霧龍多級霧化技術在打造無塵化礦井中的應用與市場前景

開展礦井粉塵及隧道粉塵除塵技術的研究，對遏制礦塵危害、保障礦隧安全生產具有十分重要的意義。本文分析了國內外煤礦粉塵除塵技術的現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢，并對現(xiàn)霧龍風水聯(lián)動多級霧化除塵技術市場應用進行了闡釋，旨在為礦井及隧道粉塵治理的進步提供技術借鑒和產品支持，為打造智能無塵化礦井做出貢獻。

一、煤礦粉塵來源及其危害

（1）煤礦粉塵來源：煤礦開采的過程中會產生大量的煤粉，如鉆眼、掘進、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)由于工藝不同產生粉塵量也有所差異，其中采煤工作面粉塵量比例占據(jù)較大，其次是掘進工作面。

（2）煤礦粉塵的危害

①誘發(fā)塵肺病、慢性中毒、皮膚病等，嚴重威脅作業(yè)人員的身心健康。目前統(tǒng)計的塵肺病患者已逾60萬人，且每年新增塵肺病12萬例，每年因塵肺病死亡的人數(shù)約2500人。

②煤礦粉塵屬于易燃易爆粉塵，若粉塵不及時清理，在井下懸浮在空氣中的粉塵達到一定濃度時，會引發(fā)燃爆事故。

③煤粉塵若不及時清理，井下能見度會變得很差，還會損害工作場所中的設備，增加設備運行時的阻力，設備很容易出現(xiàn)故障。

二、目前煤礦除塵技術簡述

（1）煤層注水

預先在煤層中打若干鉆孔，通過鉆孔注入壓力水，使其滲入煤體內部，增加煤的水分和塵粒間的粘著力，并降低煤的強度和脆性，增加塑性，減少采煤時煤塵的生成量，同時將煤體中原生細塵粘結為較大的塵粒，使之失去飛揚能力，煤層注水的除塵效果明顯，但所需高壓注水設備成本較高，且應用場所有限。

（2）風幕控塵

通過空氣射流將粉塵控制在綜掘面一定范圍內而無法向外擴散，然后通過風筒或其它抽吸裝置將粉塵抽出，但在粉塵濃度較大時，將粉塵控制在綜掘面對司機視線的影響極大，不利于司機工作，且該方法需配合降塵裝置或除塵裝置對粉塵進行后續(xù)處理。

（3）通風排塵

利用風筒控制風的流向使粉塵隨風流排出，降塵效率較低，僅作為輔助除塵方法。

（4）泡沫除塵

按一定比例在水中添加泡沫劑，然后使用發(fā)泡器向塵源噴灑大量高倍數(shù)泡沫。可應用于井下多個產塵點，降塵率高、且耗水量小，對呼吸性粉塵的抑制效果較為顯著。但如今的煤礦井下機械化程度迅速提高，巷道及采掘工作面設置了許多機電設備，如果在作業(yè)地點產生大量泡沫會阻礙操作人員的視線，影響安全生產；另一方面，大量泡沫在巷道和工作面受風流的影響而運動，會越聚越多，容易發(fā)生封堵巷道，影響井巷風流的暢通。

（5）水幕除塵

一種比較成熟的除塵方法，簡單的水幕除塵器主體是一個水罐, 底部為貯水槽, 注滿清水, 頂蓋部安裝多個噴頭, 水泵不停地抽取貯水槽內的清水到噴頭, 噴灑下來匯集到貯水槽，循環(huán)往復, 即為水幕。引風機抽出的含塵氣體噴入水罐, 通過水幕時,絕大部分粉塵會在噴淋水的作用下匯入水中流至水罐底部的貯水槽內, 經過長時間的沉淀泥積到水槽底部。水幕除塵器一般要附帶一臺除濕機, 因為經過水幕除塵器凈化的空氣含有水分, 會對后面的管道內壁產生腐蝕，需要考慮污水污泥的處理問題。如果生產環(huán)境中的粉塵含量較高, 就會對引風機造成堵塞和破壞。對貯水器貯水量也有較大的要求，還有冬季結冰的風險，且分離出的粉塵和凈化氣體含有水分, 不可重復利用。

（6）化學抑塵

在水中添加粉塵濕潤劑、粘結劑或凝聚劑，提高水對粉塵的濕潤能力和抑塵效果，防止粉塵飛揚，從而提高煤層注水和噴霧降塵的效率，但化學抑塵的成本極高，易腐蝕設備。

（7）除塵器除塵

此法最為普遍，具體可分為干式除塵器、半干式除塵器及濕式除塵器，工作時一般利用負壓將粉塵吸入，然后在除塵器內凈化處理后從排污口排出，捕塵凈化效果好，除塵效果明顯，但袋式除塵器占地面積較大，一次性投入較高；靜電除塵器高壓變電要求較高；旋風除塵器對細微粉塵的除塵效率較低，且負壓的產生一般需要配套通風機。在一定程度上影響了生產單位采購設備的積極性。

（8）噴霧降塵

此法是使用最普遍的濕式降塵方法，霧粒通過重力沉降、慣性碰撞、攔截捕塵和擴散捕集來降塵，但掘進機內噴霧的噴嘴易發(fā)生堵塞，實現(xiàn)降塵和維護都比較困難，外噴霧水流量大，不僅銹蝕機器，還會導致煤的含水量增大，掘進機噴霧系統(tǒng)還存在電機冷卻水的低壓和噴霧水的高壓之間的矛盾，由于靜壓噴霧產生的霧滴捕塵效果不理想，導致40%—50%的全塵及70%—80%的呼吸塵沒有被捕捉，所以普遍采用高壓噴霧。高壓噴霧時，霧流渦流強度大，霧粒分布更加均勻且荷電量及荷電霧粒多，不僅具備低壓噴霧的四種作用機理，對呼吸性粉塵等細微粉塵的捕集效果更好。

（9）隔塵技術

該技術是利用條形風口中吹出的縫行空氣射流，實現(xiàn)污染源散發(fā)出來的污染物和周圍空氣隔離效果，但這并不是煤礦粉塵的終結辦法。

三、霧龍系列除塵器的市場應用及前景

針對礦井除塵各種技術仍難實現(xiàn)無塵化礦井要求的現(xiàn)狀，公司對煤粉塵的性質與產生源頭進行現(xiàn)場考證，本著結合實際除塵工作中的問題，不一味追求更多粉塵治理措施的宗旨，從源頭出發(fā)，對如何安全有效地解決粉塵污染問題進行除塵技術的研發(fā)和設計。經歷十年的潛心研究與礦試，針對巷道、轉載點、掘進機、采煤機四個現(xiàn)場，利用多級霧化專利技術，研制出四個系列除塵設備，升級改進了濕式降塵技術，在近三年的市場應用中為客戶經濟有效地解決了粉塵污染問題，得到用戶的廣泛認可。

霧龍系列除塵設備特點：①采用霧龍系列除塵器的多級霧化專利技術，無論順逆風，立體全覆蓋塵源②霧形為倒U型和弧形，直射距離遠且噴射力強勁，塵粒捕獲能力強③噴嘴不堵塞且角度可調范圍大，噴嘴不堵塞，對水質要求不高，有效彌補采煤工作面除塵率④降低人工成本，產品使用年限長。

（1）市場應用

霧龍系列除塵器目前作為煤粉塵治理形式的補充與改進，特別是掘進機霧罩除塵器與采煤機霧罩除塵器的生產與應用實踐，從功能、除塵效果、易操作等各方面已經走在噴霧除塵技術的前列，彌補了在掘進機與采煤機上固有除塵方式的短板，解決了采煤工作面除塵不徹底、設備升級難的問題，填補了國內空白。

霧龍煤礦井工開采除塵系列產品，其中SKD-3采礦除塵器于2020年初開始在礦井巷道應用，2021年4、5月份相繼推出了MWC-4采煤機遠射霧罩除塵器、掘進機JWC-5和JWC-6遠射霧罩除塵器、HWC-5巷道遠射霧暴除塵器，至此，實現(xiàn)我司設計初衷“控制塵源，合理布設，實現(xiàn)智能化無塵礦井”目標更近了一步。截止2022年8月底，共有  座煤礦安裝使用，用戶主要分布在汾西礦業(yè)集團，其中有6座煤礦在兩年內陸續(xù)采購了3~4次，各礦已安裝15~20臺，試銷至今沒有一臺出現(xiàn)故障返修，第一批已安裝近三年依然運行穩(wěn)定，沒有一個用戶差評，他們對霧龍煤礦除塵設備評價是“替代產品”。

（2）市場前景

煤礦開采的過程中會產生大量的煤粉，如鉆眼、掘進、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)由于工藝不同產生粉塵量也有所差異，其中采煤工作面粉塵量比例占據(jù)較大，其次是掘進工作面。而煤礦粉塵所產生是危害是很大的，首先粉塵會誘發(fā)塵肺病、慢性中毒、皮膚病等，嚴重威脅作業(yè)人員的身心健康。目前統(tǒng)計的塵肺病患者已逾60萬人，且每年新增塵肺病12萬例，每年因塵肺病死亡的人數(shù)約2500人；其次煤礦粉塵屬于易燃易爆粉塵，若粉塵不及時清理，在井下懸浮在空氣中的粉塵達到一定濃度時，會引發(fā)燃爆事故。再次煤礦粉塵若不及時清理，井下能見度會變得很差，還會損害工作場所中的設備，增加設備運行時的阻力，設備很容易出現(xiàn)故障。

截至2019年末，全國煤礦數(shù)量減少至5300處左右，建成千萬噸級煤礦44處、智能化采煤工作面200多個。大型現(xiàn)代化煤礦已成為全國煤炭生產主體。主產區(qū)分布于內蒙古、山西、陜西、新疆、貴州、山東、安徽、河南等8個省（區(qū)），原煤產量占到了全國的89.1%。其中山西的在產煤礦605個。據(jù)了解全國還有2700多個有色金屬地下礦，除塵降塵市場空間巨大。

截至2020年底，霧龍多級霧化除塵技術僅在山西、新疆、云南進行了巷道煤粉塵霧暴除塵器與隧道鉆爆除塵器的小規(guī)模推廣應用，效果顯著。

2021年，巷道霧暴除塵器五代、掘進機霧罩除塵器與采煤機霧罩除塵器三代產品已在全國推廣，就目前的需求市場規(guī)模，產品的市場前景十分廣闊。

公司將以提高除塵效率為己任，繼續(xù)研發(fā)升級新產品，實現(xiàn)除塵設備智能自動化，打造智能無塵化礦井，致力成為“用科技快速解決粉塵污染”的實踐者與職業(yè)健康的堅實守護者。