論泡沫除塵技術在掘進工作面的應用

李宛霞+姜飛帥+廖海濤+劉晨

【摘 要】隨著社會經濟的快速發展，人們對于生態環保工業的重視程度也在不斷加深。在煤炭開采掘進的過程中，會有大量粉塵出現，嚴重影響了煤礦的生產安全。這種情況下，通過對泡沫除塵技術的有效應用，能夠很好地進行粉塵處理，且降塵效率較高，從而有效減少掘進面所產生的粉塵災害。

【Abstract】With the rapid development of social economy， peoples attention on ecological and environmental protection industry is constantly deepened. And in the process of coal mining excavation， there are a lot of dust， seriously threat the safety production of the coal mine. In this case， through the effective application of foam dedusting technology， we can greatly process the dust， and the dust removal efficiency is good， so we can effectively control the dust disaster caused by the excavation face.

【關鍵詞】泡沫除塵技術；掘進工作面；應用效率

【Keywords】foam dedusting technology； heading face； application efficiency

【中圖分類號】TU834.6+3 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0144-02

1 引言

在煤炭的開采過程中，特別是機掘工作面屬于粉塵產生幾率較大的位置。高濃度的粉塵不僅會對礦井作業造成一定的影響，同時也會對工作人員的身體健康產生威脅，因此有效的除塵技術十分重要。泡沫除塵技術作為一種新型的除塵技術，其相對于傳統的除塵技術來說，具有高效、耗能少、操作簡單的優勢，因此，在掘進工作面中得到了有效應用。

2 泡沫除塵技術

泡沫除塵技術和傳統的通風除塵、除塵器除塵、噴霧除塵、煤層注水除塵技術之間有著較大的差別，其除塵原理是通過將除塵泡沫覆蓋在土地和煤層上，實現高效除塵的一種技術方法。該除塵泡沫是通過水、發泡劑以空氣這三種物質的結合，在物理發泡作用下所產生的一種機械泡沫，其和傳統的除塵技術相比具有更高的除塵效率，同時其不僅繼承了噴霧除塵以及化學除塵技術的技術優勢，還具有十分獨特且科學的除塵特點。通俗來講，泡沫除塵技術的優勢主要表現在以下幾個方面：第一，泡沫除塵技術有著良好的潤濕性，由于使用了大量的發泡劑，因此泡沫表面所具有的張力在較短時間內急速降低，保證了泡沫的潤濕效果。而其所具有的潤濕性，能夠使較為干燥的漂浮浮塵的重量得到有效增加，促使其出現沉降的情況，從而完成粉塵的吸收[1]。第二，泡沫本身存在著全面的覆蓋性，也就是說，泡沫在空氣中得到噴灑的時候，會有大量吸附性泡沫產生，并且實現對于小粒徑粉塵的全面覆蓋以及包裹，從而提升除塵效率。另外，在將泡沫液向礦井內部的料堆上進行噴灑時，所產生的豐富泡沫體能夠在極短的時間內將整個空間中所有的塵源進行全面覆蓋，這樣也能夠在極大程度上降低粉塵的產生量。第三，除塵泡沫還有良好的粘附性，在泡沫噴灑到粉塵空間的上方之后，粉塵就會和泡沫體粘附在一起，此時泡沫的質量又會不斷增加，并受重力作用的影響，和泡沫粘附著的粉塵會不斷破裂，最終回到地面上，從而實現高效的除塵效果。

3 泡沫除塵的工藝流程

通常清況下，泡沫除塵技術主要使用的水源是井下壓水，風源使用的是壓風裝置。泡沫除塵技術的使用流程主要為：第一，在儲液罐中加入發泡劑，這是十分重要的，如果沒有發泡劑那么其所有的理論都不成立；第二，需要將清水以及風管和儲液罐進行有效結合，并且要使用同一個閥門進行同時控制，在罐中的液體得到充分混合后，就能形成泡沫除塵技術的關鍵泡沫液；第三，需要使用專用的泡沫分配器，對已經形成的泡沫液進行自主性分配。在分配完成之后，要向需要除塵的位置進行運輸，在泡沫由除塵裝置的噴頭噴出后，就能夠實現對于粉塵的清除作用，避免在煤礦開采掘進面出現嚴重的粉塵污染，從而保證生產進度，保護工作人員的生命健康以及環境清潔。

4 泡沫除塵技術在掘進工作面的現場應用

當前，某礦正在進行開采以及掘進的施工工作，其井田的東西長度為10km，南北寬度為9km，面積為79km2，當前探明的地質儲存量為15663.7萬噸，工業儲量為9670.25萬噸，可開采量有4985.46萬噸。此礦井在在掘進的過程中出現了大量的粉塵污染，其目前所使用的除塵方式主要為水霧降塵，但是沒有得到理想的除塵效果。在將新型的泡沫除塵技術應用于作業過程后，取得了良好的除塵效果[2]。

此次泡沫除塵技術主要在某軌道巷的掘進工作面上進行應用。此巷道最初的設計長度是1500m，服務時間是兩年。掘進工作已經進行了2個月的時間，計劃在4個月時間內完成。其水平標高是-340m，地面是平原，其巷道的南面以及北面還都未開采，巷道的東側是井田邊界柱線，北面是已經開采的另一條軌道的工作面。

4.1 泡沫降塵系統的安裝環節

泡沫降塵系統需要使用水源以及風源，而其水源主要是對掘進工作面降塵之前所使用的高壓水，氣源則是掘進工作面進行施工時所使用的部分壓風。在其安裝時，需要在水管以及風管的主管路上通過分支進行劃分。在連接過程中，需要使用直徑是25mm的高壓膠管。如果不想對掘進操作產生影響，則需要將發泡器安裝在掘進機的操作臺上，這樣在其使用過程中，能夠將所生成的泡沫通過噴頭直接噴灑在掘進機的截齒產塵點上，降低礦塵的發生幾率，避免出現粉塵擴散的現象。endprint

4.2 泡沫噴頭的工藝設計

要保證噴灑出的泡沫能夠實現高效除塵的根本目的，在進行除塵系統的安裝過程中，需要重視其噴頭的布置形式。由于此礦區使用的是橫軸式的掘進機，其在掘進工作面中，產生礦塵的主要區域是掘進機的截齒處，因此，對于泡沫噴頭的安裝，需要布置其在切割滾筒的四周，特別是上部和下部產生筒，即需要在切割滾筒的上下布置四個噴頭，兩側則需要垂直布置1個噴頭即可。

4.3 除塵效果

通過記錄對比發現，在使用泡沫除塵技術之前，此礦井的掘進巷道出現了嚴重的粉塵災害，能見度極低，其掘進工作面基本無法看到。而在充分地應用泡沫除塵技術之后，其巷道內的粉塵明顯消失，且能見度也提升了許多。并且由于此礦之前所使用的水霧除塵技術，對水資源的需求極大，耗水量極大，產生了一定程度的水資源浪費情況。而在對泡沫除塵技術進行應用之后，不僅除塵效果優異，而且耗水量也得到了有效降低，極大地減輕了礦井的供水壓力。

并且通過一定的數據表明，泡沫具有更好的除塵效果，其除塵效率高達85%以上，比水霧降塵的效果更好。并且使用泡沫除塵技術還能夠對呼吸性粉塵進行有效去除。將泡沫除塵技術有效地應用于掘進工作面，不僅極大程度地避免了井下掘進工作中出現大量粉塵的現象，還能夠保證井下工作的安全性，也保護了工作人員的身心健康。

5 結語

綜上所述，在煤炭開采作業中，關于掘進工作面的除塵情況，泡沫除塵技術具有以下幾點優勢：首先，通過對揚塵的有效清除，保證了掘進機司機的視線清晰度，保證了工作效率的提升。同時將整套的泡沫抑塵裝置在綜掘機上安裝完成后，其能夠隨著綜掘機的行走而走動，極大程度地降低了搬運強度。同時泡沫在煤塊上覆蓋后，瓦斯的放散速度也能夠減緩和降低，工作面的瓦斯濃度也得到了有效降低。雖然泡沫除塵技術具有以上的優勢，但是還需要對其進行深入研究，使其在設備以及發泡劑等方面得到優化和進步，在促使除塵效率提升的同時，降低投入成本，并使其能夠適應各種極為復雜的作業環境。

【參考文獻】

【1】劉剛，昃璽，張仁貴. 綜掘工作面除塵技術研究與應用[J]. 工業安全與環保，2012（02）：16-18.

【2】孟金偉. 新型泡沫除塵技術在掘進工作面的應用[J]. 科技風，2015（23）：131.endprint