綜采工作面綜合防塵技術(shù)在邢東礦的應(yīng)用

摘要：煤礦工作面煤塵的危害是嚴(yán)重威脅煤礦職工安全生命的主要因素之一。本文通過(guò)對(duì)邢東礦多年來(lái)從煤層注水、采煤機(jī)與液壓支架綜合防塵、各轉(zhuǎn)載點(diǎn)自動(dòng)噴霧降塵等方面工作的闡述，請(qǐng)廣大同行一起探討研究。

關(guān)鍵詞：綜合防塵 矽肺病 噴霧注水

1 概述

綜采工作面煤塵危害會(huì)對(duì)井下作業(yè)人員的生命安全造成巨大的威脅，為避免煤塵危害，保證井下作業(yè)人員的生命安全，我們必須高度重視煤塵防治工作。具體來(lái)講，煤塵危害涉及兩方面，一是可以使作業(yè)人員罹患矽肺病，塵肺病是近些年嚴(yán)重威脅礦工生命安全的一種職業(yè)病。二是煤塵爆炸不僅破壞礦井生產(chǎn)設(shè)備，引發(fā)火災(zāi)，而且會(huì)導(dǎo)致有毒氣體擴(kuò)散，對(duì)井下作業(yè)人員的生命安全產(chǎn)生巨大的威脅。因此，做好工作面的綜合防塵治理已經(jīng)迫在眉睫。

2 綜采工作面的綜合防塵技術(shù)

邢東礦綜采工作面裝備先進(jìn)，機(jī)械化程度已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。但工作面的煤塵一直困擾著邢東礦發(fā)展，為此綜采區(qū)應(yīng)加強(qiáng)煤塵管理，具體做到以下幾個(gè)防塵措施。

2.1 煤層注水

在回采前注水使煤體濕潤(rùn)，能夠有效降低煤塵量。煤塵量與煤體性質(zhì)、煤的水分含量及賦存條件等因素存在必然的聯(lián)系。對(duì)于變質(zhì)程度及賦存條件一定的煤層來(lái)說(shuō)，煤體含水量是影響煤體產(chǎn)塵能力的主要因素。回采前注水濕潤(rùn)煤體實(shí)際是通過(guò)增加煤體含水量來(lái)控制煤塵量的一種方法途徑。

其施工參數(shù)參考如下：

①鉆孔的布置采用單巷長(zhǎng)鉆孔布置方式，注水位置在運(yùn)料巷一側(cè)。

②鉆孔深度：100m。

③鉆孔間距為20m，鉆孔直徑Φ65mm。

④封孔方式：封孔用水泥砂漿封孔，水泥：砂：水為1：1：0.6；或用封孔器封孔（根據(jù)實(shí)際使用情況選取最適用的方式）。

⑤注水超前距離50m（根據(jù)生產(chǎn)情況與超前壓力情況可適當(dāng)調(diào)整）。

⑥靜壓注水，水壓不小于3MPa。

⑦采用MK-3型鉆機(jī)鉆進(jìn)。

可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，來(lái)確定新的施工參數(shù)。

預(yù)計(jì)，煤層注水前后的粉塵濃度對(duì)比下降近40%-50%。

2.2 采煤機(jī)及液壓支架噴霧防塵技術(shù)

機(jī)械化采煤中，尤其采煤機(jī)產(chǎn)塵最為突出，邢東礦綜采工作面降塵采用采煤機(jī)高壓噴霧技術(shù)配合移架自動(dòng)噴霧裝置相結(jié)合的方法，取得效果顯著：

2.2.1 采煤機(jī)高壓噴霧負(fù)壓二次降塵技術(shù)。該技術(shù)是采用高壓噴霧降塵和負(fù)壓噴霧降塵原理，通過(guò)噴吸裝置向塵源區(qū)域噴射霧流降塵，在噴射過(guò)程中，在噴吸裝置內(nèi)部的射流后方形成負(fù)壓區(qū)，吸入含塵空氣再向外噴射，然后在噴射過(guò)程中捕獲煤塵。采煤機(jī)高壓噴霧負(fù)壓二次降塵技術(shù)工作原理簡(jiǎn)單，運(yùn)行效果良好，能夠有效阻斷煤塵氣流向采煤機(jī)司機(jī)作業(yè)區(qū)和人行道擴(kuò)散。

2.2.2 將自動(dòng)噴霧裝置裝設(shè)在各組支架之間，運(yùn)用液壓原理作業(yè)，在液壓支架降柱位移之時(shí)，立柱后腔乳化液利用三通和膠管啟動(dòng)噴霧裝置中的自動(dòng)噴霧控制閥，開(kāi)啟噴霧水路，通過(guò)自動(dòng)噴霧控制閥將裝置鎖定在開(kāi)啟狀態(tài)，使其在降柱之時(shí)開(kāi)始噴霧，在支架前移及支架側(cè)護(hù)板伸縮過(guò)程中保持噴射狀態(tài)，在支架移架完成、升柱的同時(shí)，立柱前腔乳化液通過(guò)三通和膠管作用于自動(dòng)噴霧控制閥，關(guān)閉噴霧水路，并通過(guò)自動(dòng)噴霧控制閥將其鎖定在關(guān)閉狀態(tài)至支架下次降柱移架為止。通過(guò)采用移架自動(dòng)噴霧降塵，減少了移架落板時(shí)造成的煤塵飛揚(yáng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)其前后防塵效果對(duì)比，使用移架自動(dòng)噴霧前后粉塵濃度對(duì)比分別下降了近33%。

2.3 采煤機(jī)自動(dòng)跟蹤除塵系統(tǒng)和支架觸控噴霧系統(tǒng)

安裝使用采煤機(jī)自動(dòng)跟蹤除塵系統(tǒng)和支架觸控噴霧系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組割煤的隨機(jī)自動(dòng)噴霧和移架觸控噴霧，滅塵于煤塵未起之時(shí)。

2.3.1 系統(tǒng)主要組成。HFB127型紅外線定位發(fā)射器（定位跟蹤采煤機(jī)）、KXB127紅外線定位接收控制箱、ZP-5C型礦用移架傳感器以及配套的噴霧頭、過(guò)濾器、供電與通訊電纜等。

2.3.2 系統(tǒng)在工作面的主要配置。在機(jī)組上安裝一套電源電壓為127V的紅外線定位發(fā)射器，發(fā)射機(jī)組位置的信號(hào)；每隔三組液壓支架，安裝一組礦用隔爆型紅外線接收控制箱，接收紅外線定位發(fā)射器的信號(hào)，對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行定位跟蹤噴霧；每組支架安裝一個(gè)礦用移架傳感器，自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作面移架作業(yè)位置，配套安裝相應(yīng)的控制閥和扇形噴霧裝置，進(jìn)行自動(dòng)噴霧。

2.3.3 系統(tǒng)特點(diǎn)。①自動(dòng)檢測(cè)采煤機(jī)位置，無(wú)須人員干預(yù)，在采煤機(jī)的下風(fēng)流，自動(dòng)順序開(kāi)啟/關(guān)閉多道扇形噴霧，并根據(jù)采煤機(jī)的運(yùn)行位置順序移動(dòng)，對(duì)割煤作業(yè)產(chǎn)生的大量粉塵進(jìn)行有效阻隔和高效除塵，噴霧開(kāi)啟道數(shù)、與采煤機(jī)的間隔及噴霧量根據(jù)需要可在控制箱上合理設(shè)置，實(shí)現(xiàn)割煤噴霧自動(dòng)化。在移架作業(yè)的風(fēng)流下方，能自動(dòng)開(kāi)啟、關(guān)閉多道扇形噴霧裝置，且開(kāi)啟道數(shù)、間隔量和噴霧量可根據(jù)需要進(jìn)行合理配置，確保移架降塵效果。

②降塵效率高：系統(tǒng)采用的高壓電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間≤2S，噴霧水壓力在1.0MPa～10.0MPa可調(diào)，實(shí)現(xiàn)高壓噴霧降塵，降塵效率可提高到90%以上。

③每個(gè)紅外線接收控制箱都可獨(dú)立運(yùn)行，系統(tǒng)某處出現(xiàn)通訊線路故障時(shí)，仍能按照原定參數(shù)運(yùn)行；系統(tǒng)具有故障自診斷功能，能自動(dòng)檢測(cè)實(shí)際在線的分機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)量，主機(jī)能顯示故障分機(jī)信息，為及時(shí)維護(hù)提供方便。

④系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置可根據(jù)煤礦實(shí)際工作面長(zhǎng)度、采煤機(jī)長(zhǎng)度及運(yùn)行速度等條件用遙控器對(duì)主控箱進(jìn)行設(shè)置。

2.3.4 在采煤過(guò)程中，采煤機(jī)下風(fēng)流6組支架根據(jù)設(shè)定的時(shí)間同時(shí)自動(dòng)噴霧（設(shè)定的噴霧時(shí)間為12秒），改變了割煤時(shí)機(jī)組單獨(dú)噴霧的模式。采煤機(jī)移動(dòng)過(guò)程中，機(jī)組上的紅外定位發(fā)射器發(fā)出信號(hào)，架間紅外定位接收控制箱接收信號(hào)，始終保持機(jī)組下風(fēng)流有6組支架同時(shí)自動(dòng)噴霧。移架時(shí)，支架上觸控感應(yīng)器經(jīng)觸動(dòng)后，本架及相鄰5組支架共六組同時(shí)噴霧，改變了單架噴霧的模式。

2.4 各轉(zhuǎn)載點(diǎn)自動(dòng)噴霧降塵技術(shù)

裝卸煤體的過(guò)程中，轉(zhuǎn)載點(diǎn)一般會(huì)出現(xiàn)大量煤塵。現(xiàn)階段主要通過(guò)自動(dòng)噴霧技術(shù)來(lái)控制轉(zhuǎn)載點(diǎn)的煤塵量，由于對(duì)水的霧化措施不同，該項(xiàng)技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①采用“自動(dòng)噴霧控制器”噴霧技術(shù)。

②預(yù)荷電噴霧技術(shù)。

③聲波霧化技術(shù)。

④自調(diào)式風(fēng)水噴霧技術(shù)。多種噴霧技術(shù)的應(yīng)用給轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧防塵帶來(lái)了更廣的技術(shù)空間，有效地降低了回風(fēng)流中粉塵濃度。

2.5 回風(fēng)巷安設(shè)滅塵膠管、凈化水幕

將長(zhǎng)度為20m的滅塵膠管裝設(shè)在回風(fēng)巷上出口處，生產(chǎn)過(guò)程中人工灑水降塵。將膠管連接的凈化水幕裝設(shè)在向外10m以內(nèi)的位置，隨綜采工作面的推進(jìn)逐步向外移動(dòng)。在出口向外50m處裝設(shè)第二、三組凈化水幕，采用硬質(zhì)連接，綜采面推進(jìn)后人工拆卸后移。將第四組凈化水幕裝設(shè)在采面回風(fēng)巷口往采面方向20m處。每一組凈化水幕裝設(shè)6個(gè)凈化噴霧頭，根據(jù)巷道形狀設(shè)計(jì)凈化水幕的形狀，確保噴霧能夠封閉全斷面。采掘過(guò)程中開(kāi)啟噴霧裝置，可有效降低40%的煤塵量，技術(shù)的降塵效果可見(jiàn)一斑。除此之外，該技術(shù)措施還能驅(qū)散稀釋部分瓦斯；同時(shí)能有效降低下出口的煤塵量，且對(duì)于下隅角附近的防滅火也有一定功效。

3 效果分析

■

通過(guò)采取綜合的防塵技術(shù)和方法，在邢東礦工作面生產(chǎn)過(guò)程中煤塵由初期的292mg/m3，下降到60.5mg/m3，改善了職工的作業(yè)環(huán)境，讓職工做到了體面勞動(dòng)，健康生活。

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