綜放工作面綜合防塵技術(shù)的治理及應(yīng)用

曹懷軒 孫慶超 寧尚閣 程法偉 李健

摘 要：本文簡述了綜放工作面粉塵產(chǎn)生的特點，對綜放工作面綜合防治措施進行了闡述，對防塵噴霧及兩順槽紅外線自動控制水幕的優(yōu)化等綜合防塵技術(shù)進行研究及應(yīng)用，取得顯著成果，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：綜放工作面；防治措施；捕塵簾；紅外線控制

一、綜放工作面粉塵產(chǎn)生的特點

東灘礦綜放工作面在無任何防塵措施的情況下，主要生產(chǎn)工序的平均產(chǎn)塵濃度實測統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，低位綜放工作面主要產(chǎn)塵特點如下：

采煤機割煤時工作面平均粉塵濃度1916.3～3346.8mg/m3（機組回風(fēng)側(cè)10m處）；移架時平均粉塵濃度146～321.7mg/m3；放煤口回風(fēng)側(cè)10m處的平均粉塵濃度174.5～387.3mg/m3。與普采一樣，機組割煤是綜放工作面的最大產(chǎn)塵點，最大產(chǎn)塵量高達5000mg/m3，且產(chǎn)塵時間長，占整個綜放工作面粉塵的60%左右。綜放工作面由于放下的頂煤塊度大、數(shù)量多，破碎量增大，破碎機破煤產(chǎn)塵最高達500mg/m3，是綜放面第二大塵源。低位放煤口處產(chǎn)塵量較小，主要由于放煤時煤流落差小，放煤口附近風(fēng)速低。移架產(chǎn)塵主要是移架期間（降柱、移架和升柱）。由于頂煤破碎和采空區(qū)冒落產(chǎn)生的粉塵進入工作面空間，其產(chǎn)塵規(guī)律與普通綜采基本相同。由此可見，綜放開采粉塵防治工作的技術(shù)難點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

二、綜放工作面粉塵綜合防治措施

（一）采煤機防塵措施

采煤機割煤是低位綜放面最大的產(chǎn)塵工序，是綜放面防塵的關(guān)鍵。目前，所采取的措施是：改革采煤機滾筒，使之盡可能減少產(chǎn)生煤塵；改革采煤機的噴霧系統(tǒng)，使之更有效的防塵。

1.選用產(chǎn)塵量小的采煤機滾筒。

采煤機割煤時，對產(chǎn)塵量影響較大的主要是截齒的形狀、數(shù)量、截齒的安裝方向以及滾筒的形狀等。一般情況下，對裂隙較發(fā)育的脆性硬煤，鎬形截齒比刀形截齒產(chǎn)塵少；裂隙不發(fā)育的硬煤，刀形齒比鎬形齒產(chǎn)塵量小得多，夾矸多的煤層應(yīng)采用重型截齒。截齒數(shù)量要適當(dāng)，如果太多，隨后的截齒就會因截深太淺而產(chǎn)生大量粉塵，減少齒數(shù)、增大齒距，可減少產(chǎn)塵量。目前東灘礦的所使用采煤機的截齒數(shù)為45個，同比截齒數(shù)為60個的采煤機，粉塵濃度降低了25%～30%，采出煤炭的塊煤率也高得多。螺旋滾筒的新式結(jié)構(gòu)是采用切向截齒，同徑向截齒相比，可減少粉塵濃度1/3～1/2。滾筒形狀在高速采煤時對粉塵形成有很大影響，如圓柱形滾筒整個滾筒深度具有相同螺旋高度和輸煤斷面，產(chǎn)生碎煤多，產(chǎn)塵量大。而圓錐形滾筒和螺旋滾筒，由于滾筒排料端愈來愈大，輸煤空間也變大，適用于各種不同出煤量，煤塊破碎少，再生粉塵的產(chǎn)生量小。

2.改進采煤機噴霧系統(tǒng)。

采煤機的噴霧系統(tǒng)有內(nèi)噴霧系統(tǒng)和外噴霧系統(tǒng)之分。內(nèi)噴霧系統(tǒng)的噴嘴一般都設(shè)置于螺旋滾筒葉片和端盤上，噴霧能包裹整個滾筒。采煤機開動時噴嘴噴霧，截齒實現(xiàn)濕式截割，這樣能將煤塵殲滅在產(chǎn)生處附近。外噴霧的噴嘴一般設(shè)置于截割部靠煤壁一側(cè)，采煤機截割時外噴霧捕捉飛揚在搖臂附近的煤塵。實踐證明，內(nèi)、外噴霧同時并用比單獨采用內(nèi)噴霧或外噴霧的效果提高一倍以上，噴嘴處水壓力控制在2-4MPa為宜，根據(jù)泵站距離煤機的距離調(diào)整泵的壓力，為防止水壓不穩(wěn)定損壞煤機滾筒內(nèi)水套，一般在煤機位置裝設(shè)一個降壓閥，以保證水壓不超過4MPa。

（二） 液壓支架的防塵措施

液壓支架移架產(chǎn)塵也是綜放工作面粉塵防治的重點工作之一。目前東灘礦所使用的ZFY8500/21/40D支架主頂梁長，控頂距離大，在反復(fù)的降架和移架過程中，頂板的完整性遭到破壞，在降柱移架時支架間產(chǎn)生大量粉塵。根據(jù)上述產(chǎn)塵特點，通過液壓系統(tǒng)的聯(lián)動來實現(xiàn)自動噴霧降塵，采取利用雙液控噴霧閥實現(xiàn)移架和噴霧降塵裝置之間的聯(lián)動，即當(dāng)支架移架第一個動作產(chǎn)生煤塵開始，同時打開雙液控噴霧閥，通過自動噴霧控制閥動作在架間噴霧降塵，當(dāng)升柱時，同時又關(guān)閉雙液控噴霧閥，控制閥動作關(guān)閉水路，噴霧停止。這樣既能及時有效地捕捉移架時產(chǎn)生的粉塵，又不增加工作的操作工序，取得了較好的降塵效果。

（三）破碎機的防塵措施

由于綜放開采，放煤塊度大，產(chǎn)量大，破碎機的破碎量大，因而破碎機處為綜放面的另一大產(chǎn)塵點。破碎機的產(chǎn)塵部位在破碎部，為封閉式結(jié)構(gòu)，破碎過程產(chǎn)生的煤塵不易擴散，在破碎機進、料口處安設(shè)兩道噴霧，采用手動控制，每次啟動破碎機時開啟噴霧，達到了提高降塵效果的目的。

（四）轉(zhuǎn)載點防塵措施

綜放工作面在運輸機機頭、轉(zhuǎn)載機機頭和皮帶溜煤眼等轉(zhuǎn)載點將產(chǎn)生一定數(shù)量的煤塵。為減少各轉(zhuǎn)載點產(chǎn)生的煤塵，在每一個轉(zhuǎn)載點都安設(shè)了轉(zhuǎn)載噴霧，同時在轉(zhuǎn)載機機頭和皮帶溜煤眼處安設(shè)防塵棚，使煤塵只能在產(chǎn)塵區(qū)域局部范圍內(nèi)擴散，進一步控制了煤塵的飛揚，極大地提高了噴霧降塵的效果，將轉(zhuǎn)載產(chǎn)生的煤塵幾乎全部滅掉。為有效控制煤流中的水分，皮帶頭溜煤眼處安設(shè)微震動噴霧，煤量達到一定程度后，接觸到微震動噴霧的感應(yīng)器，噴霧自動開啟灑水降塵，煤量減少時，噴霧自動關(guān)閉。

三、總結(jié)

為了及時掌握各種防塵措施的防塵效果，以指導(dǎo)改進防塵措施，我們在東灘礦井下對綜放工作面的各種防塵措施的防塵效果進行了實際考察，采煤機、液壓支架的防塵措施的降塵率達到了88%以上，放煤口噴霧降塵率也接近90%，在工作面回風(fēng)巷距工作面10m處，測得工作面各種防塵措施的綜合降塵率達到了87%以上，以上防塵措施的應(yīng)用，取得了良好的效果，有效的保證了礦井的安全穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1]張松.淺析綜采工作面降塵技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展[J].山東煤炭科技，2013（02）.

[2]向新永，邱家軒，官凱.結(jié)合新型高效表面活性劑APG的超聲波噴霧降塵技術(shù)[J].煤礦安全，2013（07）.