综放工作面防尘技术的应用.doc

综放工作面防尘技术的应用山西潞安集团司马煤业有限公司位于山西省长治市西南部，距离市区11公里，是山西潞安集团的一个新建矿井。司马矿井设计生产能力150万吨/年，井田面积29.494km2，可采储量96.56Mt，服务年限50年，煤质为易选的瘦煤、贫瘦煤，是国内外市场紧缺的优质炼焦配煤和优质动力用煤，公司现采3#煤层，煤尘经鉴定具有爆炸性。采煤工作面采用综合机械化低位放顶煤回采工艺。在矿井使用高产高效技术生产的同时，采煤工作面高浓度煤尘对作业人员的身体健康和煤矿安全生产造成了严重的威胁。矿井煤尘的危害性主要表现在引起工人患尘肺病、发生煤尘爆炸事故、影响作业安全和危害矿区周围的生态环境等多方面。其中采煤工作面产生的浮游煤尘量占矿井浮游煤尘总量的4580，因此采煤工作面的防尘工作更是重中之重。综放工作面有三个主要尘源：一是采煤机割煤时产生大量煤尘，二是液压支架的降柱、移架和放顶产生很多煤尘，三是运输过程中产生的煤尘。针对这些尘源，我公司对1106综放工作面应采取了如下综合防尘措施进行治理：一、煤层预注水湿润煤体防尘技术回采前预先注水湿润煤体，是采煤工作面防尘的基础，是降低煤层开采时煤尘产生量最有效的方法，是实现预防为主、本质治理煤尘的有效途径。煤层注水是将水注入即将回采的煤层中，使之沿着煤的裂隙包围被分割的煤体，并借助于在煤的孔隙中形成的毛细管压力及水的重力作用向煤体内部渗透，增加煤层水分，湿润煤体以及煤体裂隙中的原生煤尘，在煤体破碎时减少煤尘的生成和飞扬。煤层注水防尘就是通过提高煤的水分含量，达到降低煤体产尘能力的目的。我公司近几年一直采用采煤工作面预注水方法进行降尘，为保证煤层注水工作不影响工作面的正常回采和煤层注水的效果，选择长钻孔煤层注水方法进行工作面注水。在工作面风巷和运巷靠煤墙分别打平行于工作面且超前工作面50m的双向注水钻孔。依据封孔器的尺寸大小和钻机的主要技术参数钻孔直径定为42mm。钻孔长度的选择应考虑煤层透水性、工作面长度、钻机性能等因素，双向布置钻孔时，钻孔长度应按公式计算：Lk=Lg/2M式中Lk为钻孔长度（m），Lg为工作面长度（m），M为与煤层透水性等有关的系数，取15m。根据煤层透水性、煤层厚度、钻孔布置方式以及实际经验确定钻孔间距为20 m。钻孔角度与煤层倾角一致，应使钻孔始终保持在煤层内，考虑钻孔下沉，钻孔选在距底板1.5m以上处开口。注水时，每次风运巷两个钻孔同时注水，由风运两巷静压三通阀门处接出水管，然后在每个孔的注水管路上接流量表、压力表，最后再接封孔器进水口，水由封孔器出水口流入钻孔（注水压力控制在1.6Mpa左右效果较好）。为使煤层达到充分湿润，注水流量选择1.2m3/h，计时注水，直到煤壁挂汗或根据压力、流量变化情况判断可停注为止。经实践证明，煤层注水降尘率可达6070%。二、机组喷雾降尘机组喷雾系统分为内喷雾和外喷雾两种喷雾方式。内喷雾的喷嘴安在滚筒上，外喷雾的喷嘴安装在截割部箱体和摇臂上。机组喷雾用水采用井下喷雾泵站供水。机组喷嘴喷雾压力要达到2.0Mpa8.0Mpa，喷雾的有效射程要大于等于2.0m，雾流的雾化粒度要小于等于150m。机组喷雾利用喷嘴把压力水高度扩散，使其雾化，形成水幕，将煤尘拦截、凝结并使其沉降，并具有冲淡瓦斯、冷却截齿、湿润煤体和防止截割火花等作用。三、采煤机负压二次降尘采煤机割煤和装煤会产生大量的煤尘，再加上产尘点处在工作面的主风流中，煤尘极易扩散，不仅严重恶化作业环境，而且损害作业人员的身心健康。采煤机上使用的防尘措施主要是内、外喷雾，虽然喷雾水采用的是井下喷雾泵站供水，但是常常出现喷雾泵流量不足、喷雾泵压力不高等问题，再加上采煤机割煤时内、外喷雾喷嘴容易堵塞，喷雾效果极不理想，很难达到割煤时控制煤尘扩散的效果。由于现场条件下，采煤机的内、外喷雾系统无法进行大的改造，因此为了改善作业人员的作业环境，减小煤尘对作业人员身心健康的损害，我们决定在1106工作面采煤机上加装负压二次降尘器。采煤机负压二次降尘器主要由高压水泵、供水自动控制水箱、负压二次降尘装置及高压管路等组成。采煤机负压二次降尘器，利用设置在工作面运巷由高压水泵、供水自动控制水箱组成的高压泵站，将低压水转化成高压水并通过沿运巷至工作面敷设的高压管路输送到布置在采煤机两端头上的负压二次降尘装置；负压二次降尘装置将供给的高压水，转化成控制采煤机滚筒割煤产尘源向外扩散的汽雾屏障和局部含尘风流净化除尘系统，实现对采煤机割煤产尘的就地净化、阻止和减少煤尘向外扩散。1106作面的采煤机装上负压二次降尘器后，运行状况良好，具有较好的降尘效果，工作面粉尘浓度大幅度降低，明显改善了采煤工作面的作业环境，减小了煤尘对作业人员身心健康的危害。4