綜采工作面綜合防塵技術在邢東礦的應用

摘要：煤礦工作面煤塵的危害是嚴重威脅煤礦職工安全生命的主要因素之一。本文通過對邢東礦多年來從煤層注水、采煤機與液壓支架綜合防塵、各轉載點自動噴霧降塵等方面工作的闡述，請廣大同行一起探討研究。

關鍵詞：綜合防塵 矽肺病 噴霧注水

1 概述

綜采工作面煤塵危害會對井下作業人員的生命安全造成巨大的威脅，為避免煤塵危害，保證井下作業人員的生命安全，我們必須高度重視煤塵防治工作。具體來講，煤塵危害涉及兩方面，一是可以使作業人員罹患矽肺病，塵肺病是近些年嚴重威脅礦工生命安全的一種職業病。二是煤塵爆炸不僅破壞礦井生產設備，引發火災，而且會導致有毒氣體擴散，對井下作業人員的生命安全產生巨大的威脅。因此，做好工作面的綜合防塵治理已經迫在眉睫。

2 綜采工作面的綜合防塵技術

邢東礦綜采工作面裝備先進，機械化程度已達到國內領先水平。但工作面的煤塵一直困擾著邢東礦發展，為此綜采區應加強煤塵管理，具體做到以下幾個防塵措施。

2.1 煤層注水

在回采前注水使煤體濕潤，能夠有效降低煤塵量。煤塵量與煤體性質、煤的水分含量及賦存條件等因素存在必然的聯系。對于變質程度及賦存條件一定的煤層來說，煤體含水量是影響煤體產塵能力的主要因素?；夭汕白⑺疂駶櫭后w實際是通過增加煤體含水量來控制煤塵量的一種方法途徑。

其施工參數參考如下：

①鉆孔的布置采用單巷長鉆孔布置方式，注水位置在運料巷一側。

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（根據實際使用情況選取最適用的方式）。

⑤注水超前距離50m（根據生產情況與超前壓力情況可適當調整）。

⑥靜壓注水，水壓不小于3MPa。

⑦采用MK-3型鉆機鉆進。

可根據不同的實驗結果，來確定新的施工參數。

預計，煤層注水前后的粉塵濃度對比下降近40%-50%。

2.2 采煤機及液壓支架噴霧防塵技術

機械化采煤中，尤其采煤機產塵最為突出，邢東礦綜采工作面降塵采用采煤機高壓噴霧技術配合移架自動噴霧裝置相結合的方法，取得效果顯著：

2.2.1 采煤機高壓噴霧負壓二次降塵技術。該技術是采用高壓噴霧降塵和負壓噴霧降塵原理，通過噴吸裝置向塵源區域噴射霧流降塵，在噴射過程中，在噴吸裝置內部的射流后方形成負壓區，吸入含塵空氣再向外噴射，然后在噴射過程中捕獲煤塵。采煤機高壓噴霧負壓二次降塵技術工作原理簡單，運行效果良好，能夠有效阻斷煤塵氣流向采煤機司機作業區和人行道擴散。

2.2.2 將自動噴霧裝置裝設在各組支架之間，運用液壓原理作業，在液壓支架降柱位移之時，立柱后腔乳化液利用三通和膠管啟動噴霧裝置中的自動噴霧控制閥，開啟噴霧水路，通過自動噴霧控制閥將裝置鎖定在開啟狀態，使其在降柱之時開始噴霧，在支架前移及支架側護板伸縮過程中保持噴射狀態，在支架移架完成、升柱的同時，立柱前腔乳化液通過三通和膠管作用于自動噴霧控制閥，關閉噴霧水路，并通過自動噴霧控制閥將其鎖定在關閉狀態至支架下次降柱移架為止。通過采用移架自動噴霧降塵，減少了移架落板時造成的煤塵飛揚。經現場實測其前后防塵效果對比，使用移架自動噴霧前后粉塵濃度對比分別下降了近33%。

2.3 采煤機自動跟蹤除塵系統和支架觸控噴霧系統

安裝使用采煤機自動跟蹤除塵系統和支架觸控噴霧系統，實現了機組割煤的隨機自動噴霧和移架觸控噴霧，滅塵于煤塵未起之時。

2.3.1 系統主要組成。HFB127型紅外線定位發射器（定位跟蹤采煤機）、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、過濾器、供電與通訊電纜等。

2.3.2 系統在工作面的主要配置。在機組上安裝一套電源電壓為127V的紅外線定位發射器，發射機組位置的信號；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，接收紅外線定位發射器的信號，對采煤機進行定位跟蹤噴霧；每組支架安裝一個礦用移架傳感器，自動監測工作面移架作業位置，配套安裝相應的控制閥和扇形噴霧裝置，進行自動噴霧。

2.3.3 系統特點。①自動檢測采煤機位置，無須人員干預，在采煤機的下風流，自動順序開啟/關閉多道扇形噴霧，并根據采煤機的運行位置順序移動，對割煤作業產生的大量粉塵進行有效阻隔和高效除塵，噴霧開啟道數、與采煤機的間隔及噴霧量根據需要可在控制箱上合理設置，實現割煤噴霧自動化。在移架作業的風流下方，能自動開啟、關閉多道扇形噴霧裝置，且開啟道數、間隔量和噴霧量可根據需要進行合理配置，確保移架降塵效果。

②降塵效率高：系統采用的高壓電磁閥動態響應時間≤2S，噴霧水壓力在1.0MPa～10.0MPa可調，實現高壓噴霧降塵，降塵效率可提高到90%以上。

③每個紅外線接收控制箱都可獨立運行，系統某處出現通訊線路故障時，仍能按照原定參數運行；系統具有故障自診斷功能，能自動檢測實際在線的分機運行狀態和運行數量，主機能顯示故障分機信息，為及時維護提供方便。

④系統參數的設置可根據煤礦實際工作面長度、采煤機長度及運行速度等條件用遙控器對主控箱進行設置。

2.3.4 在采煤過程中，采煤機下風流6組支架根據設定的時間同時自動噴霧（設定的噴霧時間為12秒），改變了割煤時機組單獨噴霧的模式。采煤機移動過程中，機組上的紅外定位發射器發出信號，架間紅外定位接收控制箱接收信號，始終保持機組下風流有6組支架同時自動噴霧。移架時，支架上觸控感應器經觸動后，本架及相鄰5組支架共六組同時噴霧，改變了單架噴霧的模式。

2.4 各轉載點自動噴霧降塵技術

裝卸煤體的過程中，轉載點一般會出現大量煤塵。現階段主要通過自動噴霧技術來控制轉載點的煤塵量，由于對水的霧化措施不同，該項技術主要體現在以下幾個方面：①采用“自動噴霧控制器”噴霧技術。

②預荷電噴霧技術。

③聲波霧化技術。

④自調式風水噴霧技術。多種噴霧技術的應用給轉載點噴霧防塵帶來了更廣的技術空間，有效地降低了回風流中粉塵濃度。

2.5 回風巷安設滅塵膠管、凈化水幕

將長度為20m的滅塵膠管裝設在回風巷上出口處，生產過程中人工灑水降塵。將膠管連接的凈化水幕裝設在向外10m以內的位置，隨綜采工作面的推進逐步向外移動。在出口向外50m處裝設第二、三組凈化水幕，采用硬質連接，綜采面推進后人工拆卸后移。將第四組凈化水幕裝設在采面回風巷口往采面方向20m處。每一組凈化水幕裝設6個凈化噴霧頭，根據巷道形狀設計凈化水幕的形狀，確保噴霧能夠封閉全斷面。采掘過程中開啟噴霧裝置，可有效降低40%的煤塵量，技術的降塵效果可見一斑。除此之外，該技術措施還能驅散稀釋部分瓦斯；同時能有效降低下出口的煤塵量，且對于下隅角附近的防滅火也有一定功效。

3 效果分析

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通過采取綜合的防塵技術和方法，在邢東礦工作面生產過程中煤塵由初期的292mg/m3，下降到60.5mg/m3，改善了職工的作業環境，讓職工做到了體面勞動，健康生活。

參考文獻：

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