机掘工作面综合防尘技术研究与应用

科技信息　。矿业论坛ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２０１３年第１３期　机掘工作面综合防尘技术研究与应用　梁孟浪　（冀中能源股份有限公司邢东矿，河北邢台０５４０００）　【摘要】本文从转载点喷雾、掘进机内外喷雾、水炮弹、除尘器四个方面阐述了在机掘工作面所采用的综合防尘技术．在实际生产中应用　后。煤尘得到了有效的控制．达到了理想的防尘效果　Ｉ关键词】机掘工作面；综合防尘技术；煤尘；防尘效果　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｔｏｍｉｚｅｄ，Ｓｈｕｉ　Ｐａｏｄａｎ，ｔｈｅ　ｄｕｓｔ　ｒｅｍｏｖｅｒ　ｆｏｕｒ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｔｏ　ｅｌａｂｏｒａｔｅ　ｆｒｏｍ　ａ　ｒｅｐｒｉｎｔ　ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｂｏｒｉｎｇ　ｒｎａ．　ｃｈｉｎｅ　ｉｎｓｉｄｅ　ａｎｄ　ｏｕｔｓｉｄｅ　ｄｕｇ　ｔｈｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｄｕｓｔｐｒｏｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｕｓｅｄ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ　ｐｒｏｄｕｃ．　ｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｄｕｓｔ　ｗａｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｈａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｔｈｅ　ｉｄｅａｌ　ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ　ｄｕｓｔｐｒｏｏｆ　ｅｆｆｅｃｔ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓｌＴｈｅ　ｍｆ￣ｎｅ　ｄｉｇｓ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅ；Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｄｕｓｔｐｒｏｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｃｏａｌ　ｄｕｓｔ；Ｄｕｓｔｐｒｏｏｆ　ｅｆｆｅｃｔ　煤尘是煤矿安全生产六大灾害之一．高浓度的煤尘不仅会带来引　起煤尘爆炸的危险．而且会使长期在有煤尘影响下工作的工人患上尘　肺病，给职工生命安全和身心健康带来巨大危害．进而给企业和国家　造成巨大的经济损失。　１机掘工作面简介　１２２５工作面为矿井一水平二采区的第五个工作面．主采２＃煤　煤层结构简单，厚度稳定（构造影响除外），煤层厚度４．２３～４．７７ｍ，平均　厚度４．５ｍ，煤层倾角４～１４ｏ。煤层平均倾角９ｏ。２＃煤为深黑色，玻璃光　泽，块状构造，节理发育，参差状断Ｅ１．主要由亮煤组成，并夹有镜煤暗　煤条带，属半光亮型煤，具有三低一高之特点，即灰份低，磷份低，硫份　低．发热量高等特点，其煤种为气肥煤类。１２２５掘进工作面掘进时巷　道的绝对瓦斯涌出量０．４１ｍＳ／ｍｉｎ．相对瓦斯涌出量１．５ｍ３／ｔ・ｄ。２００８年　经煤炭科学总院重庆分院鉴定煤层自然发火期３－６个月　煤尘具有爆　炸危险性．煤尘爆炸指数３６．５８％。　２综合防尘技术　２．１各转载点喷雾降尘　喷雾降尘是利用高压水形成的雾化水幕将尘源处形成的煤尘拦　截．使其形成较大的尘粒，在重力的作用下快速降落，以此来减少单位　时间空间范围内的煤尘浓度　因此．在各个转载点都安装了带有喷雾嘴的降尘喷雾．以此来降　低各个转载点处的煤尘浓度。　２．２掘进机内外喷雾降尘　掘进机在切割出煤过程中会产生较大范围的煤尘，因此，要想有　效控制煤尘。必须在尘源处（切割头与煤层接触处）对其进行控制。　１９＃直通　（１）　水炮弹组件　外来水经掘进机冷却器后导出的一组水．压力不小于２．５ＭＰａ　切割头　外喷雾水源同样来自冷却器．外喷雾压力不小于２．５ＭＰａ　所有喷雾进　水在进入水泵及冷却器之前都经过掘进机自身的过滤装置进行过滤．　因此不会出现堵塞喷嘴的现象　２Ｉ３水炮弹喷雾降尘　由于掘进机内外喷雾的喷雾控制范围较小．达不到尘源的全断面　覆盖，因此，考虑采用一种辅助喷雾设施．使其能达到尘源的全面覆　盖，基于上述要求，自行研制了一种喷雾系统（命名为水炮弹）来解决　上述问题。水炮弹的工作原理是：利用高压风将水充分雾化．全断面覆　盖尘源．雾化水与煤尘凝结成较大颗粒后使煤尘快速降落．以此来减　少尘源处的煤尘　水炮弹如图１所示　使用座架将水炮弹（２组，并排布置）固定在掘进机转盘上距离炮　头３ｍ的距离．采用￣ｏｌＯｍｍ高压水管及阀门与水炮弹１０＃直通处相　连接．并采用ｑ；１９ｍｍ高压风管及阀门与水炮弹１９＃直通处相连接．控　制风水阀门出口压力来调整所需喷雾面积的大小．以此来控制炮头处　产生的煤尘。水炮弹的喷雾压力较大，喷雾控制范围较广，水量、水压、　喷雾面积等都可调节．使用方便　２．４使用除尘器降尘　虽然利用水炮弹配合掘进机内外喷雾将尘源进行了全断面覆盖，　但也不能清除所有的煤尘．这就需要进行尘源的二次除尘，二次除尘　采用除尘器进行除尘　除尘器采用振弦式除尘器．其工作原理是：含尘空气经风机动力　吸（压）入除尘器，通过内部设置的振弦过滤板时，在来流方向上设置　的水喷雾器向振弦过滤板上喷雾．附有水幕的纤维能使粉尘湿润增　重、凝并或滞留。同时由于通过的含尘气体使纤维在气流冲击下产生　振动．强化了水雾雾粒与含尘气体中粉尘的冲突．提高了对微细粉尘　的捕获率．振动也提高了振弦过　滤板自身纤维的自净能力　由于水喷雾器不断向振弦　过滤板喷雾．经过振弦过滤板的　含尘气体变成含有水雾与湿润　粉尘粒子和粉尘团的混合物．部　分尘粒或尘团被捕获．因水幕的　加厚或其自重而随水流下降，同　时自洁清洗振弦过滤板上的积　尘：其余粉尘及微粒经水幕碰撞　变成湿润的粉尘、尘团进入脱水　装置分离．污水从排污口排出或　进入循环过滤水箱重新经喷雾　泵站循环使用．净化后的空气从　排风Ｅｌ排出　除尘器采用支架将其固定　１９＃直通　在掘进机上．掘进出煤时，将迎　头正压风筒撤回一节．保证正压　风筒末端与巷道掘进迎头的距　离在８－１２ｍ之间．将除尘器骨　架风筒在掘进机上移至与正压　风筒相对的另一端．固定在掘进机转盘上与巷道掘进迎头的距离保持　在３ｍ左右。较合理的控制正压风筒出风口与巷道迎头及骨架风筒的　相对位置，不仅能保证尘源处产生的煤尘不被正压风吹走，而且能使　除尘器发挥其最大的除尘优势，达到最佳的除尘效（下转第４０６页）　水炮弹　图１　具体采用掘进机自带的内外喷雾进行控制．掘进机采用石家庄煤　矿机械有限责任公司生产的ＥＢＺ一１６０掘进机．掘进机内喷雾是由一　个液压马达带动一台水泵运转进行高压内喷雾，压力为３ＭＰａ。掘进机　刮板机和桥式皮带运输机机尾处都安装有喷雾装置．其喷雾水源是由　２０１３年第１３期　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　Ｏ矿业论坛。　科技信息　副巷进行工业实验．实验段观测总长度为１００ｍ。　护方案的１／２左右．且有底锚支护段巷道变形上基本上趋于稳定。　５结论　针对矿山深井巷道底鼓发生的机理．目前尚无统一明确的力学机　理理论作为生产实践依据的问题．通过资料收集与分析．并利用数值　模拟方法．模拟了千米深井巷道开挖前后和支护前后底鼓发展情况。　通过理论分析计算和数值模拟得出以下结论：　５．１东海煤矿左十二副巷受上部采空区引起的应力集中影响，巷道　产生严重底鼓．其底鼓产生的主要因素是高地应力。巷道底板岩石在　两帮垂直压力及其引起的水平应力共同作用下发生剪胀、扩容、滑移　而向巷道内变形　５．２模拟结果表明．底板锚杆能够有效控制巷道底板变形．可以在生　产实践中进行应用　５－３在东海煤矿进行的现场实验证明底板锚杆对控制回采巷道底板　变形起到了很好的效果．而且其施工工艺简单．成本低，与其它支护方　法相比更容易被现场所接受　底锚支护工艺、设备与顶锚和帮锚相比还存在一定的不足．其设　备体积大．重量大，搬运不灵活，施工速度慢，这些问题有待进一步解　决，以提高底锚的应用范围。ｌ　【参考文献】　［１］钱鸣高，刘听成．矿山压力及其控制【ＭＪ．煤炭工业出版社．　图２巷道断面及锚杆锚索布置图　［２］崔亮，张超，马念杰．基于沉积分析的围岩稳定性区域预测技术ｌ　ＪＩｌ煤炭科学　技术，２０１１（１０）：８—１０．　通过现场实际观测数据看出有巷道底锚和无底锚时，巷道初期顶　［３］王应起，陈勇，郑有雷．深部开采矿井矿压异常显现研究ｌＪＪ＿煤炭科学技术，　底板和两帮移进量基本相同。但随着工作面回采时间的推移，无巷道　２０１１（６）：１５—１７．　底锚部分巷道围岩变形量大于底板有锚杆支护方案的巷道围岩变形　量。至观测截止日期新支护方案的巷道顶底板及两帮移近量仅为原支　［责任编辑：曹明明］　（上接第３８０页）４）在微表处施工过程中遇到的横向、纵向接缝　路养护中作用发挥到最佳成效。　要采用恰当的方式进行接缝处理，保证质量和美观。　３结语　【参考文献】　［１］蒋国良级配和成型方法对沥青混合料性能的影响［Ｊ］．公路，２００２（０６）．　微表处技术作为一种功能完善的路面养护技术．适用于路面损害　［２］张喜超．漯平高速公路车辙原因分析和处理措施［Ｊ１＿科技信息：科学教研，２００７　度较轻的沥青路面，并且是一种成本小，效果好的预防性养护措施；在　ｆ１　６１．　微表处的施工混合料中，集料占总重量的９０％以上，所以对于原材料　的质量控制应该是重中之重．严格把握．力求将微表处技术在高速公　［责任编辑：杨扬］　（上接第４０３页）率。除尘器的优点是能随着掘进机移动而同时向前移　３使用效果　动．切割出煤时只要将骨架风筒在转盘上固定即可．而不出煤时将骨　架风简撤回移至除尘器旁边即可，不占用多余的空间，操作十分方便。　使用掘进机内外喷雾配合水炮弹进行尘源的初次除尘．之后利用　除尘器对其进行二次除尘．之　后利用各个转载点进行转载点　除尘．除尘效果比较明显．将煤　尘浓度降到１０ｍｇ／ｍ　以下．达　到了规程规定的标准。　鲁畿竟气　４结语　采用了目前几种常用的防　尘方法．通过其自身的优缺点　相互补充．掘进机内外喷雾配　合自行研制的水炮弹对除尘点　根源进行降尘．未降掉的部分　煤尘利用振弦式除尘风机进　行进一步吸尘、降尘，对各个　转载点采用喷雾雾化降尘．综　合采用这几种方法合理控制　１　擞■　２瓤ｒ带黯■抽ｌｌＩ式■・　—■囊风枫　尘源处出尘．在本掘进工作面　图２　应用．达到了理想的预期效　果．对其他机掘工作面防尘工　作有较大的指导意义．值得使　尘尘效效率达到篓　除　～９０　　．９器８％　慧　呼吸性粉尘除尘效率达到６：５　’％以上。嚣如图所　…”　尘２　用和推广。…　。　示。　［责任编辑：周娜］