一号煤矿综合防尘技术研究与实践
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摘 要：本文详细分析了一号煤矿矿井粉尘来源及其浓度情况，针对粉尘来源特点探索降尘技术及工艺，今年来引进先进的设备和技术，做到因地制宜，分源治理，对现代机械化矿井粉尘综合治理具有一定参考价值。彻底降低了井下各个工作地点的矿尘，达到了防尘最佳效果，为职工工作创造一个良好的工作环境，为矿井安全生产提供了有效保证。
关键词：粉尘 二次负压 风水联动 综合治理
中图分类号：TD714.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）11（c）-0032-02
陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿核定生产能力为600万t/a，开采煤层为2号煤层，开采方法为走向长壁式综合机械化采煤，全部垮落法管理顶板，回采巷道的掘进方式为综合机械化掘进。近几年随着采掘工作面机械化程度的进一步提高，矿尘的产生量也随之大大增加，严重影响井下空气质量和职工身体健康。另外，矿尘具有爆炸危险性。
1 矿尘来源及其浓度情况
想要治理矿尘就必须观察分析其来源，然后对症下药，做到有的放矢。通过从矿井煤炭生产、运输过程分析矿尘来源，并采用粉尘浓度测定仪进行测量统计，黄陵一号煤矿井下矿尘主要来源于以下几个方面。
1.1 采煤工作面
一号煤矿采煤工作面采用的采煤方法是走向长臂式一次采全高，全部垮落法管理顶板。采煤工作面通风方式为“U”型通风，工作面配风量为1000～1500m3/min。工作面生产时在采煤机割煤和移架的过程中产生大量的矿尘，采煤机自身喷雾系统不能有效降低采煤机割煤过程中产生的煤尘。工作面在生产时，采用粉尘浓度测定仪分点测量时，全尘浓度为50～80mg/m3，最高浓度超过100mg/m3，超过《煤矿安全规程》规定的10mg/m3。
1.2 掘进工作面
掘进工作面全部采用综掘机进行掘进，工作面采用局部通风机压入式通风，风量为500～800m3/min。在综掘机割煤过程中产生大量的煤尘和岩尘。采用粉尘浓度测定仪分点测量时，全煤巷道全尘浓度为70～130mg/m3，半煤岩巷道全尘浓度为120～260mg/m3。
1.3 系统
随着矿井开采范围的不断增加，运输系统越来越长，造成煤炭在运输过程中转载次数随之增加，煤炭从采煤工作面运输到地面的整个过程中也产生大量的矿尘，这些矿尘通过矿井通风系统又全部进入井下各个用风地点，严重影响井下空气质量。另一方面矿井运人系统为无轨胶轮车，胶轮车在井下行进过程中掀起巷道底板积尘，造成二次污染。一号煤矿系统产尘点分布不均，且点多面广，采用粉尘浓度测定仪选点测量时，巷道空气中全尘浓度达到6～46mg/m3。
2 综合防尘技术探索实践
通过认真分析矿井生产现状和主要产尘情况，根据矿尘来源和扬尘特点分别制定综合降尘措施。一方面引进先进的除尘工艺及技术，另一方面，自主创新，对矿井现有除尘设施进行优化改良，采取多种降尘措施相结合的方法实现粉尘综合治理。在实践过程中取得了良好的效果，有效降低了矿井各生产、运输系统环境的粉尘浓度，杜绝了粉尘超限现象，为井下职工创造了一个环境卫生整洁、空气质量清新的良好作业环境。
2.1 采煤工作面降尘措施
一是完善工作面支架架间喷雾，保证工作面在移架过程中架间喷雾同步进行，有效降低移架过程中产生的矿尘;二是在采煤机上加装负压二次降尘器，利用设置在工作面高压水泵、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高压管路输送到采煤机两端负压二次除尘装置上，除尘装置将供给的高压水转化成控制采煤机滚筒割煤除尘源向外扩散的气雾流屏障和局部含尘风流净化除尘系统，同时在喷射装置内部的射流后方形成负压区，将负压区内的含尘空气吸入喷吸装置再喷射出去，实现对采煤机滚筒割煤产尘的就地净化、阻止和减少粉尘向外扩散;三是在采煤工作面回风系统中建设集中消尘区，消尘区长度为50m，在其中安装全断面消尘喷雾5道，工作面生产期间全部开启，能够有效防止工作面粉尘进入回风系统;四是在皮带机头转载点安装封闭捕尘网，将转载点包裹在捕尘网内，并在捕尘网内安设两道高压喷雾;五是引进风水联动除尘装置，在煤机前后摇臂靠滚筒处各安装一组风水联动除尘装置，利用压风与供水的联动作用，提高喷嘴出水雾化效果，使之完全覆盖滚筒，在水箱内按一定比例加入抑尘剂，提高煤尘絮凝沉降效果，大幅提高煤尘源头治理的效果，改善回风顺槽空气质量。
采用多种降尘措施后，经分点测定，采煤机下风侧平均粉尘浓度降低72～80mg/m3，综合降尘效率为40%～55%。采煤工作面回风流平均粉尘浓度降低54～60mg/m3，综合降尘效率高达60%～70%。
2.2 掘进工作面降尘措施
针对掘进机在割煤过程中产生大量煤尘和岩尘，一是在综掘机上安装高压喷雾降尘装置，掘进机在作业时，开启本装置，正常掘进过程采用高压水射流，对准掘进机截割头喷射降尘，降尘效果显著，掘进过程中通过换向阀，切换为高密度细雾降尘，水雾迅速覆盖掘进全断面，可瞬间将大量矿尘在源头消灭;二是在综掘机上加装风水联动除尘装置，该系统雾化效果好且能够全面覆盖截割头，能有效降低割煤过程中的产尘量;三是在所有掘进工作面引进强力除尘风机，该风机额定处理风量可达420m3/min，总粉尘降尘效果可达60%，将该除尘风机安设在皮带机尾，并实现和皮带机尾一起前移;四是将掘进工作面后巷内每处水仓附近底板进行硬化，建设集中消尘区，并将开启喷雾后产生的积水引导至水仓，防止积水。
采用多种降尘措施后，经分点测定，全煤掘进工作面后巷回风流中粉尘浓度降低60～80mg/m3以上，综合降尘效率高达70%～78%。半煤岩掘进工作面后巷回风流中粉尘浓度降低40～55mg/m3，综合降尘效率为50%～60%。
2.3 煤炭运输系统降尘措施
一是在承担煤炭运输任务的胶带巷内每500m安装自动喷雾降尘系统，其控制原理为传感器感应到皮带上煤流时发出信号到主控箱，主控箱控制系统打开电动球阀，从而喷雾打开;当皮带上无煤流经过时，电动球阀自动关闭，从而停止喷雾，实现喷雾开关与皮带运输系统起停同步，有效降低煤炭运输过程中产生的矿尘。二是在主皮带巷与进风巷间所有联巷安装全封闭捕尘网，并在捕尘网上风侧安装一道全断面喷雾，将煤尘集中后进行消除，捕尘网可以有效防止胶带巷煤尘进入进风巷污染新鲜风流，能够有效提高井下用风地点的空气质量。三是在转载点安装全封闭捕尘网，并在捕尘网内安装两道高压喷雾进行封閉降尘。四是在胶带巷每处水仓附近建设集中消尘区，每处消尘区设集中消尘喷雾5道，生产期间全部开启，喷雾产生的积水通过地坪、水沟引导至水仓。
3 结语
由于煤矿生产过程产尘量大且较为分散造成矿尘治理难度大，所以矿尘防治必须根据井下实际条件分源治理，全程控制，采取消尘源、除积尘、防扬尘、降浮尘的综合治理方针，其中消尘源是根本。一号煤矿经过多年探索与实践，形成一套有效的综合防尘管理系统，彻底降低了井下各个工作地点的矿尘，达到了防尘最佳效果，为职工工作创造一个良好的工作环境，为矿井安全生产提供了有效保证。
参考文献
[1] 李满，徐海宏，舒新前.化学抑尘剂在抑制煤尘中的应用探讨[J].中国煤炭，2007（8）：46-47，50.
[2] 王桂明，张嘉勇，巩学敏.综放工作面综合防尘技术研究[J].煤炭技术，2006（11）：60-61.
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