煤炭運輸車輛專用除塵系統的研發及應用

楊衛兵，王 強

(山西三元福達煤業有限公司，山西 長治 046300)

0 引言

近年來，隨著我國經濟的快速穩定增長、工業化進程的加快，裝備制造業的發展增速顯著，對煤炭的需求大幅度提高，拉動了國內煤炭資源的生產和消費，煤炭的運輸自然也就成為人們關注的焦點問題。于良[1]等針對當前我國煤炭運輸的現狀，以緩解煤炭運輸的瓶頸問題為最終目標，提出了布局煤炭中轉儲備基地、建立綜合運輸體系的建設性方針；馬駒[2]針對我國六大煤炭基地的主要運輸方式進行了研究，以期找到更加合理的煤炭轉運方式；中國礦業大學的譚章祿[3]教授以某礦業集團煤炭運輸方式為背景，介紹了煤炭運輸系統在整個運輸體系中的重要作用，并在此基礎上構建了煤炭運輸的總體框架，以期降低煤炭運輸成本，提高企業的經濟效益；劉海濱[4]等針對我國煤炭物流行業中存在的諸多問題，提出了煤炭運輸通道的合理規劃及優化方法，對我國煤炭運輸的總體發展具有一定的指導意義；李根運[5]從宏觀上論證了我國煤炭運輸行業的現狀并提出了相應的解決策略；張鳳營[6]等根據當前我國中東部地區煤炭運輸的現狀，對國內的煤炭運輸方式進行展望，并提出了自己的改進意見。

以上研究均是從宏觀上對國家層面的煤炭轉運方式和煤炭運輸現狀進行論證并提出了相關的建設性意見，但并未從局部出發，探討并論證某一區域中煤炭運輸存在的問題并提出相應的解決方案。本文在對晉南地區煤炭短途運輸現狀進行調研的基礎上，對該區域典型的生產方式及運輸特點進行了較為深入、系統的研究。該地區煤炭運輸的主要方式為重型卡車的短途運輸，在運輸過程中，運輸車輛攜帶的浮塵以及車輛運行所產生的揚塵對環境產生了較大的污染。以保護生態環境、改善空氣質量為目標，從源頭上減少煤炭運輸車輛的浮塵和揚塵帶來的危害，并結合山西三元福達煤業有限公司的實際生產及加工現狀，本文提出了一種專用的煤炭運輸車輛消除煤塵的沖洗裝置，結合全斷面噴霧降塵原理，實現車輛沖洗除塵的自動化。

1 煤炭運輸車輛除塵系統開發

1.1 開發目標

為最大限度地對生態環境進行保護，改善空氣質量，減少環境污染，從源頭上減少煤炭運輸車輛的浮塵和揚塵帶來的空氣污染，以響應國家綠色發展的戰略規劃[7]。本文是在通過實地考察和多次現場測量和規劃的基礎上，采用全斷面噴霧降塵原理，開發了適用于本地環境條件的煤炭運輸車輛除塵系統，以期能夠從源頭上降低煤炭運輸車輛所攜帶的粉塵，并進一步提高企業生產生活環境。

1.2 除塵系統設計

除塵中心根據車輛沖洗除塵部位的不同分別安裝了不同角度的灑水噴頭326個，全面有效地覆蓋了車身、輪胎、車輛底部和頂部。正常的水流通過水泵加壓，從灑水噴頭射出高壓水霧對車輛進行沖洗，由于噴頭能夠針對整個車體進行全面的覆蓋噴水，從而達到了非常高效的除塵、降塵效果。

除塵中心主要由噴水系統和電控系統兩大分支機構組成。其中，噴水系統主要由儲水箱、進水管道泵、出水潛水泵、連接管路、底噴霧架和兩側噴霧架等組成。電控系統主要由光電傳感器和電控制箱組成，電控系統利用光電開關能夠有效地控制噴水系統的啟動和關閉，待除塵運輸車輛進入除塵中心后，由于車頭擋住了光電傳感器的發射光源，受光傳感器無法接收到光源，導致繼電器吸合，控制噴水開關開啟，整個系統開始噴水，從而實現車輛的除塵。在系統噴水的過程中，車輛會緩緩行駛，并最終駛離除塵中心，車位閃避光電傳感器發射光源，受光傳感器正常接收光源，繼電器斷開，并控制噴水開關關閉，從而全面實現了車輛除塵沖洗的自動化。

除塵中心的設計原理如圖1所示，從結構方面看包含了由鋼管組成的兩側噴霧架、底部的濾水鋼板。整個除塵中心在車輛自動除塵的過程中會產生一定量的廢水，若不對廢水進行妥善的處理也會造成污染，因此，采用了如圖2所示的污水回收處理方法，沖洗后的污水經排水渠進入雨水收集池，然后經污水處理站的處理后重新用于井下生產。

2 除塵系統安裝與應用

除塵系統整體設計完成后，在機械加工工廠進行相關零部件的機械加工、制造和設備的安裝調試，成功研制出煤炭運輸車輛專用除塵設備樣機一臺，并進行了試用，各項數據、指標達到了預期效果，使用效果良好。除塵系統的使用效果如圖3所示。

圖1 除塵系統設計原理 圖2 除塵廢水處理流程 圖3 除塵中心使用效果

除塵中心的投入使用，全面有效地去除了運輸車輛車身及輪胎的灰塵、煤塵等污染物，從源頭上控制了車輛的灰塵和揚塵，有效地改善了空氣質量。自動裝置光電傳感器的安裝，避免了固定作業人員的投入和頻繁的操作，大大提高了工作效率。

3 結語

本文以短途煤炭轉運過程中浮塵和揚塵的處理為研究出發點，以從根本上消除運輸車輛攜帶的煤塵為目標，研究并開發了一種針對煤炭運輸車輛的自動除塵系統。該系統改變了傳統落后的車輛清洗方法，能夠在一定程度上消除浮塵污染，提高環境質量。