綜采工作面綜合防塵建設(shè)經(jīng)驗

佟振

摘 要：綜采工作面是煤礦生產(chǎn)過程中主要的產(chǎn)塵地點，尤其是采煤作業(yè)時的產(chǎn)塵量會更大。邢東礦多年來一直致力于礦井綜采工作面防塵建設(shè)，取得了良好的成績。

關(guān)鍵詞：煤層注水 采煤機自動噴霧 風(fēng)流凈化

中圖分類號：TD714 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0097-01

1 綜采工作面粉塵主要來源分析

綜采工作面主要塵源為采煤機割煤產(chǎn)塵、液壓支架移架降柱產(chǎn)塵、煤壁片幫產(chǎn)塵、裝載、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)產(chǎn)塵等。據(jù)有關(guān)資料顯示，綜采工作面在未采取任何防塵、降塵措施的條件下，粉塵濃度可以高達3000 mg/m3以上，而割煤產(chǎn)塵一般占工作面產(chǎn)塵的60%～75%，液壓支架移架產(chǎn)塵一般占工作面產(chǎn)塵的15%～20%，其它塵源占10%～15%，綜合以上產(chǎn)塵源分析，將產(chǎn)塵源作為控制的關(guān)鍵節(jié)點，采取有針對性的措施，進行降塵除塵，就能收到事半功倍的效果。

2 煤層注水降塵

首先我們改變了原有的注水方式，煤層注水由原來的靜壓注水改為動壓注水，同時增大了注水壓力、注水量，提高了煤體含水率，從源頭上大大降低煤塵的產(chǎn)生。

最初設(shè)計的注水鉆孔，采用雙向長鉆孔單排布置方式，孔徑50 mm，孔間距25 m，孔深21 m，單孔注水量平均33 m3。后經(jīng)注水降塵效果評估，將注水鉆孔間距縮小為12.5 m，孔深加大到25 m，并與煤層形成一定傾角，這樣鉆孔能濕潤較大區(qū)域的煤體，獲得較長的注水時間，煤體濕潤均勻，采、注無干擾。單孔注水量平均增加到45 m3。注水壓力為5MPa。上下巷鉆孔總長度，達到工作面傾向長度的77%以上。改進鉆孔及注水量后，最大程度的保證了工作面煤體里水分含量，煤層中煤體濕潤系數(shù)由原來的1.1增加到了2.1，注水時間要求超前于開采煤體80 m左右，這樣防止了注水時間間隔過長導(dǎo)致的水分流失，保證煤體含有足夠量水分，極大的降低了割煤時產(chǎn)生的煤塵。

鉆孔單孔注水量：

Q=k×M×lj×l×ρ×δ

=1.1×3.93×12.5×25×1.34×0.025

=45 m3

式中：Q—— 單孔注水量，m3；

k—— 鉆孔前方煤體濕潤系數(shù)，1.1；M—— 煤層厚度，3.93 m；

lj—— 鉆孔間距，12.5 m；l—— 鉆孔長度，m；

ρ—— 煤的密度，1.34 t/m3；δ—— 噸煤注水量，0.025 m3/t。

3 自動跟蹤除塵裝置降塵

安裝使用了采煤機自動跟蹤除塵系統(tǒng)和支架觸控噴霧系統(tǒng)，實現(xiàn)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。

（1）系統(tǒng)在工作面的主要配置：在機組上安裝一套電源電壓為127 V的HFB127型紅外線定位發(fā)射器，發(fā)射機組位置的信號；每隔三組液壓支架，安裝一組KXB127型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，對采煤機進行定位跟蹤噴霧；每組支架安裝一個ZP-5C型礦用移架傳感器，自動監(jiān)測工作面移架作業(yè)位置，配套安裝相應(yīng)的控制閥和扇形噴霧裝置，進行自動噴霧。

（2）具體應(yīng)用：采煤機割煤作業(yè)時，安裝于采煤機內(nèi)側(cè)的紅外線定位信號發(fā)生器將采煤機位置信號發(fā)送至固定在液壓支架上的紅外線接收控制箱的采煤機位置傳感器，接收控制箱將收到的采煤機位置信息傳送至綜采工作面定位噴霧裝置顯示控制箱，顯示控制箱按預(yù)先設(shè)定的參數(shù)和功能進行計算與程序控制，根據(jù)采煤機的運行位置，采煤機下風(fēng)流6組支架根據(jù)設(shè)定的時間同時自動噴霧（設(shè)定的噴霧時間為12s），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(fā)射器發(fā)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(fēng)流有6組支架同時自動噴霧。工作面移架作業(yè)時，移架傳感器將降架信號發(fā)送至紅外線接收控制箱，并通過通訊電纜將降架信息傳送至綜采工作面定位噴霧裝置顯示控制箱，控制箱根據(jù)所移支架的位置，在其風(fēng)流下方自動開啟/關(guān)閉本架及相鄰5組支架共六組扇形強霧進行噴霧降塵，經(jīng)延時后關(guān)閉當(dāng)前移架除塵噴霧，實現(xiàn)工作面移架智能噴霧除，改變了單架噴霧的模式。

4 水幕、轉(zhuǎn)載點除塵

對傳統(tǒng)使用的水幕、轉(zhuǎn)載點噴霧進行改進，進一步提高噴霧降塵效果。

（1）水幕設(shè)計成水幕群。在距工作面30、60 m處各設(shè)置了一組水幕，每組水幕群由3道間距為1 m的水幕構(gòu)成；除原有的橫向水幕外，在每道水幕上加裝垂直頂板的豎水幕，每組噴頭由2個組成，增大水霧的厚度，每道水幕又形成一個組合水幕；3道水幕之間用紗簾連接組成紗簾棚，又起到進一步的阻塵降塵作用。工作面含塵風(fēng)流經(jīng)第1組水幕后降塵率為20%～30%，經(jīng)第二組水幕后，降塵率為30%～40%。

（2）改進了轉(zhuǎn)載點噴霧。轉(zhuǎn)載點煤塵飛揚的治理一般是定點噴霧，但有時效果不佳，主要原因是噴嘴安設(shè)角度不對，或噴嘴數(shù)量不足，噴水量滿足不了滅塵的要求。針對以上情況，我們在運輸皮帶上安設(shè)了觸控式傳感器，在手動基礎(chǔ)上外加了皮帶運煤自動噴霧裝置，并且根據(jù)實際測量皮帶轉(zhuǎn)載點噴霧安設(shè)2個防塵噴霧降塵效果最佳而且沒有多余水量浪費，規(guī)定所有防塵噴頭朝向落煤側(cè)15 °，這樣可提高霧粒和煤塵塵粒碰撞幾率，提高水霧降塵能力，實現(xiàn)了無需人工干預(yù)，實現(xiàn)了出煤自動噴霧，節(jié)省了勞動力。

通過以上各種防塵措施，從源頭和生產(chǎn)中大大改善了工作面工作條件。

5 結(jié)語

綜采工作面在各個階段綜合防塵效果分析

通過采取綜合的防塵新技術(shù)、新方法，綜采工作面的煤塵，由初期的292 mg/m3，下降到50.5 mg/m3，減少了工作面風(fēng)流呼吸性粉塵含量的同時，還大大改善了工作面的工作環(huán)境和氣候條件，為井下作業(yè)人員提供了良好的作業(yè)環(huán)境，杜絕了事故的發(fā)生。

參考文獻

[1] 程衛(wèi)民，劉向升，郭允相，等.綜放工作面煤層混合式注水防塵技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2008（9）.

[2] 康丹，程宏波，徐長厚.MGTY400930-3.3D采煤機綜合防塵系統(tǒng)設(shè)計[J].煤礦現(xiàn)代化，2008（2）.endprint

摘 要：綜采工作面是煤礦生產(chǎn)過程中主要的產(chǎn)塵地點，尤其是采煤作業(yè)時的產(chǎn)塵量會更大。邢東礦多年來一直致力于礦井綜采工作面防塵建設(shè)，取得了良好的成績。

關(guān)鍵詞：煤層注水 采煤機自動噴霧 風(fēng)流凈化

中圖分類號：TD714 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0097-01

1 綜采工作面粉塵主要來源分析

綜采工作面主要塵源為采煤機割煤產(chǎn)塵、液壓支架移架降柱產(chǎn)塵、煤壁片幫產(chǎn)塵、裝載、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)產(chǎn)塵等。據(jù)有關(guān)資料顯示，綜采工作面在未采取任何防塵、降塵措施的條件下，粉塵濃度可以高達3000 mg/m3以上，而割煤產(chǎn)塵一般占工作面產(chǎn)塵的60%～75%，液壓支架移架產(chǎn)塵一般占工作面產(chǎn)塵的15%～20%，其它塵源占10%～15%，綜合以上產(chǎn)塵源分析，將產(chǎn)塵源作為控制的關(guān)鍵節(jié)點，采取有針對性的措施，進行降塵除塵，就能收到事半功倍的效果。

2 煤層注水降塵

首先我們改變了原有的注水方式，煤層注水由原來的靜壓注水改為動壓注水，同時增大了注水壓力、注水量，提高了煤體含水率，從源頭上大大降低煤塵的產(chǎn)生。

最初設(shè)計的注水鉆孔，采用雙向長鉆孔單排布置方式，孔徑50 mm，孔間距25 m，孔深21 m，單孔注水量平均33 m3。后經(jīng)注水降塵效果評估，將注水鉆孔間距縮小為12.5 m，孔深加大到25 m，并與煤層形成一定傾角，這樣鉆孔能濕潤較大區(qū)域的煤體，獲得較長的注水時間，煤體濕潤均勻，采、注無干擾。單孔注水量平均增加到45 m3。注水壓力為5MPa。上下巷鉆孔總長度，達到工作面傾向長度的77%以上。改進鉆孔及注水量后，最大程度的保證了工作面煤體里水分含量，煤層中煤體濕潤系數(shù)由原來的1.1增加到了2.1，注水時間要求超前于開采煤體80 m左右，這樣防止了注水時間間隔過長導(dǎo)致的水分流失，保證煤體含有足夠量水分，極大的降低了割煤時產(chǎn)生的煤塵。

鉆孔單孔注水量：

Q=k×M×lj×l×ρ×δ

=1.1×3.93×12.5×25×1.34×0.025

=45 m3

式中：Q—— 單孔注水量，m3；

k—— 鉆孔前方煤體濕潤系數(shù)，1.1；M—— 煤層厚度，3.93 m；

lj—— 鉆孔間距，12.5 m；l—— 鉆孔長度，m；

ρ—— 煤的密度，1.34 t/m3；δ—— 噸煤注水量，0.025 m3/t。

3 自動跟蹤除塵裝置降塵

安裝使用了采煤機自動跟蹤除塵系統(tǒng)和支架觸控噴霧系統(tǒng)，實現(xiàn)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。

（1）系統(tǒng)在工作面的主要配置：在機組上安裝一套電源電壓為127 V的HFB127型紅外線定位發(fā)射器，發(fā)射機組位置的信號；每隔三組液壓支架，安裝一組KXB127型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，對采煤機進行定位跟蹤噴霧；每組支架安裝一個ZP-5C型礦用移架傳感器，自動監(jiān)測工作面移架作業(yè)位置，配套安裝相應(yīng)的控制閥和扇形噴霧裝置，進行自動噴霧。

（2）具體應(yīng)用：采煤機割煤作業(yè)時，安裝于采煤機內(nèi)側(cè)的紅外線定位信號發(fā)生器將采煤機位置信號發(fā)送至固定在液壓支架上的紅外線接收控制箱的采煤機位置傳感器，接收控制箱將收到的采煤機位置信息傳送至綜采工作面定位噴霧裝置顯示控制箱，顯示控制箱按預(yù)先設(shè)定的參數(shù)和功能進行計算與程序控制，根據(jù)采煤機的運行位置，采煤機下風(fēng)流6組支架根據(jù)設(shè)定的時間同時自動噴霧（設(shè)定的噴霧時間為12s），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(fā)射器發(fā)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(fēng)流有6組支架同時自動噴霧。工作面移架作業(yè)時，移架傳感器將降架信號發(fā)送至紅外線接收控制箱，并通過通訊電纜將降架信息傳送至綜采工作面定位噴霧裝置顯示控制箱，控制箱根據(jù)所移支架的位置，在其風(fēng)流下方自動開啟/關(guān)閉本架及相鄰5組支架共六組扇形強霧進行噴霧降塵，經(jīng)延時后關(guān)閉當(dāng)前移架除塵噴霧，實現(xiàn)工作面移架智能噴霧除，改變了單架噴霧的模式。

4 水幕、轉(zhuǎn)載點除塵

對傳統(tǒng)使用的水幕、轉(zhuǎn)載點噴霧進行改進，進一步提高噴霧降塵效果。

（1）水幕設(shè)計成水幕群。在距工作面30、60 m處各設(shè)置了一組水幕，每組水幕群由3道間距為1 m的水幕構(gòu)成；除原有的橫向水幕外，在每道水幕上加裝垂直頂板的豎水幕，每組噴頭由2個組成，增大水霧的厚度，每道水幕又形成一個組合水幕；3道水幕之間用紗簾連接組成紗簾棚，又起到進一步的阻塵降塵作用。工作面含塵風(fēng)流經(jīng)第1組水幕后降塵率為20%～30%，經(jīng)第二組水幕后，降塵率為30%～40%。

（2）改進了轉(zhuǎn)載點噴霧。轉(zhuǎn)載點煤塵飛揚的治理一般是定點噴霧，但有時效果不佳，主要原因是噴嘴安設(shè)角度不對，或噴嘴數(shù)量不足，噴水量滿足不了滅塵的要求。針對以上情況，我們在運輸皮帶上安設(shè)了觸控式傳感器，在手動基礎(chǔ)上外加了皮帶運煤自動噴霧裝置，并且根據(jù)實際測量皮帶轉(zhuǎn)載點噴霧安設(shè)2個防塵噴霧降塵效果最佳而且沒有多余水量浪費，規(guī)定所有防塵噴頭朝向落煤側(cè)15 °，這樣可提高霧粒和煤塵塵粒碰撞幾率，提高水霧降塵能力，實現(xiàn)了無需人工干預(yù)，實現(xiàn)了出煤自動噴霧，節(jié)省了勞動力。

通過以上各種防塵措施，從源頭和生產(chǎn)中大大改善了工作面工作條件。

5 結(jié)語

綜采工作面在各個階段綜合防塵效果分析

通過采取綜合的防塵新技術(shù)、新方法，綜采工作面的煤塵，由初期的292 mg/m3，下降到50.5 mg/m3，減少了工作面風(fēng)流呼吸性粉塵含量的同時，還大大改善了工作面的工作環(huán)境和氣候條件，為井下作業(yè)人員提供了良好的作業(yè)環(huán)境，杜絕了事故的發(fā)生。

參考文獻

[1] 程衛(wèi)民，劉向升，郭允相，等.綜放工作面煤層混合式注水防塵技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2008（9）.

[2] 康丹，程宏波，徐長厚.MGTY400930-3.3D采煤機綜合防塵系統(tǒng)設(shè)計[J].煤礦現(xiàn)代化，2008（2）.endprint

摘 要：綜采工作面是煤礦生產(chǎn)過程中主要的產(chǎn)塵地點，尤其是采煤作業(yè)時的產(chǎn)塵量會更大。邢東礦多年來一直致力于礦井綜采工作面防塵建設(shè)，取得了良好的成績。

關(guān)鍵詞：煤層注水 采煤機自動噴霧 風(fēng)流凈化

中圖分類號：TD714 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0097-01

1 綜采工作面粉塵主要來源分析

綜采工作面主要塵源為采煤機割煤產(chǎn)塵、液壓支架移架降柱產(chǎn)塵、煤壁片幫產(chǎn)塵、裝載、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)產(chǎn)塵等。據(jù)有關(guān)資料顯示，綜采工作面在未采取任何防塵、降塵措施的條件下，粉塵濃度可以高達3000 mg/m3以上，而割煤產(chǎn)塵一般占工作面產(chǎn)塵的60%～75%，液壓支架移架產(chǎn)塵一般占工作面產(chǎn)塵的15%～20%，其它塵源占10%～15%，綜合以上產(chǎn)塵源分析，將產(chǎn)塵源作為控制的關(guān)鍵節(jié)點，采取有針對性的措施，進行降塵除塵，就能收到事半功倍的效果。

2 煤層注水降塵

首先我們改變了原有的注水方式，煤層注水由原來的靜壓注水改為動壓注水，同時增大了注水壓力、注水量，提高了煤體含水率，從源頭上大大降低煤塵的產(chǎn)生。

最初設(shè)計的注水鉆孔，采用雙向長鉆孔單排布置方式，孔徑50 mm，孔間距25 m，孔深21 m，單孔注水量平均33 m3。后經(jīng)注水降塵效果評估，將注水鉆孔間距縮小為12.5 m，孔深加大到25 m，并與煤層形成一定傾角，這樣鉆孔能濕潤較大區(qū)域的煤體，獲得較長的注水時間，煤體濕潤均勻，采、注無干擾。單孔注水量平均增加到45 m3。注水壓力為5MPa。上下巷鉆孔總長度，達到工作面傾向長度的77%以上。改進鉆孔及注水量后，最大程度的保證了工作面煤體里水分含量，煤層中煤體濕潤系數(shù)由原來的1.1增加到了2.1，注水時間要求超前于開采煤體80 m左右，這樣防止了注水時間間隔過長導(dǎo)致的水分流失，保證煤體含有足夠量水分，極大的降低了割煤時產(chǎn)生的煤塵。

鉆孔單孔注水量：

Q=k×M×lj×l×ρ×δ

=1.1×3.93×12.5×25×1.34×0.025

=45 m3

式中：Q—— 單孔注水量，m3；

k—— 鉆孔前方煤體濕潤系數(shù)，1.1；M—— 煤層厚度，3.93 m；

lj—— 鉆孔間距，12.5 m；l—— 鉆孔長度，m；

ρ—— 煤的密度，1.34 t/m3；δ—— 噸煤注水量，0.025 m3/t。

3 自動跟蹤除塵裝置降塵

安裝使用了采煤機自動跟蹤除塵系統(tǒng)和支架觸控噴霧系統(tǒng)，實現(xiàn)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。

（1）系統(tǒng)在工作面的主要配置：在機組上安裝一套電源電壓為127 V的HFB127型紅外線定位發(fā)射器，發(fā)射機組位置的信號；每隔三組液壓支架，安裝一組KXB127型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，對采煤機進行定位跟蹤噴霧；每組支架安裝一個ZP-5C型礦用移架傳感器，自動監(jiān)測工作面移架作業(yè)位置，配套安裝相應(yīng)的控制閥和扇形噴霧裝置，進行自動噴霧。

（2）具體應(yīng)用：采煤機割煤作業(yè)時，安裝于采煤機內(nèi)側(cè)的紅外線定位信號發(fā)生器將采煤機位置信號發(fā)送至固定在液壓支架上的紅外線接收控制箱的采煤機位置傳感器，接收控制箱將收到的采煤機位置信息傳送至綜采工作面定位噴霧裝置顯示控制箱，顯示控制箱按預(yù)先設(shè)定的參數(shù)和功能進行計算與程序控制，根據(jù)采煤機的運行位置，采煤機下風(fēng)流6組支架根據(jù)設(shè)定的時間同時自動噴霧（設(shè)定的噴霧時間為12s），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(fā)射器發(fā)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(fēng)流有6組支架同時自動噴霧。工作面移架作業(yè)時，移架傳感器將降架信號發(fā)送至紅外線接收控制箱，并通過通訊電纜將降架信息傳送至綜采工作面定位噴霧裝置顯示控制箱，控制箱根據(jù)所移支架的位置，在其風(fēng)流下方自動開啟/關(guān)閉本架及相鄰5組支架共六組扇形強霧進行噴霧降塵，經(jīng)延時后關(guān)閉當(dāng)前移架除塵噴霧，實現(xiàn)工作面移架智能噴霧除，改變了單架噴霧的模式。

4 水幕、轉(zhuǎn)載點除塵

對傳統(tǒng)使用的水幕、轉(zhuǎn)載點噴霧進行改進，進一步提高噴霧降塵效果。

（1）水幕設(shè)計成水幕群。在距工作面30、60 m處各設(shè)置了一組水幕，每組水幕群由3道間距為1 m的水幕構(gòu)成；除原有的橫向水幕外，在每道水幕上加裝垂直頂板的豎水幕，每組噴頭由2個組成，增大水霧的厚度，每道水幕又形成一個組合水幕；3道水幕之間用紗簾連接組成紗簾棚，又起到進一步的阻塵降塵作用。工作面含塵風(fēng)流經(jīng)第1組水幕后降塵率為20%～30%，經(jīng)第二組水幕后，降塵率為30%～40%。

（2）改進了轉(zhuǎn)載點噴霧。轉(zhuǎn)載點煤塵飛揚的治理一般是定點噴霧，但有時效果不佳，主要原因是噴嘴安設(shè)角度不對，或噴嘴數(shù)量不足，噴水量滿足不了滅塵的要求。針對以上情況，我們在運輸皮帶上安設(shè)了觸控式傳感器，在手動基礎(chǔ)上外加了皮帶運煤自動噴霧裝置，并且根據(jù)實際測量皮帶轉(zhuǎn)載點噴霧安設(shè)2個防塵噴霧降塵效果最佳而且沒有多余水量浪費，規(guī)定所有防塵噴頭朝向落煤側(cè)15 °，這樣可提高霧粒和煤塵塵粒碰撞幾率，提高水霧降塵能力，實現(xiàn)了無需人工干預(yù)，實現(xiàn)了出煤自動噴霧，節(jié)省了勞動力。

通過以上各種防塵措施，從源頭和生產(chǎn)中大大改善了工作面工作條件。

5 結(jié)語

綜采工作面在各個階段綜合防塵效果分析

通過采取綜合的防塵新技術(shù)、新方法，綜采工作面的煤塵，由初期的292 mg/m3，下降到50.5 mg/m3，減少了工作面風(fēng)流呼吸性粉塵含量的同時，還大大改善了工作面的工作環(huán)境和氣候條件，為井下作業(yè)人員提供了良好的作業(yè)環(huán)境，杜絕了事故的發(fā)生。

參考文獻

[1] 程衛(wèi)民，劉向升，郭允相，等.綜放工作面煤層混合式注水防塵技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2008（9）.

[2] 康丹，程宏波，徐長厚.MGTY400930-3.3D采煤機綜合防塵系統(tǒng)設(shè)計[J].煤礦現(xiàn)代化，2008（2）.endprint