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综采作业面综合防尘技术应用

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：许永刚

[导读] 在煤矿开采过程当中，将产生较大量的粉尘，并因此对实际生产造成较大的危害与影响。对此，需要能够在实际开采当中做好防尘技术的应用，为实际生产创设出好的条件。在本文中，将就煤矿综合防尘技术及降尘效果进行一定的研究。

陕西彬长胡家河矿业有限公司许永刚 713602

摘要：在煤矿开采过程当中，将产生较大量的粉尘，并因此对实际生产造成较大的危害与影响。对此，需要能够在实际开采当中做好防尘技术的应用，为实际生产创设出好的条件。在本文中，将就煤矿综合防尘技术及降尘效果进行一定的研究。
关键词：煤矿；综合防尘；降尘效果
中图分类号：TD714+.4 文献标识码：A
        引言
        掘进工作面中的粉尘分布在掘进工作面范围内，且长期以悬浮状的微小颗粒存在，这些颗粒飞扬在整个工作面中，严重污染了井下空气，不仅危及作业人员的身体健康,还使井下视觉能见度降低，影响作业的正常进行，而且井下作业事故发生率不断提高。在煤炭行业中,因尘肺病死亡的病人逐年增多，国家每年用于该疾病救治的医疗费用超过几十亿元,对国家和煤矿生产产生了严重的影响。
        1.采煤工作面
        某矿采煤工作面，使用的为走向长壁低位放顶煤采煤方式，全部垮落法对顶板进行管理。使用的为U型通风方式，工作面配风量为1 000~1 300 m3/min。在工作面实际生产当中，将在采煤机移架以及割煤时形成较多的矿尘，其喷雾系统无法对采煤机割煤当中形成的煤尘进行降低。在生产当中，经过粉尘浓度测定仪测量，发现其最高浓度达到了 100 mg/m3，超出安全施工规程标准要求。
        防尘系统存在问题
        原有的喷雾除尘系统吸附除尘能力较差，经检测割煤机处粉尘浓度高达968 mg/m3。洒水抑尘耗水量较大，降尘后的污水渗入地下水环境，导致了地下水环境污染。原有的煤层预注水除尘技术由于钻孔布置不合理造成注水效果不佳。
        2.煤矿工作面综合防尘技术的应用
        2.1优化注水减尘工艺
        （1）采用交错式钻孔布置。在 2116 进风巷道和 5116 回风巷道交错布置钻孔，钻孔间距 10 m，角度为 +2.6°，孔深 241 m，孔径 65 mm，在距工作面 30 m 位置开孔，2116 巷和 5116 巷钻孔数量各为 49 个，呈交错迈步式布置。通过交错式钻孔布置极大地减小了注水孔距，煤层注水减尘效果明显改善。（2）调整注水压力为 8 MPa。采取 9 m 长胶囊封孔器预封孔，再通过灌注水泥浆使实际封孔长度达到 18 m；注水流量为 134 L/min，注水压力为8 MPa。（3）添加降尘剂。为提高注水溶液的渗透能力，提高煤层注水水分含量，改善注水抑尘效果，在注水工艺中添加降尘剂。由 GZJ-02 型管道自动加液混合装置在注水过程中添加。
        2.2爆破作业降尘
        在掘进工作面周边放置水针和放炮前，需要将水泡泥灌好，同时采用水泡泥定炮。水泡泥袋作为放炮除尘和防电专用品，在桶状聚乙烯塑料袋中注入水，之后密封住，长度为 2.5～3.0 cm，直径相较于炮眼直径要小。这主要是为了封口，且在爆炸时使水泡泥能够同时爆炸，这时水会呈雾状分散在空气中，达到除尘降尘的目的。爆炸后，在爆炸气体作用下，水泥炮中的水会形成水雾，起到除尘降尘、吸收有害气体的作用，而且还可以改善井下作业环境。根据实测得到，水炮泥能够使粉尘的质量分数下降 50%，并减少 35%和 45%的 CO2和 NO2。其次，采用放炮喷雾。在耙装机东面设置第 1 道水幕，与迎头相距 50 m 后实现联动，在 1 000 m 的回风流范围内，设置 2 道全断面的净化水幕，第 2 道水幕是红外线自动喷雾，同时安装了捕尘帘[5]。在与掘进工作面相距 50 m 区域内设置 1 道能够全面覆盖的水幕，在联炮后，放炮员会向外铺设母线，此时将喷雾开启进行放炮，在炮烟散尽后，将喷雾关闭。
        2.3运输系统降尘
        在该系统降尘处理当中，可以使用的方式有：第一，可以在承担运输任务的胶带巷当中，每隔 500 m 对自动喷雾降尘系统进行安装。具体原理，即传感器在对胶带上煤流形成感应后向主控箱发出信号，由系统将电动球阀打开，以此打开喷雾。当胶带上不存在煤流时，电动球阀将关闭，停止喷雾，保证胶带运输系统同喷雾开关在实际运行当中具有同步的特点，以此对实际煤炭运输中形成的矿尘进行有效的降低。

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第二，在进风巷同主胶带巷间，需要做好全封闭捕尘网的安装，同时在上风侧对全断面喷雾进行安装，在集中煤尘后进行消除处理。通过捕尘网的设置，即能够对胶带巷煤尘因进入到进风巷可能对新鲜风流造成的污染进行避免，且能够对井下用风区域的空气质量进行有效的提升。第三，可以在转载点做好全封闭捕尘网的安装，在其中对两道高压喷雾进行设置，以此起到封闭降尘的效果。第四，可以在胶带巷水仓位置做好集中消尘区的设置，在消尘区做好 5 道集中消尘设置，保持能够在生产当中全部开启，同时使喷雾形成的积水经过水沟流到水仓。
        2.4通风防尘
        2.4.1合理调整风量
        根据井下作业的实际情况，对风速和风量进行适当调整，将有害气体和粉尘悬浮物排除掉。在排除有害气体和悬浮粉尘时，需要选择好风量。若风量过小，会导致粉尘聚集；若风量过大，会导致粉尘飞扬。
        2.4.2布设喷雾和防尘网
        防尘网被固定在掘进机组上，能够使捕尘网和掘进机同步移动，进而减少捕尘网的维护工作量。捕尘网下为帘式布网，主要用于通行。喷嘴雾化效果相对较好，捕尘断面也比较大，降尘效果比较好。
        2.4.3通过皮带转动喷雾技术
        采用皮带传动触发联动机平台，将各种粉尘降尘设施启动，起到防尘作用。例如：可以采用控风控尘技术，利用风筒，通过侧面开口达到分风目的，操作简便。
        2.5主要产尘点实行封闭除尘
        主要产尘点安设封闭除尘系统，从根本上减少主要产尘部位的粉尘产生量。以工作面运输顺槽2#皮带运输机某个转载点为例进行介绍，封闭除尘系统。该装置的主要系统包括封闭外壳、粉尘浓度检测系统、自动洒水除尘系统。自动洒水装置需满足开机开水，设施安装位置必须正确，出水畅通，流量满足，降尘效果好，喷雾洒水必须喷洒在落煤点上，各转载点和破碎机至少安装一套自动洒水装置，转载点落差大于0.5 m 时，必须安装导流槽。产尘点安设的封闭除尘系统设置了检测参数加权平均容许浓度（PC － TWA）。当 PC － TWA＜4 mg/m3 时，自动洒水除尘系统处于关闭状态；当 PC － TWA ≥ 4 mg/m3 时，自动洒水除尘系统自动开启进行降尘。该系统的应用实现主要产尘点的自动除尘，有效减少了主要产尘点的粉尘量。
        2.6转载点防尘
        掘进工作面中的打桩机卸杆槽、胶带输送机机头和刮板输送机机头等部位运行时都会产生粉尘。为了使这些部位的粉尘量减少，在每个部位都设置了转载喷雾，现在刮板输送机和胶带运输机的机头分别设置了防尘棚，这样能够使粉尘在固定区域内呈现局部扩散的状态，进而使粉尘得到有效控制，加大喷雾降尘效果，甚至消除这些部位所产生的粉尘。为了能够使运输系统中的水分得到有效控制，在胶带运输机运输过程中各个部位设置振动喷雾，当煤矸量处于一定范围时，与微振动喷雾感应器接触后，喷雾将自动进行洒水降尘工作。随着煤矸量的减少，喷雾系统将自动关闭。
        结束语
        随着煤炭行业的迅速发展，中国煤炭开采掘进工艺逐渐朝着高产化和集约化的方向发展。凭借综合掘进机速度和距离、单位产量等方面的不断优化，煤矿开采效率逐渐提高，煤矿作业量逐渐增大，随之而来的工作面粉尘量也逐渐增加，不仅影响了井下作业，同时也导致职业病发生率越来越高。对此，必须要在工作面做好防尘除尘工作。通过对防尘方法的了解，能够为掘进工作面综合防尘工作的顺利进行提供帮助，有利于改善煤矿工作面工作人员的作业环境，降低职业病发生率，提高工作人员的生活质量，对于煤矿企业的社会、经济及生态效益提升都有一定的促进作用。
参考文献：
[1]于泽.掘进巷道综合防尘技术措施[J].山东煤炭科技.2018,(7).        87-88,91.
[2]佟强,车玉龙,杨仁树,等.翟镇煤矿采煤面防尘智能化系统研究 [J].中国矿业.2012,(10).122-123.
[3]郭喜志.煤矿采煤生产中防尘综合技术研究[J].东方企业文化. 2013,(17).122-123.
[4]任建功.浅析掘进工作面综合防尘技术的实践［J］.当代化工研究，2019(5)：130-131.