煤矿综采放顶煤工作面高浓度粉尘的综合防治
综采放顶煤工作面防尘技术探讨
综采放顶煤工作面防尘技术探讨【摘要】针对综放工作面大量粉尘的产生直接影响作业人员的身心健康，威胁矿井的安全生产，本文探讨了煤矿粉尘防治方面几种办法的工作原理、系统布置及其防尘效果等。
【关键词】综采放顶煤；粉尘防治；防尘效果0 概述矿井粉尘是煤矿五大自然灾害之一，煤矿粉尘因其自身的物理化学性质，导致其具有爆炸危险性的同时，还具有减少仪器使用精度和寿命、降低生产现场可见度以及导致长期工作人员患职业病等危害。
现阶段，随着我国煤矿采掘机械化程度的不断提高，矿尘的生成量也急剧上升，尤其是煤矿综采放顶煤工作面，在割煤、放煤、移架的过程中，产生的粉尘量尤其严重，达到了3000-8000mg/m3，严重影响企业的安全高效开采和职工身体健康，因此必须采取有效措施对煤矿粉尘进行防治，本文主要针对综放工作面几种防尘技术方法进行探讨。
1 防尘技术方法1.1 煤层注水防尘煤层注水是煤矿应用极为广泛的综合治理粉尘灾害的技术措施，也是经过实践证明的降低采煤工作面粉尘含量最积极、最有效的手段。
它主要是在回采前预先在煤层中打若干钻孔，通过注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分和尘粒间的黏着力，降低煤的强度和脆度，减少采煤时煤尘的生成量。
图1 除尘率与注水量的关系图2 除尘率与煤的水分增量的关系（1）注水参数的影响注水参数包括注水压力、注水速度、注水量和注水时间等，其中注水量（图1）或煤的水分增量（图2）既是煤层注水效果的标志，也是决定除尘率高低的重要因素。
（2）注水方式和选择a）短孔注水（图3）是在采煤工作面垂直煤壁，或与煤壁斜交打钻孔，注水孔长度1.5～2.5m。
图3 短孔注水1.工作面；2.回风；3.钻孔；4.进风保证当天产量进度，注水压力低，工艺简单，湿润范围小，易跑水，且钻孔注水必须在准备班进行，容易与回采发生矛盾，对生产能力高的工作面不适用，注水效果一般。
b）深孔注水（图4）是在采煤工作面垂直煤壁打钻孔，注水孔长度5～25m。
综采工作面粉尘分布及治理对策
综采工作面粉尘分布及治理对策1. 引言综采工作面是煤矿中重要的工作区域，但同时也是产生大量粉尘的地方。
粉尘对矿工的健康和安全造成严重威胁。
因此，了解综采工作面粉尘的分布规律，并采取相应的治理对策非常重要。
本文将对综采工作面粉尘的分布情况进行分析，并提出一系列治理对策，以保障矿工的健康和安全。
2. 综采工作面粉尘的来源综采工作面粉尘主要来自以下几个方面：•煤炭开采过程中的煤尘产生；•风动设备（如通风机、风管等）的摩擦产生的粉尘；•煤炭运输和装卸过程中的扬尘。
以上因素对综采工作面粉尘的产生起到了重要作用。
3. 综采工作面粉尘的分布情况综采工作面粉尘的分布情况与多个因素相关，包括风速、通风方式、煤炭的品质等。
3.1 风速对粉尘分布的影响较高的风速能够有效地将粉尘吹散，降低其浓度。
然而，过高的风速也会造成矿井内的空气紊乱，增加矿工的工作难度。
因此，需要找到风速的合适范围，以达到粉尘分布和矿工工作的平衡。
3.2 通风方式的影响通风方式也会直接影响到综采工作面粉尘的分布。
合理的通风方式能够将粉尘从工作面排出，并保持空气流动，将新鲜空气供应至工作区域。
常见的通风方式包括自然通风和机械通风。
3.3 煤炭品质对粉尘分布的影响煤炭的品质是产生粉尘的主要因素之一。
低品质的煤炭容易产生更多的煤尘，增加工作面粉尘的浓度。
因此，在选煤过程中，应尽量选择高品质的煤炭，以减少粉尘的产生。
4. 综采工作面粉尘治理对策4.1 加强通风系统的设计和维护通风系统是控制综采工作面粉尘分布的关键。
应通过合理的通风方式和风速控制，将粉尘从工作面排出，并保持空气流动，以降低粉尘浓度。
同时，需要定期对通风设施进行检查和维护，确保其正常运行。
4.2 采用湿式粉尘治理技术湿式粉尘治理技术可以有效地控制综采工作面粉尘的扩散。
通过在需要治理的区域喷洒水雾，可以使粉尘在空气中凝结，降低粉尘的浓度。
湿式粉尘控制技术在煤矿行业已经得到广泛应用。
4.3 增强矿工个人防护意识除了从源头和环境两个方面治理粉尘，还需要增强矿工个人的防护意识。
2024年煤矿粉尘防治技术(三篇)
2024年煤矿粉尘防治技术随着综采、综掘技术的迅猛发展，尤其是高产高效工作面和综放工作面的广泛应用，我国煤矿粉尘污染问题日趋严重，经八五九五期间的科技攻关，防降尘技术有了较大发展，在煤层注水、采煤机防尘、液压支护防尘、放煤口防尘及综掘面粉尘高效控制、呼吸性粉尘测试仪器的研究和推广应用等方面取得了突破性进展。
1．综采工作面防尘技术(1)煤层预湿注水技术。
煤层注水是煤炭开采中一项有效的预防性减尘措施，早在20世纪40年代，国外已开始采用此法减尘，至今已成为美国、英国、德国、俄罗斯、比利时和波兰等主要采煤国家广泛采用的减尘措施。
我国从1956年在本溪彩屯煤矿首次试验煤体预注水防尘技术，到xx年已有40％的采煤工作面实施煤体预注水防尘技术。
经过多年科研实践，煤层注水预先湿润煤体已经成为我国综合防尘技术核心，开发了长钻孔、短钻孔和深钻孔等煤层注水的成套技术，开发了水泥砂浆封孔泵，解决了封孔难的问题，提高了煤层注水降尘的效果。
研制了自动化控制的注水系统。
随着综采放顶煤技术在我国的推广应用，但由于综放开采的开采厚度大多在5m以上，最大厚度已达10m，而一般煤层在垂直于顶板方向上的渗透性较差，传统的注水工艺不能满足厚煤层开采的需要，九五期间，兖矿集团有限公司与煤炭科学研究总院重庆分院联合攻关，研究开发出适合厚煤层开采的煤层注水技术。
在九五期间，煤炭科学研究总院与兖矿集团有限公司研制了由流量和压力传感器、比例控制阀、计算机、泵、液压系统组成的全自动控制的注水系统。
煤层注水自动化控制系统与装备属于典型的机电液一体化设备，为了保证系统能够可靠工作，各子系统均具有手动和自动控制功能。
(2)采煤机防尘技术。
自八五以来，重点开展了对采煤机、液压支架及放煤1：3粉尘的高效治理技术的研究，先后研究出采煤机含尘气流控制、高压水外喷雾降尘技术，对液压支架、放煤口实施自动控制水喷雾降尘技术，使采煤机司机处空气中的含尘浓度在使用含尘气流控制技术和高压外喷雾降尘技术后分别下降了60％～70％和82％～93％，液压支架、放煤El自动喷雾降尘技术的使用，使放煤工操作处的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度分别下降了84．7％和67．5％，使支架移架时下风流7m处的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度分别下降了74．6％和61．1％，较好地降低了含尘气流的粉尘浓度。
浅谈综采工作面粉尘治理技术
浅谈综采工作面粉尘治理技术摘要：本篇着重介绍了山西宏源集团官庄河煤业有限公司在从事综采生产时过程中进行粉尘综合治理技术关键词：综采工作面粉尘综合治理技术随着国家飞速的发展，科学技术不断的创新和实践，煤矿的机械化程度不断提高，开采强度越来越大，因此综采作业面产生的尘土越来越多，导致作业区粉尘浓度不断攀升。
严重的危害着煤矿安全人员和现场作业人员的健康。
一、问题的提出同以往的高档普采工作面相比，综采工作面在实现高产高效的同时，也产生了数量相当大的粉尘，严重损害了一线职工的身体健康。
对综采工作面采用粉尘综合治理技术，最大限度地降低综采工作场所的粉尘浓度，是采用综采工艺生产过程中还需要不断探索和解决的难题。
二、问题的解决方案公司在长期采用综采工艺生产过程中，通过不断探索，不断改进，逐步掌握了在该工艺下的粉尘综合治理技术。
通过比较优化，结合公司自身的特点，目前主要采用了煤层静压长壁注水、放炮短壁注水、机组内外喷雾、工作面光控水幕、综采支架移降架喷雾、进回风巷使用净化水幕、个体防护放炮前后洒水灭尘、转载点喷雾等粉尘综合治理技术。
1煤层长壁注水、短壁注水公司结合本矿井自身的特点，充分利用在-195水平副井通道建筑的静压水池（容积320m3，标高-186m），通过静压水池与生产工作面形成的3.5～4.2MPa的压力差进行了煤层静压长壁注水，为矿井节省了注水泵4台，减少了因煤层注水而产生的电费、设备租赁费和维修维护费用，创造了可观的经济效益。
通过煤层静压长壁注水，煤层取样化验分析,煤层含水量介于4.05%与4.2%之间，达到了《煤矿安全规程》要求。
另外根据公司11#煤综采工作面含有夹矸需放震动炮的特点，在11#层煤的综采工作面上打眼期间进行了煤层短壁注水，减少里产尘量，也起到了良好的辅助降尘效果。
2机组内外喷雾公司在确保综采机组水压不小于2.0Mpa的前提下，为进一步提高机组内外喷雾的降尘效果，在防尘管路上泵站供水管之前加设了水质过滤器，为机组内外喷雾提供了水质保障，确保了喷雾效果。
综采放顶煤工作面煤尘的综合防治
Ｚ ａ ｇ Ｑｉｇ ｅ ｈ ｎ ｎ ｄ
（ ｎ ｈ ｎＣ ｌｅｙ Ｎａ ｓ ａ ｏｌ ｒ ，Ｈｅａ ｇＢ ａ ｃ ｉ ｇ ｎ ｒｎ ｈ，Ｌ ｎ ｍａ ｎｎ ｏ ｐＣ ． ｔ ，Ｈｅ ａ ｇ ｏ ｇ ｙ ＭｉｉｇＧｒ ｕ ｏ ，Ｌ ｄ ｇ ｎ ，Ｈｅ ｏ ｇｉｎ ，１ ４ Ｏ ） ｉ ｎ ｊ ｇ ５ １ ０ ｌ ａ
摘
要 ： 对综 放 工 作 面 产 尘 的特 点 及 煤尘 的分 布情 况 ， 取 了提 高机 组 喷 雾 压 力 、 体 注水 ， 强 管 理力 度 完 善技 术管 理 针 采 煤 加
等 方 法 ， 低煤 尘密 度 ， 善 了作 业 环境 和 条 件 。 降 改
关 键 词 ： 放 工 作 面 ； 尘 ； 治对 策 综 煤 防
高， 工作 面煤 尘 的 生 成 量 和分 散 度 都 显 著 增 加 ， 危 害 性 其 更 加 严重 ， 煤 矿 安 全 和 职 工 健 康 带 来 威 胁 。因 此 ， 尘 给 煤
的 防治是 综 放 工作 面需 攻 克 的 技术 课 题 。
严 格 按照 《 患 技 术论 证 报 告 》 实 水 患 防 范 措 施 和 对 策 ， 水 落 彻 底 治理 水 害 隐患 。 ６ ）监 察 矿井 排 水 系 统 。针 对 乡 镇 煤 矿 排 水 系 统 不 完 善 问题 ， 令煤 矿 按 《 矿 安 全 规程 》 求 完 善 矿 井 排 水 系 责 煤 要 统 ， 强 矿 井排 水 能 力 ， 季 前 必 须 清 理 水 仓 和 检 修 排 水 加 雨 设 备 及 供 电设 施 ， 路 专 用 ， 证 供 电 系统 安 全 可 靠 ， 用 线 保 备 电 源应 满 足矿 井 排 水 的 需求 。
采 用 支撑 掩 护 式 放 顶 煤 支 架 ６ ８架 ， 高 ２ ４ｍ， 煤 用 放 采 ． 顶
综采工作面的粉尘分布及治理对策
综采工作面的粉尘分布及治理对策1.综采工作面粉尘分布情况：(1)工作面中的煤尘经过破碎、装载和传送等过程后，会在空气回流过程中产生较大的粉尘浓度。
因此，综采工作面出口、巷道口、揭煤口等位置的煤矿粉尘浓度较高。
(2)综采工作面中，由于爆破、钻孔等作业会产生大量扬尘，矿工接触到的粉尘浓度也相对较高。
(3)煤矸石的处理过程中也会产生大量的粉尘，这些粉尘容易飞散到工作面附近的区域。
2.综采工作面粉尘治理对策：为了降低综采工作面的粉尘浓度，保护矿工的健康和安全，需要采取一系列的治理对策。
下面列举几个常用的对策：(1)强化通风系统：通过增强综采工作面的通风系统，有效控制空气流动方向和速度，将粉尘迅速带出工作面。
同时，合理布置风门和风帘，避免粉尘逸散。
(2)水雾降尘：可以在综采工作面设置雾炮等喷雾装置，通过喷雾水雾来降低空气中的粉尘浓度。
水雾能够将粉尘颗粒湿润，增加颗粒粘附力，从而减少扬尘。
(3)覆盖尘源：对于综采工作面上的煤矿粉尘源，可以采用覆盖措施，如覆盖布、覆盖膜等方式，将尘源封闭起来，减少粉尘的扩散和飞散。
(4)粉尘收集装置：设置合适的除尘装置，对综采工作面产生的粉尘进行收集处理。
常用的除尘装置有湿式除尘、布袋除尘等。
(5)粉尘监测和评估：定期对综采工作面的粉尘浓度进行监测和评估，及时了解粉尘治理效果，并对治理措施进行调整和完善。
(6)矿工个人防护：提供矿工个人防护设备，如口罩、防尘镜等，保护其呼吸道和眼睛免受粉尘的侵害。
综采工作面的粉尘分布及治理对策是煤矿安全和环保工作的关键部分。
通过加强通风、降尘、覆盖等治理措施，可以有效降低综采工作面的粉尘浓度，保障矿工的健康和安全。
同时，需要加强对粉尘治理效果的监测和评估，不断完善治理措施，提高粉尘治理的效果和可持续性。
综采放顶煤工作面粉尘综合治理
矿 尘是 煤矿 井 下 安 全 生产 的重 大 灾 害 之 一 ， 它 不 仅影 响工 作环 境 ， 还可 导致 尘肺 病 ； 尘 爆炸 时危 煤 害 更大 ， 可造 成 矿毁 人亡 。由于 治理难 度较 大 ， 长期 困扰煤 矿安 全 生产 。 晋城 无烟煤 矿业集 团有 限责任公 司 （ 以下简称 晋
２ 可通 过实 验取 得最 佳钻 孔 间距 ） ０ ｍ（ 。
身 的机械 参数 和工 作状 况有 关 等 。 移架 放顶 煤产 尘 主要 影 响 因素 ： 煤 的本 身 特 与 性 有 关 ， 架 放顶 煤产 尘与 煤 的硬度 成反 比 、 移 与放 煤
厚 度 成正 比 ， 时受直 接顶 顶板 条件 影 Ⅱ 同 向。
的 ３％。 １
钻孔 布 置 ： 用双 向布置钻 孔 ， 采 在进 风和 回风巷 两侧 向 回采工 作 面打 注水 钻孔 。 钻 孔长度 ： 孔长 度取 决 于工作 面长 度 、 钻 煤层 透 水性 及 钻孔方 向 ； 工作 面 的二分 之一 长度 加 １ ０ｍ重 叠段 长 度之 和作 为单 侧 钻 孔 长度 （ 本工 作 面 煤层 倾
摘
要： 统计 分析综采放顶煤工作面生产过程 中粉 尘分布 规律及 影响 因素 ， 究治 理对策 措施 ， 研 最大 限度
减低综采放顶煤工作 面粉 尘浓 度。 关键词 ： 综采放顶煤 ； 工作面粉尘 ； 综合治理
中 图分 类 号 ： Ｄ １ ． Ｔ ７４ ４ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ５ ２ ９ （ ０ １ ０ — ０ ３ — ３ １０ — ７ ８ ２ １ ）９ ００ １ ０
长平 公 司 为 晋 城 煤 业 集 团 的 一 个 主 力 生 产 矿
井， 回采工 艺 为综 采 放 顶 煤 ， 尘 具 有 爆 炸性 ， 为 煤 成
综采放顶煤工作面粉尘综合治理技术探讨
综采放顶煤工作 面粉 尘综 合治理技术探讨
刘 艾
（ 同煤 集 团 。 山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ０ ０）
【 摘
要】 随 着综采放顶煤技 术的发展 ，随之 而来的是 高浓度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
粉 尘 对 作 业 人 员的 身体 健 康 和 煤 矿 安 全 生产 造 成 严 重 的 威 胁 。 本 文
针对 １ １ １ ５ 综放工作面的产尘情况 ， 在预先 湿润煤体 的前提下 ， 采用 采煤机 高压喷 雾、放 煤 口放煤 喷雾及回风巷道安设风流净化水幕等 综合 防尘技 术．对工作 面产尘的主要工序和关键 区域进行控制 。现 场 测尘结果表 明降尘效 果显著 。 【 关键 词 】 综采工作面 ； 放 顶煤 ；粉尘治理
引 言
作面 的 ２ ／ ３ ，因此 取 钻 孔 长 度 为 工 作 面 长 度 ×２ ／ ３ ＝ １ ２ ２ ． ５×２ ／ ３ ＝ ８ ２ ｍ 。 钻孔上仰 １ ～３ 。 ， 即钻 孔 倾 角为 ６ ～８ 。。 ３ ． ２ 采 煤 机 喷 雾 降 尘 采煤机割煤是放项煤工作面 的主 要尘源之一 ，也是防尘的重点 之一。与产尘量关系较大 的主要是截齿 的形状 、数量、截 齿的安装 方 向以及滚筒 的形状等 ，在选 用采 煤机 时，应针对煤层特点和顶底
部位 。
量的 ３ ％。在煤炭 尚未采落之 前，其内许多裂隙就 已经存在着一些 煤尘。这些煤尘是 由于煤层在 构造运 动中受挤压或在开采前受地层 集 中压力的作用而产生 的，它 们存 在于这些裂隙之 中，随着煤炭 的 采落和破碎而进入井 下空间，这些煤尘称为原生煤尘 。采煤机在作 业时，煤炭受机械 的快速切 割而产生大量煤尘 ，是采煤工作面 的主 要产尘 区。 煤尘 的产生 与下 列因素有 关：（ １ ）煤层地质条件 煤层脆性大、 节理裂 隙发 育、疏松 而干燥时 ，产生 的粉尘就多 。（ ２ ）回采方 法和 工 艺。机械化 程度越高 ，防尘工作越重要 ；采煤 机牵引速度、割煤 方 向、截 齿型式等都会影响粉尘 的生成量 。（ ３ ）通风状况及采掘空 间的大小。合理的通风量可 以冲淡粉尘浓 度并把 它带走，风量太小 不能有效降低粉尘浓度 ，风量过大会把沉积粉尘吹扬起来 。 ２ １ １ １ ５工 作 面 概 况 １ １ １ ５工作面位于某矿 二水平南五采 区，为 １ ２煤层 工作面 ，该 工作面东部为 国道保护煤柱 ， 南部为 ｌ １ １ ７设计工作面，西部为 ｌ １ １ ７ 上 山和 １ ２煤 层通 风 上 山 ， 北 部 为 ｕ １ ３采 空 区 ，工 作 面 上 覆 为 ９煤 层 采 空 区 。本 工 作面 为 ｌ ２与 ｌ ２半 煤层 合 区 ， 煤 厚 及 倾 角 较稳 定 ， 局 部受构造影 响不稳 定。煤层总 厚平 均 ６ ． １ ７ ｍ ，ｔ ２煤层平 均厚度 ４ ． ３ ｌ ｍ ，其 中含 ２ ～３ 层 黄铁矿 结核，最厚 ０ ． ｉ ｍ ；１ ２半煤层平均厚度 １ ． ８ ６ ｍ ，两煤层之间夹矸最厚 ０ ． ４ ｍ 。工作面 走向长为 ６ １ ８ ｍ ，倾斜长 为１ ２ ２ ． ５ ｍ ， 煤层倾角为 ６ 。～１ ２ 。， 平均为 ９ 。； 工业储量为 ８ ３ ７ ８ １ ８ 吨， 可 采储量为 ６ ２ ８ ３ ６ ４吨。 采用走 向长壁后退 式放顶煤采煤法 ，由 南向北回采 ，采高 ２ ． ３ ｍ ，放顶煤 ４ ． ２ ７ ｍ ，采放 比 １ ：１ ． ８ ５ ７ ． 放顶煤 是整个工序的关键 ，工作面采面用多轮顺序放煤 。 ３ 工 作 面 煤 尘 的 防 治 措 施 ３ ． １煤 层 注水 防 尘 注水 防尘 ，是 通过钻孔并利用水 的压 力将水注入 即将回采的煤 层 中，一是增加 煤的水分 ，使煤体得到预 先湿润 ；二是利用煤层注 水预湿过程 中液体在裂隙表面 的压 力、夹层 和矿 物质 的膨化 以及化 学的与物理 的作 用，使煤 的力学性质 发生变化 （ 如塑性增加 、硬度和 抗压强度降低） ，减 少煤在 破碎过 程中的矿尘产 生量。对于较松软的 煤层，为了降低工作面采煤机落煤 时和 放顶煤时的产尘量 ，有必要 采用预注水的办法把煤浸湿 。但决不能因此而降低煤 的强度 ，使煤 体提前断裂 ，从而影 响工作面煤壁和顶煤的稳定性 ，给工作面维护 带来困难 。 在 工作 面 风道 内 沿工 作 面走 向 ，距 切 眼 ４ ０ ￣８ ０ ｍ处 ， 由里 向外 布置注水钻孔 ，钻孔位置选择在距底板 １ ｍ左右；注水钻孔沿煤层钻 进 ， 略 向上 仰 ；第 一 个钻 孔 距 工 作 面 煤 壁 ４ ０ ￣８ ０ ｍ ，注 水 孔 湿 润 半 径：５ ～１ Ｏ ｍ 。钻 孔间距为 １ Ｏ ～１ ５ ｍ ，钻孔长度为钻孔 长度 不小于工
矿山粉尘防治措施
矿山粉尘防治措施1.综采和综放工作面防尘措施综采或综采放顶煤的防尘应由煤层注水、采煤机防尘、自移液压支架的降架移架防尘、放顶煤的防尘、转载及破碎防尘和通风排尘等综合措施组成。
本课主要讲述液压支架及放顶煤的防尘措施。
实测证实，综采工作面移架作业的产尘量约占整个工作面产尘量的 30%左右，有的高达 900～1600毫克/立方米。
移架作业的防尘主要是依靠安装在支架上的各类喷嘴进行的：顶梁两侧的喷嘴主要指向煤帮的护帮板及相邻架顶梁之间喷雾;掩护梁两侧的喷嘴向架间喷雾同时向采空区浮碴喷雾;放煤口的防尘是在放顶煤的综采液压支架上安装一组针对放煤口的喷嘴，当放煤时开启喷嘴捕集放煤口的煤尘。
为提高液压支架移架和放煤作业的降尘效果，可同时开启本架及下风侧邻近架的各类喷嘴。
为实现液压支架的各项作业与喷雾降尘同步自动进行，我国研制并推广应用了自动喷雾多功能控制阀，简化了操作，确保了喷雾措施的实施，使作业点的粉尘浓度降低 80%以上。
液压支架自动喷雾多功能控制阀是受液压支架液压系统控制的集中水阀。
当支架的立柱，移架或放煤插板的千斤顶动作时，它们的液压管路所控制的相应水阀阀门同时动作，从而实现自动的同步喷雾。
在综采放顶煤工作面，除了采取综合防尘措施外，放煤支架的选型对产尘量的影响极大。
高位及中位放煤的液压支架因放出的顶煤有1～2.5米的自由坠落高度，其产尘量可高于低位放顶煤几倍至十几倍。
因此，从防尘及减少顶煤损失考虑，低位放煤液压支架日益得到广泛应用。
2.井巷定点喷雾降尘措施在采掘工作面的诸多防尘措施中，煤炭或岩石虽然受到了一定的湿润，但在运输、装运和转载中因机械的翻动和水分的随风蒸发，通常会有不同程度的再破碎和粉尘的飞扬，有时甚至出现严重的尘害。
因此井筒及各类巷道中的定点喷雾降尘是煤矿综合防尘极为重要的组成部分。
井下需要设置定点喷雾装置的地点有：刮板运输机或皮带运输机的装载点和转载点、溜煤眼或煤仓的上下口、矿车的装车点及运行线、翻车机或卸煤坑等。
综采放顶煤工作面防尘现状及其发展
综采放顶煤工作面防尘现状及其发展刘斌(开滦(集团)唐山矿业分公司河北唐山063000)摘要:随着综采放顶煤技术的发展和放顶煤工作面急增,随之而来的是高浓度粉尘对作业人员的身体健康和煤矿安全生产造成严重的威胁。
当前,综采放顶煤工作面除沿用普通综采工作面采取的综合防尘措施外,还要采用一些综合的防尘措施。
介绍了当前全国综采放顶煤工作面综合防尘技术现状,提出了今后综合防尘技术的发展方向。
关键词:综采放顶煤;防尘技术中图分类号:TD714+14 文献标识码:B 文章编号:1006-0898(2006)03-0005-03 1 前言综采放顶煤是80年代才在我国迅速发展起来的一种新型厚煤层采煤方法,具有高产、高效、低耗、劳动强度低和经济效益好等优点。
但是,随之而来的安全问题也十分突出,特别是高浓度粉尘对作业人员的身体健康和煤矿安全生产造成了严重的威胁。
综采放顶煤采煤方法已在我国30个矿务局的近70个工作面采用。
由于放顶煤综采产煤量大,又增加了放煤口这一大尘源,因此,放顶煤工作面的粉尘污染比一般综采更为严重。
采煤机割煤和放煤平行作业时,尤其是逆风割煤时前滚筒在采煤机上风方向割顶煤其粉尘浓度高达20～30g/m3,对工作环境造成严重污染。
2 综采放顶煤工作面综合防尘技术现状当前,综采放顶煤工作面除沿用普通综采工作面采取的综合防尘措施外,还研究成功了液压支架移架和放煤磁化喷嘴自动喷雾、刮板输送机处电磁阀控制自动喷雾、破碎机处压气喷雾声波雾化降尘技术、磁化水降尘技术、预荷电高效喷雾等综合防尘技术。
2.1 煤层预注水湿润煤体防尘技术回采前预先注水湿润煤体,是降低煤层开采时粉尘产生量的最有效方法。
煤的产尘能力与煤本身的性质有关,也与煤的水分含量及赋存条件等因素有关,对于变质程度和赋存条件特定的煤层而言,煤的产尘能力主要取决于煤的水分含量。
煤层注水防尘就是通过提高煤的水分含量。
达到降低煤的产尘能力的目的。
如阳泉四矿开采5号缓倾斜厚煤层,煤质较硬(f=2～2.5),煤层透气性差,属于难注水煤层,曾使用普通的长钻孔(80～100m)静压注水,效果极不理想。
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煤矿综采放顶煤工作面高浓度粉尘的综合防治1 前言综采放顶煤是我国80年代初从国外引进的一种新的采煤方法。
由于它具有高产、高效、低耗等一系列优点，近十年来，在我国得到了较迅速的推广，成为实现我国煤矿高产、高效的主要途径之一。
但这种采煤方法由于开采强度大、产尘尘源多、产尘量可高达(2000～5000)mg/m3，因而对尘毒的防治难度大。
在生产中，由于高浓度粉尘使作业场所的劳动卫生条件急剧恶化，严重地制约了这种采煤方法的推广应用。
“八.五”期间，为解决上述问题，煤炭科学研究总院重庆分院承担并完成了煤炭部下达的“治理综放面高浓度粉尘危害”的重点课题。
现将本课题研究所提出的总体思路、具体防治方案及应用情况作一简要介绍。
2 综放面高浓度粉尘防治的总体思路综放工作面采煤机采煤和液压支架移架均是移动性尘源，工作面直流通风，风流流场难以控制(风速每秒高达2m)，工作面空间狭小且有变化，还有片帮冒顶等不利因素的影响，条件十分恶劣。
防治该作业场所的粉尘，考虑了上述条件后，提出了治本和治标两手抓的总体思路：一是减少粉尘的产生;二是要针对不同尘源的特点，采取防治措施。
3 综放面粉尘防治的技术方案及效果3.1 综放工作面煤层注水煤层注水是国内外公认的减少粉尘产生的较好技术措施，尤其是对综采放顶煤工作面，还具有软化煤体(f> 3的硬煤)，减少跨落煤中的大块，提高煤炭回收率的作用。
但是，将一般在普通综采面应用的煤层注水技术，应用在综采放顶煤的厚煤层中，则达不到湿润顶煤的作用，因此，对注水工艺必须作适当的改进;再者，对孔隙率较低的难注水煤层，在工作面原始应力带注水，水难以注入煤体，不容易达到理想要求，必须对注水工艺进行改进。
为了使综放面厚煤层中顶层煤炭得到较好的湿润，采用了双向扇形铝孔布置(工业性试验中利用了原顶部煤中所掘的巷道)和三巷钻孔(如图1)长钻孔静压注水的方式。
图1 钻孔布置方式示意图由于在试验工作面上煤的自然孔隙率仅为2.76%，透水性系数仅为0.01536，属难注水煤层，在原始应力区注水是难以取得较理想的注水效果的。
因此，决定在工作面的动压区利用矿山压力所致的次生裂隙进行煤层注水。
根据试验工作面矿山压力观测及顶板位移规律资料的分析，回风巷在靠工作面一端60m左右范围内，进风巷靠工作面35m左右范围内，受矿压及顶板位移影响，煤层中存在较发育的次生裂隙，煤层的渗透性大大提高，并可降低注水压力。
决定注水区域在距工作面(35～40)m开始注水，距工作面(5～6)m停止注水，注水时间约8天。
注水系统主要由注水流量表、分流器、高压阀门、注水管、封孔器等组成。
注水中有关注水的一些参数分别由以下公式确定。
单孔注水量由(1)式确定Q=KLBhγδ(1)式中，Q—单孔注水量，m3;K—注水系数，取K=1.1;L—钻孔长度，m;B—钻孔间距，m;h—钻孔范围内应湿润的煤层厚度，m;γ—煤的密度，t/m3;δ—吨煤注水量，m3/t，取δ=0.025m3/t。
通过计算，回风巷上孔注水量Qs=127m3，每个下孔注水量Qx=104m3，进风巷每个钻孔注水量Qj=166m3。
注水压力按(2)式确定(1.2～1.5)Pw≤Pz≤0.75Pf(2)式中，Pz—煤层注水压力，MPa;Pw—煤层瓦斯压力，MPa;Pf—上覆岩层压力及煤层剪切强度之和，MPa。
试验矿井鲍店煤矿防尘用水静压在(3.0～4.0)MPa之间，能满足上述要求。
注水时间按(3)式进行计算(3)式中，T—总注水时间，d;D—开始注水时钻孔距工作面距离，35m;d—结束注水时钻孔距工作面距离，5m;i—工作面日推进度，按设计，取i=3.6m/d。
通过计算，T=8.3d。
单孔注水流量按(4)式计算(4)式中，q—单孔注水流量，l/min。
通过计算，回风巷上孔qs=11l/min，下孔qx=9l/min，进风巷钻孔qj=14l/min。
工作面注水后煤的实际水份增量达到了(1.4～1.8)%，注水增量一般大于1%即有较好的防尘效果。
3.2 采煤机径向雾屏及液压支架探梁辅助喷雾降尘采煤机割煤过程是综放工作面的主要产尘尘源，约占综采放顶煤工作面产生总粉尘的60%。
采煤机处于综放工作面主风流中，采煤机滚筒割煤产生的粉尘极易随风流向人行道方向扩散，污染作业环境。
为此，在滚筒摇臂靠人行道一侧设一组构成一弧形的喷嘴组，当喷雾时，在滚筒靠人行道一侧形成一道径向喷雾屏障。
同时，在液压支架探梁上设喷嘴，在采煤机部位开启这些喷嘴进行喷雾，在采煤机上方形成第二道喷雾屏障。
此外，在采煤机两个端头各设两个喷嘴，在采煤过程中，作为第二道雾屏的延伸，起到控尘降尘的作用。
(图2)这两道喷雾屏障既可防止粉尘向人行道方向扩散，又可以起到降尘的作用。
为了使采煤机径向雾屏及液压支架探梁辅助喷雾降尘设施达到较好的控尘、降尘目的，除了喷嘴要合理布置外，还必须选择适用的有良好喷雾特性的喷嘴。
为此，进行了大量的实验室试验。
在此基础上，采煤机径向雾屏选用了NPB-1型喷嘴，采煤机端头选用了WPB型空心锥形喷嘴，支架探梁辅助喷雾选用了SD304型实心锥形喷嘴。
1-支架探梁手动喷雾;2-支架探梁;3-采煤机摇臂径向雾屏;4-采煤机外喷山昆雾图2 采煤机摇臂径向雾屏及支架探梁辅助喷雾布置示意图此外，在采煤机喷雾降尘的设计中，还需对喷雾降尘使煤水分的增加量进行估算，以避免由于水分增量过大使煤的水分超标而影响经济效益(水分超标，售价将降一个等级)。
设采煤机喷雾水压为1.5MPa 时，喷雾用水量为Qs1，则Qs1=2(n1+n′1)q1+n2q2+n3q3=284.0l/min(5)式中，n1—采煤机一个滚筒内喷嘴数，n1=48;n′1—采煤机一个滚筒摇臂雾屏喷嘴数，n′1=9;n2—采煤机端头外喷嘴数, n2=4;n3—支架探梁辅助喷嘴数，n3=5;q1—NPB-1型喷嘴在水压为1.5MPa 时的流量，q1=2.1l/min;q2—WPB型喷嘴在水压为1.5MPa时的流量，q2=5.6l/min;q3—SD304型喷嘴在水压为1.5MPa时的流量，q3=4.4l/min。
采煤机单位时间采煤量按(6)式计算Q1=HBVqρ=10.2t/min(6)式中，Q1—每分钟的割煤量，t;H—采煤高度，H=2.8m;Vq—割煤时的平均牵引速度，Vq=4.0m;B—滚筒的截深，B=0.65m;ρ—煤的实体密度，ρ=1.4t/m3。
采煤机割煤过程中，因喷雾而造成水分增量可按(7)式计算(7)式中，Wz1—每吨煤增加水分的重量百分比;k—喷雾水浸入底板等的损失系数，取k=0.15。
煤的平均原始水分为2.5%左右，从水分的增量看，上述采煤机喷雾降尘设计方案的喷雾水分量不会使煤的水分含量超标。
经实施上述方案，采煤机司机处平均降尘率达到了82.6%;采煤机下风(10～15)m处平均降尘率达到81.7%。
3.3 液压支架移架和放煤自动喷雾降尘液压支架移架和放煤是综放工作面的两个主要产尘尘源，约占综放面粉尘产出量的30%左右，亦是综放工作面防尘的重点之一。
液压支架移架产尘的特点是，只在移架作业(降柱、拉架、升柱)过程中产尘，产尘时间极短;产尘部位主要在液压支架架间，尤其在液压支架前半部，处在工作面采场主风流中，产生的粉尘在风流作用下极易扩散。
放煤口放煤产尘的特点是，主要在放煤作业时产尘，尤其在放煤初始阶段产尘量大;产尘部位在液压支架后部刮板运输机处;支架后部由于受到支柱、四连杆、高压软管等支架零部件阻碍与支架前部主风流相比风速较小，但在后部刮板输送机处有一较宽阔的连通空间，放煤时产生的粉尘如未被沉降，易随风流沿此通道向下风邻架扩散。
图3 液压支架喷雾示意图根据液压支架移架、放煤产尘的特点，在设计方案中，有针对性地采取以下技术措施：第一，设计一种自动喷雾控制阀，使液压支架移架和放煤的喷雾降尘与操纵液压支架动作的液压系统联动，实现自动喷雾降尘，即实现作业产尘时自动喷雾降尘，移架和放煤结束自动停止喷雾降尘;第二，在喷雾系统中增加一个组合五通阀，可以实现本架移架自动喷雾下风邻架同时自动喷雾，使得下风邻架扩散的粉尘被二次喷雾降尘，可提高喷雾降尘效果;第三，设计磁化喷嘴，使水磁化，改善水雾的物理特性，提高水雾对粉尘的捕获能力。
1-多功能自动喷雾控制阀;2-四通平面闸阀;3-组合五通阀;4-尾梁操纵阀;5-前柱控制阀;6-移架喷咀组;7-放煤口喷咀组;8-手动阀门;9-去临架喷雾;10-喷雾水从临架来;11-主供水去临架;12-主供水管图4 液压支架自动喷雾系统图为了简化喷雾降尘的管路系统，还设计并研制了一种两功能的自动喷雾控制阀。
该阀属国内首创，试验成功后申报了专利(专利号为ZL95242892.x);磁化喷嘴经实验室测试，水经其磁化后，水的表面张力可以降低(1.96～4.47)%;水的蒸发率提高了0.2%左右，这都有利于水雾捕获粉尘。
液压支架喷雾降尘，喷头安装位置如图3所示。
其喷雾系统如图4所示。
上述技术措施经过工业性试验，取得了很好的效果，喷雾系统管路得到了简化，下风邻架同时喷雾能够实现;液压支架移架降尘率达到了81%;放煤口放煤降尘率达到了84.2%。
3.4 破碎机及转载点的降尘措施和降尘效果破碎机降尘，采用将尘源密闭、压气喷雾控尘降尘的方法，喷雾水压力2.0MPa，压缩空气压力为0.4MPa，喷雾水流量为7.9l/min，也取得了较好的降尘效果，降尘率为85.1%。
转载点采用电磁阀控制的自动喷雾降尘，水压为2.0MPa，选用WPB喷嘴，喷嘴流量为6.2l/min，每个转载点设两个喷嘴。
据两个转载点实测降尘效果是：放煤刮板输送机转载点为81.5%，采煤刮板输送机转载点为81%。
4 结论针对煤矿综采放顶煤工作面产尘的具体原因，采取标本兼治的思路是正确的。
针对不同尘源的特点，应用不同的技术措施和综合防治的方法是行之有效的，取得了很好的防治效果，为用常规措施难以奏效的综放工作面粉尘防治技术提供了一套有效解决办法，并有所创新，把我国煤矿防尘技术提高到了一个新的水平。
该套技术已在几十个煤矿综采放顶煤工作面推广使用。