薄煤层开采科技档案综合防尘系统的应用

薄煤层开采科技档案综合防尘系统的应用

赵鹏

新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿

摘要：翟镇煤矿生产的15煤层，煤厚1.4-1.6米，在开采过程中，明确了如何做好防尘治理等工作方案，提出防尘技术的改进，提高了降尘效果。

关键词：薄煤层、联动喷雾、智能化自动喷雾、捕尘网等。

翟镇煤矿所采15煤层具有煤尘爆炸性，煤尘爆炸指数达到43.5%，生产过程中，使用好各类控尘技术，减少一次性产尘源，提高作业地点的环境。

一、综掘工作面除尘技术

目前，国内大多数矿井综掘工作面使用的除尘设备，一般为综掘机内外喷雾加除尘风机，降尘效果较差，一是综掘机内外喷雾喷头易堵塞，紧靠综掘机的外喷，不能覆盖整个工作面迎头。二是使用的除尘风机功率小，产生的粉尘多，不能全部吸入除尘风机，针对此项工作，我们大量查找资料，与兄弟单位进行对标学习、借鉴，采取现场盯班等方式，查找制约除尘效果因素，提出了以下全方位除尘的技术。

1.长压短抽除尘：综掘工作面采用“长压短抽”式除尘方式，配合附壁风筒的使用，降尘明细提高。综掘机截割期间除尘风筒吸风口距离迎头不大于4m，吸风量与迎头风量相匹配。附壁风筒距离迎头12～25m，除尘风机排风口超前附壁风筒出风口不小于6m，使附壁风筒出风口、迎头正压风筒出风口风量满足要求。每天必须对除尘风机、除尘箱进行检查、清洗，并做好记录。

2.高压喷雾泵：综掘工作面宜使用高压喷雾装置，高压喷雾泵额定工作压力大于8MPa，流量20～30L/min。高压喷雾泵能根据需要前移或随掘进机移动，实现与掘进机联动。高压喷嘴布置在掘进机截割头两侧位置，随掘进机截割头移动而移动，距截割头2.5～4m，雾流能覆盖整个掘进机截割头。

3.捕尘网：全风压风流混合处以里100m内应安设1道捕尘网，并在捕尘网上风侧安设自动控制净化水幕，喷嘴出水方向正对捕尘网，喷雾压力要调整适当，将水雾均匀喷到网上。捕尘网前后4m范围内巷道底板应进行硬化，采取集水疏排措施。

捕尘网应选用细钢丝网或纱网，不燃材料搭建框架。具体尺寸根据巷道的实际情况而定，捕尘网紧贴巷道顶帮，纱网边要封严不留缝隙，覆盖全断面，纱网安装在朝向工作面一侧，及时巡查维护，保证捕尘网完好不变形。捕尘网通车、行人门扇朝向上风侧开启，能自动关闭。人、车通过时水幕自动停止喷雾，通过后自动开启。

4.净化水幕：工作面净化水幕安装在距巷道顶板不大于200mm位置，附近无电气设备、无其他物料。水幕形状应与巷道顶板形状保持一致。水幕的喷头间隔必须均匀，间距以400mm～600mm；拱形水幕喷头呈扇形布置，喷雾头安装角度为俯角不大于20°，覆盖巷道全断面。水幕两端和中间部位固定牢固，阀门安装在水幕的上风侧，方便开启。

5.智能自动喷雾：采煤工作面、转载机、采区回风巷等安装粉尘降尘喷雾装置，实现人过车过停喷、就地控制、远程控制，降尘装置关联安全监控系统粉尘浓度传感器，当浓度超过报警值时，自动控制喷雾开启，PM2.5凝结除尘型通过精密过滤将水气进行特殊处理供给PM2.5凝结除尘总成，水和压缩气体在总成内部混合，产生1-10微米的水滴颗粒。大量大密度的水滴颗粒可以瞬间将相对密闭或半密闭空间中的空气达到过饱和状态，需要清除的粉尘将作为凝结核来结合更多的2.5um左右颗粒度的水滴，在凝结过程中，粉尘变成了凝结核心作用的固态、液态和气态的气溶胶质粒。粉尘形成的气溶胶质粒会使得雾化水颗粒在其表面凝结成水，在此基础上，越聚越多便形成较大的水滴颗粒，由于重力作用会沉降一部分，同时由于水滴的吸附、浸润作用，会牢牢的附着在大块的物料上，达到极强的降尘作用。该系统耗水量小，物料湿度增加重量比0.02%--0.05%，物料无热值损失，无二次污染。 

使用效果：

通过以上控尘设施的使用及改进，综掘工作面的降尘效果得到很大的提高，降尘率达到92.8%，同时，改善了空气质量，为职工创造良好的工作环境。

二、综掘工作面除尘技术

通过调研，大多数矿井综采工作面使用的除尘设备，一般为采煤机内外喷雾加各类净化水幕，降尘效果较差，一是采煤机内外喷雾喷头易堵塞，紧靠采煤的外喷，不能覆盖整个滚筒。二是净化水幕不能满足采煤机处的粉尘治理，产生的粉尘多，治理较困难，针对此项工作，我们与兄弟单位进行对标学习、借鉴，采取现场盯班等方式，查找制约除尘效果因素，提出了以下除尘的技术。

1.实施长壁煤层注水：采煤工作面两巷分别装备1台煤层注水泵，额定工作压力大于12MPa，流量不小于40L/min。单向钻孔长度应比采煤工作面长度短20～40m,双向钻孔长度比1/2工作面长度短5-8m，钻孔间距为10～25m，孔径50～90mm。

2.动压注水和静压补水。动压注水时泵工作压力8～16MPa,单孔注水流量为0.3-2.Om

3/h；动压注水结束后，采用静压补水，静压补水时压力2.0～4.0MPa。每个注水钻孔安设流量表和压力表，当注水达到设计要求或钻孔周围煤壁渗水时，可结束或暂停对该钻孔或该组钻孔的注水，静压注水孔距离工作面20m内不再注水。

3.使用高压喷雾泵：采煤工作面必须安装两台喷雾泵，一台使用，一台备用，其供水压力和流量必须与喷雾参数相匹配，额定工作压力大于8MPa，流量不小于200L/min。高压喷雾泵实现与采煤机联动，高压喷嘴应布置在采煤机上并随采煤机滚筒的移动而移动，雾流能覆盖整个采煤机滚筒。喷雾泵供水水箱内应设置水质过滤装置，过滤网应大于60目，水箱应设置有超高水位自动断水和超低水位自动断电保护装置。

4.采煤机内外喷雾：采煤机必须安装内、外喷雾装置。内喷雾工作压力不得小于2MPa，外喷雾工作压力不得小于4MPa。无水或者喷雾装置不能正常使用时必须停机。

5.移降架自动喷雾：自行研制了一家将自动喷雾，将支架的升降液压管路连接至喷雾软管上，来实现支架升降、移动时同步喷雾开启，降低顶板冒落的粉尘。同时喷雾安设在支架顶部的顺槽内，减少采煤机上下移动时，碰坏喷雾。

6.捕尘网：全风压风流混合处以里100m内应安设1道捕尘网，并在捕尘网上风侧安设自动控制净化水幕，喷嘴出水方向正对捕尘网，喷雾压力要调整适当，将水雾均匀喷到网上。捕尘网前后4m范围内巷道底板应进行硬化，采取集水疏排措施。

捕尘网应选用细钢丝网或纱网，不燃材料搭建框架。具体尺寸根据巷道的实际情况而定，捕尘网紧贴巷道顶帮，纱网边要封严不留缝隙，覆盖全断面，纱网安装在朝向工作面一侧，及时巡查维护，保证捕尘网完好不变形。捕尘网通车、行人门扇朝向上风侧开启，能自动关闭。人、车通过时水幕自动停止喷雾，通过后自动开启。

7.净化水幕：工作面上下巷各安设净化水幕两道，安装在距巷道顶板不大于200mm位置，附近无电气设备、无其他物料。水幕形状应与巷道顶板形状保持一致。水幕的喷头间隔必须均匀，间距以400mm～600mm；覆盖巷道全断面。水幕两端和中间部位固定牢固，阀门安装在水幕的上风侧，方便开启。

8.转载点喷雾：井下煤仓(溜煤眼)、各皮带转载点和卸载点等地点，安设使用了封闭式自动喷雾装置，作业时进行喷雾降尘。转载点落差若超过0.5m，安装了溜槽或导向板。

使用效果：

通过以上控尘设施的使用及改进，采煤工作面的降尘效果得到很大的提高，降尘率达到85%，同时，改善了空气质量，为职工创造良好的工作环境。

结论：通过以上综合防尘系统的应用，从设计源头抓起，打造“一次成巷、一次标准”的目标，减少降尘设施、设备的重复整治、更换，减少了费用的投入。同时改善了作业环境，减少了一次性产尘源，生产过程中粉尘浓度大大降低，使矿井的综合防尘走向自动化、智能化、常态化运行。

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