礦井井下防塵灑水管路系統的建立

閻曉宏

（山西大同煤礦集團有限公司煤峪口礦， 山西 大同 037001）

引言

礦井工作人員經常會患職業病，大多是由于在礦井井下作業時對井下的煤塵、巖塵等顆粒性物質的過多攝入導致的。除了要對采煤工作面進行煤層預注水之外，還應該要結合井下采掘過程中的具體環節以及粉塵顆粒濃度、地下環境因素等，建立起一套符合實際的完善的防塵灑水管路系統。該方法不僅可以使礦井內的粉塵危害得以消除，而且可以使礦井作業人員的健康得以保障。因此，井下防塵灑水管理系統成為了煤礦生產系統中最為重要的一項內容[1]。

1 水質要求以及水源的選擇

1.1 水質要求

高壓噴霧所使用的水標準應符合國家生活中的飲用水標準。特殊設備在選擇使用水的標準時一定要符合廠家提供的水質標準。表1是行下灑水以及常見設備的用水標準。

表1 井下防塵水質標準

1.2 供水水源選擇

其實有很多水源可供礦井進行選擇，其中包含了地表水、礦井水以及工業用水等等。在對水源進行選擇的時候，要結合礦井的條件以及需求，將節約用水作為標準，對水資源進行合理有效的利用，以此來降低使用水的成本，不僅能夠對水資源進行循環利用，還能夠起到保護環境的作用。

2 噴霧降塵系統的布置及工作要求

1）在開采礦井的過程中，將防塵供水管網鋪設在回采工作面，給噴霧降塵系統提供水源。噴霧系統連通采煤機以及掘進機共同作業，使割煤、掘進、降塵等工作實現了同步。

2）將噴霧系統設置在順槽膠帶運輸機的機頭處和機尾處，利用噴霧進行降塵，使風流得到凈化。

3）在礦井內設置定期沖塵制度，并配備沖塵軟管。采煤隊在開展工作的時候，需要每天沖洗所管轄的工作面以及其外50 m內的進回風巷至少一次；每三天對100 m之外的進回風巷進行一次沖洗，一旦累計的塵土超過所規定的區間，就需要對其進行一次沖洗，并且需要做好記錄工作。開拓掘進隊需要每班對所管轄的掘進工作面50 m范圍內進行一次沖洗；每天對掘進工作面50～100 m的巷道進行一次沖洗，每二天沖洗一次距離掘進頭100 m之外的掘進巷道，并且要做好記錄工作。對于普掘工作面來說，需要在放炮前后對距離工作面范圍30 m內的巷道以及煤各自進行一次沖洗，并且做好記錄工作。對每班距離運煤系統20 m范圍內的轉載、卸載點巷道進行隨時的沖洗工作。

4）日常檢測由防塵隊來擔任，對全礦所有的防塵灑水管路系統進行調整和完善，早中晚三班專人值守，方便應對突發事件的發生，以便能隨時隨地解決全礦管路的暢通[2]。

3 礦井防塵灑水管網系統管網布置形式及選擇

管路指的就是管道以及其他附件相互連接而成的一個整體。礦井管網系統是由井下許多不同的管路根據需求進行連接而形成的。

根據結構的不同，可以將礦井防塵管網系統分為樹狀網以及環狀網兩種。像樹枝一樣對管網進行布置就是樹狀網，其粗細程度由樹干到樹梢逐漸變細，根據供水方式的不同可以將樹狀分為倒立以及正立兩種形狀。如果井底水倉受到全礦井的集中供水，那么正立狀樹狀網是該管網系統的主要形式。如果供水是通過地面水池集中進行的，那么就是倒立樹狀網。礦井防塵工作中最常見到的管網形狀之一就是倒立樹狀網，一般在靜壓供水的礦井中比較適用。

主干管路經連接形成環狀就是所謂的環狀網。因為環聯管通向四面八方，一旦有管線受到損壞，一側斷水受到影響的范圍不大，不至于導致全礦井或者整個采區的防塵工作中斷。在生產較為集中的水平煤層以及作業地點比較適合采用環狀網，礦井所需要的水壓基本相同，將幾個大小不等的靜壓水池設立在井下同一水平，以此來對礦井進行統一的供水工作。

對兩個形式進行相比，其主要的區別就在于，樹狀網的結構相對更加簡單、主干管線更短、不用投入過多的資金，但是相比環狀網來說可靠性更低一些，一旦有管路受到損壞，分布在其后的各分支管路的水都會隔斷。針對這一弊端，環狀網更具優勢，但其所需的主干長度是管狀網的兩倍。在具體對兩者形式進行選擇的時候，必須要本著安全可靠、經濟合理的原則結合該礦井的實際情況進行。

4 減少水壓或是增加水壓的措施

4.1 加大管網分支壓力措施

由于管網分支沒有足夠的壓力進行供水，導致部分井下網點的灑水工作無法進行時，可以利用壓氣水箱來加大壓力，風壓會對壓氣水箱進行限制，只能夠在部分地點進行加壓。一旦用水地點的標高被靜壓供水的水源超過時，就需要設置加壓泵來使供水壓力得到提高。

在對井下加壓泵的位置進行設置的時候，需要結合加壓泵的服務范圍，通過水力來對此進行確定，盡量做到管網各分支之間的阻力值相近，除此之外，還需要解決開采工作中因加壓泵位置不當導致的頻繁搬家的問題。

4.2 減少管網壓力措施

減壓措施需要在靜水壓力小于2 MPa時實施。通常灑水設備所要求的供水壓力遠不及管網中的供水壓力，也沒有達到供水管允許承壓的范圍。針對此類問題，可以采用以下方法來進行解決，使超過灑水設備額定值的多余水頭得到消除；在方法上可以采取縮小管徑增加流速的方式來對灑水器前的多余作用水頭進行消除。將減壓閥門設置在需要減壓的支管或者灑水器前。在將減壓閥設置在灑水器前某一支管上的時候，可以再安裝兩個截止閥，一個用于截流、一個用于減壓，具體可根據噴霧狀況來進行適當的調節。在對壓力進行控制的時候用電測壓力表結合電磁閥來進行。將阻力片安裝于灑水器之前的支管上。

以上幾種方式都是依靠水流的阻力來進行減壓工作，管網系統的靜水壓力不會得到真正的降低。所以，在設計灑水工作的時候，需要合理選擇其所需用到的管材以及配件，必須與靜水壓相結合。

5 結語

礦井生產地點通常都是分散開的，在設計防塵灑水系統的時候，排除主管路外，在布置井下灑水管路的時候一定要結合灑水設備的分布狀況合理進行分布。想要使灑水管線免受破壞，如果條件允許的話，盡量避開采動沉陷區域對灑水管線進行布設。