工作面综合防尘措施设计王一太.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流工作面综合防尘措施设计王一太.精品文档.平顶山工业职业技术学院资源开发系重点建设专业优质项目设计采煤工作面综合防尘设计 主 编 王一太平职学院资源开发系矿井通风调研室出版社前 言本设计为了满足综采工作面的防尘，培养矿井通风安全专业高技能人才的需要，针对矿井防尘进行设计，并进行有关措施的制定，在老师与同学们的指导下进行反复研究形成。 一、综采工作面防尘的目的意义 综采工作面是矿井作业人员和机械设备高度集中的场所，也是矿井生产过程中的重要产尘点，尤其是综采作业的产尘量会更大。 工作面作业空间的矿尘，尤其浮游矿尘时刻威胁着作业区人员的身体健康，并影

2、响作业区的安全生产。因此做好采煤工作面综合防尘工作对于保护国家财产和人民群众生命安全有着重要的意义。 采煤工作面防尘的任务就是将采煤工作面及其回风流巷道的粉尘浓度降低到国家规定的劳动安全卫生条件标准以下。为井下工人的正常生产和呼吸创造良好的劳动环境。二综采工作面综合防尘措施编制的主要依据综采工作面的综合防尘措施编制的主要依据是煤矿安全规程、矿井综合防尘标准及检查评定办法、尘肺病防治条例、全国煤矿卫生工作条例、煤矿井下粉尘综合防治条例等有关规定。1、根据矿井概况特点，遵循了防尘措施基本的要求，以真实工作任务及工作过程中措施的可行性、效果等为依据整合设计内容。其组织形式是小节的传统方法。2.、根据

3、矿井工作面的基本资料和学习相关的综合防尘措施，培养学生具有防尘、除尘、矿尘管理等方面岗位技术应用和管理的职业综合素质能力，具有分析矿尘实际情况和解决矿尘实际问题的专业能力。3、把工作面的各个产尘点和解决方案相结合达到除尘降尘的目的。本设计由王一太任主编，郑光相老师及有关同学为本设计提出了许多宝贵的建议，在此表示诚挚的感谢。由于编者水平有限，在内容编排以及资料选取定有不周之处，设计中的疏漏之处在所难免，恳请各位读者予以批评指正。 编 者 2012年06月10日 目 录 第一章 煤矿防尘规定1第二章 采区基本情况2第三章 综采工作面综合防尘措施3 第一节 煤层注水防尘技术 3 第二节 风流净化水幕

4、5 第三节 采煤机喷雾降尘 .6 第四节 液压支架移架喷雾技术8 第五节 转载系统降尘技术10 第六节 破碎系统防尘技术11 第七节 冲尘除尘技术11 第八节 打眼防尘技术11 第九节 个体防护12 第十节 隔爆防尘技术13附图16参考文献17第一章 煤矿防尘规定 一、防尘设备的配备要求 1、地面建设的永久性水池其容量不得小于200m3，并设有备用水池，贮水量不得小于井下连续2小时的用水量。 2、防尘用水管路应铺设到所有能产生和沉积粉尘的地点，并且在需要用水冲洗和喷雾的巷道内，每隔100m或50m安设一个三通及阀门。 3、防尘用水系统中，必须安装过滤装置，保证水的清洁，水中悬浮物含量不得超过1

5、50mg/L，粒径不大于0.3mm，水的PH值应在69.5的范围内。 4、掘进工作面必须符合规程14条的规定：开凿井筒或掘进岩巷、半煤岩巷和煤巷时都必须采用湿式钻眼、刷洗井帮巷壁、采用水炮泥、放炮喷雾、装岩（煤）洒水和净化通风等综合防尘措施。 5、回采工作面采取煤层注水、水炮泥、喷雾、洒水或其它防尘措施。综合机械化采煤工作面必须采取煤层注水。 6、采煤机应安装有效的内外喷雾装置，无喷雾装置的采煤机、掘进机不得工作。生产矿井中，如果采煤机、掘进机不带有内喷雾装置，必须使用外喷雾装置；掘进机还必须采用除尘器。新生产的采煤机必须安装有效的内外喷雾装置；新生产的掘进机必须安装有效的外喷雾装置并配有除尘

6、器，否则不得出厂使用。 7、井下煤仓、溜煤眼、翻罐笼、运输机、装煤机和其它转载地点，都应进行喷雾洒水或设置除尘器。二、 一般技术管理 1、各矿测尘单位，必须根据本矿的生产清况配备足够数量的测尘人员，年产45万吨以下的矿井可配备2人，年产45-120万吨的矿井可配备4-6人，年产120-300万吨可配备6-8人,300万吨以上的矿井可配备8-10人。 2、对井下每个测尘点的粉尘浓度每月测定二次。 3、年产百万吨以上的矿井的每个工作面，每季度应进行一次全工班连续粉尘测定. 4、粉尘分散度每季测定一次。 5、粉尘中的游离二氧化硅含量每半年测定一次，煤层、岩层采掘工作面有变动时应及时进行游离二氧化硅测

7、定。 6、煤矿粉尘浓度测定结果按季度综合上报有关部门。第二章 采煤基本情况第一节 采区概况 一、采区范围和开采规模井田内煤层赋存稳定，井田可采储量约1.08亿吨，根据开采条件，煤炭供求状况，及规程规定，确定此矿井为矿井年产150万吨的大型矿井，采用立井多水平上下山开拓，服务年限为72年。采区布置见图（2-1-1）二、采煤工作面概况工作面标高-253m-294m，走向长度1050m，倾斜长150m，综采工作面日产量为1620吨/日，日进六刀，截深0.8米，“四六”制作业，二班工作，一班检修。通风方式为U型通风。支护形式为液压支柱支护。第二节 煤层条件一、煤层厚度、倾角、稳定性煤层赋存稳定，煤层倾

8、角10，煤层厚度2.5m。 煤的容重为1.4t/m，每层普氏厚度为11.5米。煤层的孔隙度为13%，相对瓦斯涌出量为1.7924m/t；绝对涌出量为4.95m/min。二、顶底板的物理力学性质顶板岩性：伪顶：无；砂质泥岩、深灰色，块状含植物化石，厚0.45.2米，基本顶：粉砂岩，灰色，薄层状，含细云母，厚1.17.4米。底板岩性：直接顶：泥岩呈深灰色，块状；含植物化石，厚0.66.5米。老底：砂质泥岩，灰色块状，含水量植物根部化石。三、煤尘的爆炸性煤层有自然发火危险，发火期为1618个月。煤尘具有有爆炸性。四、水源及供水系统工作面风巷和机巷分别布置为50供水管路，由副井口蓄水池静压供水。图2-

9、1-1采煤工作面巷道布置示意图第三章 综采工作面综合防尘措施 采煤工作面是井下产煤的主要场所。采煤的各项工序中都会产生大量的煤尘，特别是在机械截割、运输机械震动、工作面支护等多工序平行作业时产生的粉尘量会更大。因此对采煤工作面综合防尘意义更大。第一节 煤层注水防尘技术煤层注水是井下最有效、最积极主动的防尘措施，是采煤工作面最重要的防尘措施之一。在采煤之前预先在煤层中打若干个钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分，从而减少煤层开采过程中煤尘的产生量。一、注水减尘原理（1）消除煤体内的裂隙中原生煤尘尘源。（2）预防煤体在开采过程中所产生的次生尘源（浮尘）飞扬。（3）当注水后的煤体

10、因开采而破碎时，脆性破碎变为塑性变形，减少了煤尘的产生量。 二、煤层注水方式及其选择 长孔注水是一种先进的注水方式，钻孔能湿润较大的煤体，获得较长的注水时间，煤体湿润均匀，采注无干扰。结合本煤层的赋存条件，本设计选择长孔注水。 三、注水钻孔位置布置 根据采煤工作面煤体的赋存条件选择长孔注水，钻孔布置在采煤工作面前方的回风巷沿倾斜方向平行于煤层工作面。如下图所示： 四、注水工艺及参数确定见（表3-1-1） 表3-3-1 煤层注水工艺主要参数 参数名称 数据 钻孔直径/mm 55 钻孔长度/m 100 钻孔间距 /m 20 钻孔角度 （） 15 封孔深度/m 5 注水压力/kpa 2400 注水流

11、量 m3 /h.m 0.008 注水量/m3 315 注水时间/h 420 五、封孔方式(如图3-1-1示）图3-1-1 送泥器示意图1拉杆；2-接头；3套筒；4一垫圈；5-活塞；6-密封圈；7一螺栓第二节 风流净化水幕 煤矿安全规程规定，采煤工作面回风巷道应安设风流净化水幕。一、净化水幕的原理将微细水滴喷向产尘空间，使之与随风扩散的尘粒碰撞达到捕捉降尘。二、净化水幕的安设位置与要求1、采区入风流分叉口安设一道净化水幕，布置支流内侧2050m巷道内；2、采煤回风流须设两道净化水幕，安设在距工作面1020m回风巷内，敷设与巷道顶部或两帮的水管上间隔地安上数个喷雾器喷雾（如图3-2-1所示 ）。图

12、3-2-1巷道水幕示意图1水管；2喷雾器第三节 采煤机喷雾降尘 一、采煤机喷雾降尘参数确定 1、物流参数 表3-3-1 雾流参数表 雾流直径 20-50um 雾粒运动速度80-100m/s 雾粒密度 108-109粒/cm3 物理含水量 含水量越高越好 2、喷雾参数 表3-3-2 喷雾参数表喷雾压力 (1.0-2.0)106 pa喷雾流量 15-40L/t 二、采煤机内外喷雾 1、原理 采煤机分为内外喷雾两种，内喷雾通过采煤机切割机构上的喷嘴向割落的煤处直接喷雾 在矿尘生成的瞬间将其一致，外喷雾则用于补集空气中悬浮的矿尘。内喷雾方式的水由安装在滚筒上的喷嘴喷出；外喷雾方式的水由安装在截割部的箱

13、体上、摇臂上或挡板上的喷嘴喷出。在内外喷雾和冷却系统。是水进机组总水门后分成两路，一路不减压直接供内喷雾；另一路减压后分成两个支路：一支路经过电机和牵引部冷却器供外喷雾，二支路直接供外喷雾。 2、内喷雾送水方式内喷雾必须把压力水送到旋转的滚筒上，其送水方式：内部送水(从空心滚筒轴中送水)。把压力水送进喷嘴的送水方式：外铺管式(将水管焊在叶片非运煤的侧面上，通过水管送水)。如图3-3-1所示。图3-3-1采煤机的冷却与喷雾系统1电拉箱；2左截煤部；3牵引部；4冷却器；5中间箱；6电动机；7右截煤部；8接线箱；9压力表；10水分配器；1l过滤器；12开关阀 3、喷雾要求 内喷雾压力不得小于2MPa

14、，外喷雾压力不得小于1.5MPa，喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于4MPa。无水或喷雾装置损坏时必须停机。喷雾泵站的供水压力和供水流量必须满足喷雾要求，两者相匹配是取得良好的喷雾降尘效果的重要保证。滚筒采煤机喷雾冷却的水，基本上采用井下喷雾泵站供给的喷雾用水。喷雾泵站的主要设备是2台喷雾泵，1台使用，1台备用；配套设备是1台过滤器组。三、采煤机高压外喷雾降尘依据喷雾泵所在地点，选择机载液动泵供水高压外喷雾降尘技术。 1、原理将高压水泵安设在采煤机上，采用体积小、质量轻的三柱塞泵，利用采煤机调高或主牵引液压系统的高压油为动力驱动液压马达，带动水泵运行而实现的

15、一种降尘。 2、高压外喷雾的安装及喷雾示意图机载泵体较小，采煤机上应用时可安装在采煤机的面板下面，高压外喷雾系统如图3-3-2所示。图3-3-2 采煤机机载液动泵高压外喷雾系统示意图 3、喷雾要求外喷雾压力不得小于8.0MPa，喷雾系统应与采煤机联动，工作面的高压软管应有安全防护措施。高压软管的耐压强度应大于喷雾泵站额定压力的1.5倍。第四节 液压支架移架喷雾技术一、移架喷雾原理对液压支架移架和放煤口放煤的防尘主要是采取自动喷雾降尘方法，即利用个多功能自动控制阀并通过与支架液压系统(支架动作)的联动而实现支架移架和放煤喷雾的自动化。自动喷雾控制系统（如图3-4-1所示）。当操作前柱控制阀5进行

16、降柱时，高压液同时打开多功能自动控制阀1通向移架喷嘴组6的通水阀路而喷雾，移架时仍然通水喷雾；当升柱时，又同时关闭通水阀路而停止喷雾。这样就实现了支架降柱、移架时同步喷雾，升柱时自动停止喷雾的自动控制。当采煤机割煤时，可打开本架或下风侧邻架的手动压阀8向移架喷水组供水喷雾，净化扩散的含尘风流。图3-4-1 液压支架自动喷雾控制系统示意图l一多功能控制阀；2一四通闸阀；3一五通阀；4一尾梁液控阀；5一前柱液控阀；6一移架喷雾管；7一放煤喷雾管；8一手动阀； 二、液压支架的安装 液压支架移架喷雾的喷嘴，每架安设2个。放煤口放煤喷雾的喷嘴，每架安设4个，靠尾梁一侧安设2个；靠支架连杆一侧安设2个（如

17、图6所示）。三、液压支架自动喷雾降尘系统满足下列要求1、喷雾系统各部件的设置应有可靠的防治砸坏措施，并便于从工作面一侧进行安装和维护。 2、液压支架的的喷雾系统，应安设向相邻的支架之间喷雾的喷嘴；喷雾压力均不得小于1.5MPa。3、在静压供水的压力达不到喷雾要求时，必须设置喷雾泵站,其供水压力及流量必须与液压支架喷雾参数相匹配。第五节 转载系统降尘技术图3-5-1运输转载点喷嘴安设方式1供水管：2胶带；3喷嘴一、转载运输处喷雾降尘落煤经工作面溜子道运送到运输巷道中间，由于机械振动摩擦造成了煤的进一步破碎和飞扬。各个转载点，由于两台溜子或胶带运输机搭接之间有高差，所以碎煤和矿尘由上往下滚落，细微

18、矿尘风流吹起，产生局部煤尘飞扬。转载点煤尘飞扬的治理一般是定点喷雾，但有时效果不佳，主要原因是喷嘴安设角度不对，或喷嘴数量不足，喷水量满足不了灭尘的要求。因此，如图3-5-1所示成三星形设三个喷嘴，实现密封尘源式喷雾。二、安设地点 1、刮板运输机与转载机头之间需安设喷雾系统装置。 2、运输机与运输胶带之间需安设喷雾系统装置。 3、运输胶带与皮带山上的溜煤处需安设喷雾系统装置。三、转载的防尘要求 1、转载点落差宜小于或等于0.5m，若超过0.5m,则必须安装溜槽或导向板。 2、各转载点应实施喷雾降尘。 3、在装煤点下风侧20m内，必须设置一道净化水幕。 4、应设专人负责管理喷雾除尘设施。第六节

19、破碎系统防尘技术一、破碎装置地点的防尘原理破碎机对大体积煤块破碎时产生的煤尘进行喷雾降尘。二、布置要求及安装破碎机必须安装防尘罩和喷雾装置，对破碎机进行封闭式喷雾降尘。第七节 冲尘除尘技术一、原理及时对沉积在巷道内的煤尘进行冲洗，使之达到降尘效果。二、要求采取水冲洗的方法、冲洗周期应根据煤尘的沉积强度及煤尘爆炸下限浓度确定，在距尘源30m范围内，沉积强度大的地点，每班或每日冲洗一次，距离尘源较远或沉积强度小的巷道，可几天或一天冲洗一次；工作面巷道必须定期清扫或冲洗煤尘，并清除堆积浮煤。第八节 打眼防尘技术一、原理在凿（煤）岩过程中，将压力水通过凿岩机、钻杆送入并充满孔底，以湿润、冲洗和排出产生

20、的矿尘。如图8所示，在风钻2中心安一根水针，水针前端插人钎杆1尾部中心孔内，后端与风钻机柄进水接头相连。二、要求及注意事项（1）湿式钻眼作业，供水压力为0.2MPa1.0MPa，耗水量为5L/min6L/min，使排出的煤粉呈糊状。（2）防止钻眼岩浆雾化产尘。岩浆雾化产尘是指废压气同从炮眼中流出的岩浆相互作用时在水束表面会形成气泡，而当气泡破裂时，附着在气泡上的微细颗粒即解脱出来并悬浮于空气中。（3）要确保供水水质。（4）为进一步提高对微尘的捕获能力，应在供水中添加湿润剂，以提高捕尘效率。第九节 个体防护个体防护是指通过佩戴各种防护面具以减少吸入人体矿尘的最后一道措施。因为井下各生产环节虽然采

21、取了一系列防尘措施，但仍会有少量微细矿尘悬浮于空气中，甚至个别地点不能达到卫生标准，因此个体防护是防止矿尘对人体伤害的最后一道关卡。个体防护的用具主要采用防尘口罩，其目的是使佩戴者能呼吸净化后的清洁空气而不影响正常工作。一、防尘口罩矿井要求所有接触矿尘作业人员必须佩戴防尘口罩，用的防尘口罩种防尘口罩的阻尘效果和适应条件见表3-9-1。 表3-9 -1 防尘口罩阻尘率及适应范围口罩名称阻尘率/适用工种矿尘环境SiO2含量/矿尘浓度/（mg/m3）自吸过滤防尘口罩 99装车、看溜子工、翻罐笼工、测尘工、防尘工作、瓦检员等10102001000959010104020085101010070二、防尘

22、口罩的基本要求阻尘率高，呼吸阻力和有害空间小，佩戴舒适，不妨碍视野。第十节 隔爆防尘技术 一、隔爆原理 煤矿井下一旦发生煤尘爆炸，如何将它限制在较小的范围内，阻止其继续传播与发展，常用的技术上比较成熟的措施便是在巷道中撒布岩粉和设置隔爆棚。隔爆棚有被动式隔爆棚装置和自动式隔爆棚装置。自动式隔爆装置装置本身具有喷洒消焰剂的动力，喷洒机构的动作不受爆风压大小的制约，它能将消焰剂强行送到火焰焰面上把爆炸火焰扑灭。被动式隔爆棚装置，如水槽棚和岩粉棚棚子的本身没有扩散消焰剂动力，隔爆棚的动作完全依赖于爆风压的冲击作用将棚掀翻或击碎，并把棚中的消焰剂扩散成雾状来扑灭火焰。被动式隔爆棚装置是目前矿井广泛使用

23、的隔爆装置。本矿井采用水槽棚防爆措施。 水槽棚的工作原理是：当发生爆炸事故时，火焰前的冲击波将水槽中的水震出分散，水弥漫于巷道中，火焰到达时其吸收大量热能，使火焰的温度迅速下降直至熄灭。 二、设置地点 隔爆棚设置在矿井的两翼连接相邻采区和煤层的巷道中。采区运输巷和回风巷内设置的隔爆棚距可能发生煤尘爆炸的地点不得小于60m，也不能大于300m。这是因为距离太近，火焰与冲击波同时到达，隔爆棚来不及发挥作用；距离太远，则限制灾害扩大范围的意义何在。水槽棚的安装方式与其在工作面设计安装的示意图如下图3-10-1，图10所示。图3-10-1 水棚设置a悬挂式；b放置式；c混合式3. 隔爆棚的设计与要求

24、表3-10-1 隔爆棚设计参数隔爆棚的设计要求隔爆棚的型式集中辅助式水带棚水棚的用水量1800L 棚的设置位置直线段巷道与巷道交叉口转弯处的距离保持5075m:；与风门距离须大于25m第一排集中水棚与工作面的距离须保持60200m设辅助隔爆棚的巷道应多设多组水棚，每组间距不大于200m 水棚的排距1.23.0m 棚区长度不小于20m水棚的安装 安装方式悬挂式 排棚的水袋个数4个水袋的迎风断面宽度0.42m水袋规格40L水棚排数12四、水棚的管理（1）要经常保持水袋的良好和规定的水量。（2）每半月检查一次。（3）水内混入5%的煤尘时应换水（水中的煤尘不能超5）。 附图1综采工作面降尘措施布置图参考文献1 常海龙等.矿尘防治.北京：煤炭工业出版社，20072 叶钟元编著.矿尘防治.徐州：中国矿业大学出版社，19893 国家煤矿安全监察局.北京：煤炭工业出版社，20064 王显政等.煤矿安全新技术. 北京：煤炭工业出版社，20025 赵益芳等.矿井防尘理论及技术. 北京：煤炭工业出版社，19936 王绍进等.矿井防尘工. 北京：煤炭工业出版社，20047 贺民成等.矿井测尘工. 北京：煤炭工业出版社，20048 浑宝炬等.矿井通风与除尘.北京：冶金工业出版社.20079 平煤集团公司.“一通三防”管理制度汇编.2001