聲霧化技術(shù) 這種除塵方法的特點是在局部密閉的產(chǎn)塵點中，安裝利用壓縮空氣驅(qū)動的超聲波霧化器，當高速氣流沖擊霧化器的共振腔時，在氣流出口與腔之間由于聚能而產(chǎn)生超聲場，泵水入超聲場時，水迅速被霧化成濃密的微細水霧，這種霧的粒徑比普通噴霧器噴出的霧的粒徑（ 200~600μ m）小 10 倍。霧迅速捕集凝聚微細粉塵，使粉塵特別是呼吸性粉塵很快沉降在產(chǎn)塵點，實現(xiàn)就地抑塵。由于其捕塵機理與普通噴霧捕塵完全不同，在捕塵中耗水量極少，被稱為超聲干霧捕塵，避免了使用干式、濕式除塵器帶來的問題和 清灰工作帶來的二次污染以及普通噴霧水量過大的弊病 。 4 沖擊水浴噴霧式除塵 沖擊水浴噴霧式除塵是借助水與氣體作相對運動的過程中，液體介質(zhì)與塵粒在慣性碰撞、截留、擴散及凝聚等效應的作用下，塵粒被液體介質(zhì)所捕獲，從而達到除塵的作用。除塵器的下部為盛水水槽，與進氣管連接的噴口直接插入水面，來自進氣管的含塵氣體經(jīng)噴口噴出，直接沖擊液層并急劇改變流動方向，氣體中密度較大的塵粒，在慣性力的作用下，落入水中實現(xiàn)第一次凈化。氣流以較高的速度噴出時，在液面附近激起大量的泡沫和水花，并與未落入水中的塵粒接觸碰撞得到第二次凈化。 穿過泡沫、水花層的氣流，在上部空間受到 2 層噴頭噴出的霧化液體的淋浴，得到第三次的凈化。凈化后的尾氣到達水箱頂部，受到霧沫液滴的淋浴和排氣管口的噴頭噴出的霧簾屏障的強洗，實現(xiàn)第四次凈化。凈化后的空氣排入大氣。 5 泡沫除塵技術(shù) [10~11] 1）泡沫除塵劑機理及特點 泡沫除塵就是由水和發(fā)泡劑按一定比例混合 ,通過泡沫發(fā)生器產(chǎn)生大量泡沫噴灑到塵源上或含塵空氣中 ,當泡沫噴灑到產(chǎn)塵點 (煤巖或料堆 )上時 ,就會使無空隙的泡沫體覆蓋和遮斷塵源 ,使粉塵得以濕潤和抑制 。當泡沫噴灑到含塵空氣中時 ,則形成大量的泡沫群 ,其總體積和總 表面積都很大 ,從而大大增加與塵粒的接觸面和黏附性 ,提高了除塵效率。泡沫對一般粉塵的除塵效率可高達 90%以上 ,對呼吸性粉塵也可達到 85%以上 ,大大高于噴霧除塵。 泡沫之所以能捕集到粉塵 ,主要是靠截留、慣性碰撞、擴散、黏附、重力沉降等多種機理綜合作用的結(jié)果。對于大顆粒粉塵在低速條件下 ,截留和重力起主要作用 ,而對于微細粉塵 ,擴散、靜電力等因素起主要作用。 與現(xiàn)有的除塵技術(shù)相比 ,泡沫除塵技術(shù)不但兼有一般噴霧和化學抑塵的優(yōu)點 ,還有以下特點 :①當泡沫噴灑并覆蓋到產(chǎn)塵源處 ,會形成無空隙的泡沫體罩住塵源 ,可有效阻止粉塵向外 界擴散 。②當泡沫液噴灑到含塵空氣中 ,泡沫群的總體積和總面積增大 ,大幅增加了與塵粒的碰撞概率 。③泡沫的液膜中含有高效發(fā)泡的表面活性劑 (發(fā)泡劑 ),能大幅度降低水的表面張力 ,發(fā)泡劑分子在水溶液和粉塵顆粒接觸的界面上吸附 ,迅速改變粉塵的濕潤性能 ,增加了粉塵被濕潤的速度 。④泡沫具有很好的黏性 ,粉塵一旦和泡沫接觸將會迅速被泡沫粘附 ,從而也增加了泡沫和粉塵的粘附效率。 2） 除塵泡沫制備技術(shù) 采用物理發(fā)泡生成除塵用泡沫 ,泡沫產(chǎn)生以后 ,要經(jīng)過管道的傳輸?shù)竭_應用地點 ， 在這過程中受到管道的摩擦和泡沫自身的擠壓作用 ,泡沫將發(fā)生破裂 ,大泡衰變成小泡 ,最終導致發(fā)泡倍數(shù)降低 ,因此要產(chǎn)生符合要求的泡沫 ,發(fā)泡器是關(guān)鍵。常用的泡沫發(fā)生器有網(wǎng)式和填充物式 2 種。網(wǎng)式發(fā)泡的工作原理是泡沫液由噴頭噴灑至發(fā)泡網(wǎng)上 ,形成液膜 ,壓縮空氣鼓吹液膜發(fā)泡 ,使用時如果泡沫液的壓力過大會導致發(fā)泡網(wǎng)上不形成液膜 ,也會導致發(fā)泡網(wǎng)上的液膜霧化 ,不能產(chǎn)生泡沫 ,而煤礦井下的水和壓縮空氣的壓力都很大 ,嚴重影響網(wǎng)式發(fā)泡器的使用效果 ?？紫短畛湮锸桨l(fā)泡器的工作原理是 :依靠發(fā)泡器中具有微小孔隙的填充物增加氣液混合強度而形成泡沫 ,對于煤礦井下的水質(zhì)而言 ,這種形式的發(fā)泡器在使用過程中很容易堵 塞 ,且清洗比較困難。雖然國內(nèi)出現(xiàn)過其他非網(wǎng)式發(fā)泡器的報道 ,但是其發(fā)泡倍數(shù)較低 ,一般小于 30 倍 ， 滿足不了除塵的需要。為此必須設計一種能夠適用于井下復雜、特殊環(huán)境的發(fā)泡器。 根據(jù)以上分析結(jié)果 ,結(jié)合煤礦井下風、水壓力大和水質(zhì)差的特點 ,以射流和湍流為理論基礎 ,制作了一種發(fā)泡器。該發(fā)泡器結(jié)構(gòu)簡單 ,內(nèi)部沒有運動部件 ,具有不堵塞、混合強度大、使用維護方便的優(yōu)點。其發(fā)泡原理是 :發(fā)泡液經(jīng)過發(fā)泡器時 ,形成射流狀態(tài) ,由于射流的卷吸作用 ,在其核心處引入壓縮空氣 ,氣液在發(fā)泡器與擾流器之間的旋轉(zhuǎn)斜面上接觸 ,并在后部形成湍流渦流 ,使氣液 混合均勻 ,射流主體區(qū)設置的擾流板 ,使氣液更充分混 合 ,形成穩(wěn)定、高質(zhì)量的泡沫 。 合 ,形成穩(wěn)定、 高質(zhì)量的泡沫。 3）現(xiàn)場應用 新安煤礦位于山東省滕州市西部昭陽湖區(qū) ,地 質(zhì)儲量 13 萬 t，工業(yè)儲量7 萬 t，可采儲量 3 萬 t。新安煤礦是一座新建礦井 ,所轄一礦兩井 ,目前整個礦井具備了 500 萬 t/a 的生產(chǎn)能力。礦井為低瓦斯礦井 ,開采煤層不易自燃 ,礦井的主要災害隱患是煤塵。根據(jù)新安煤礦安全生產(chǎn)實際需要 ,應用地點選在新源井 12211 上軌道巷掘進工作面。 泡沫除塵系統(tǒng)所用水流為工作面原除塵用水的 一部分 ,氣源為工作面施工用壓風的一部分。分別從水管和風管的主管路上引出一個分支 ,水管的分支上接入比例混合器后接到發(fā)泡器上 ,連接管路用直徑為 25 mm的高壓膠管 ,為了不影響掘進操作 ,發(fā)泡器放在掘進機的操作臺上 ,生成的泡沫采用直徑為 42 mm的膠管輸送至泡沫分配器 ,泡沫噴頭和分配器相連 ,最后由噴頭噴灑至掘進機截齒產(chǎn)塵點 ,抑制礦塵的擴散 ,系統(tǒng)安裝如圖 51 所示。 圖 51 泡沫除塵系統(tǒng)安裝示意圖 新安煤礦新源井的 12211 軌道巷掘進工作面是泡沫除塵技術(shù)在煤礦井下的第 1次應用 ,泡沫對全塵的降塵效率為 %,是水霧的 。泡沫對呼吸性粉塵的降塵效率為 %,是水霧的 倍。泡沫除塵技術(shù)的應用有效降低了井下掘進工作面的粉塵濃度 ,取得了顯著的防塵效果 ,保障了礦工的身心健康和井下的正常生產(chǎn)。 參考文獻 ： [1] 姜明星 ,煤 層注水致 裂技術(shù)原理及應用 , 山西焦煤科技 ,2022 [2] 劉 濤 、 郭勝均 、 李愛菊 等， 分段式注水對濕潤半徑影響的試驗研究 ， 礦業(yè)安全與環(huán)保 ， [3] 郭勝均 ， 液動除塵器的除塵機理及應用研究 ， 礦業(yè)安全與環(huán)保 ， [4] 劉 奎 、 李愛菊 、 汪春梅 等， 液動除塵器與掘進機配 套理論及應用研究 ， 礦業(yè)安全與環(huán)保 ， [5] 胥 奎 、 李建國 、 趙偉東 等， 新型礦用除塵器的研究 ， 礦業(yè)安全與環(huán)保 ， [6] 王緒友 、付 偉 ， 煤礦粉塵在線監(jiān)測及聯(lián)動噴霧降塵系統(tǒng)的設計 ， 工礦自動化 ， [7] 劉利 、 孫中永 ， 綜采工作面智能噴霧除塵控制系統(tǒng) ， 煤礦安全 ， [8] 李 威 ， 液壓支架拉架架間噴霧除塵自動化 ， 中國新技術(shù)新產(chǎn)品 ， 2022 [9] 張大明 、 馬云東 ， 礦井粉塵污染防治新技術(shù)淺析 ， 遼寧工程技術(shù)大學學報 ， [10] 任萬興 、 王德明 、 巫斌偉 等， 礦用泡沫 降塵技術(shù) ， 煤炭科學技術(shù) ， 2022 [11] 黃本斌 、 王德明 、 時國慶 等， 泡沫除塵機理的理論研究 ， 工業(yè)安全與環(huán)保 ， 2022