论-掘进面分段式封孔注水降尘机理研究
煤巷掘进工作面短壁注水技术的研究与应用
煤巷掘进工作面短壁注水技术的研究与应用周长国1，孟祥征1，田克武2（1．济宁矿业集团有限公司，山东济宁272000；2．济宁市国土资源局矿产资源开发技术服务站，山东济宁272000）摘要通过注水一方面湿润煤体，使煤体被水包裹起来，煤体塑性增强、脆性减弱，减少破煤过程中煤尘的产生；另一方面润湿并粘结原生煤尘和放炮过程中产生的煤尘，使其丧失飞扬能力。
关键词煤巷掘进工作面短壁煤层注水中图分类号TD714+．4文献标识码B济宁矿业集团霄云煤矿位于金乡煤田。
金乡煤田含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤19层，煤层平均总厚9.86m，矿井主采3煤，3煤平均厚度3.49m，占可采煤层总厚的50%，具有分布广、埋藏浅、储量大的特点。
3煤干煤吸氧量为0.61ml/g，最短发火期84天，属自燃煤层。
矿井为低瓦斯矿井，各煤层均具有煤尘爆炸危险性。
1霄云煤矿煤尘治理措施霄云煤矿严格按照集团公司标准采取防尘措施，建立了净化风流、转载点喷雾、支架喷雾、湿式打眼、爆破使用水炮泥、装煤洒水、定期冲刷巷道、潮料喷浆并使用除尘风机、个体防护及安设隔爆设施等综合防尘措施。
降低了工作面一次尘源。
不断加强防尘管路的检查和维护，保证工作面及生产系统的正常供水。
加强粉尘的冲刷，定期冲刷巷道粉尘，消灭粉尘堆积现象，保证了矿井的安全生产。
自揭露煤层以来，霄云煤矿在煤巷、半煤岩巷推广应用短壁煤层注水技术，起到很好的除尘效果。
2煤巷掘进工作面短壁注水技术的研究应用2．1短壁注水技术工艺原理煤巷掘进工作面短壁煤层注水是在煤巷掘进工作面中垂直掘进煤壁或与其倾斜打钻孔进行注水。
通过注水一方面湿润煤体，使煤体被水包裹起来，煤体塑性增强、脆性减弱，减少破煤过程中煤尘的产生；另一方面润湿并粘结原生煤尘和放炮过程中产生的煤尘，使其丧失飞扬能力。
2．2注水封孔器及其原理注水采用ZF－A16型煤层注水封孔器，封孔器外径：30mm；长度：1500mm；工作压力：1 20MPa；导向套直径：30mm；膨胀体内径：22mm；膨胀后外径：52mm。
煤矿掘进工作面粉尘治理工作的理论研究
煤矿掘进工作面粉尘治理工作的理论研究
随着煤矿的开采和利用，粉尘污染已经成为一个严重的问题。
煤矿掘进工作面粉尘的治理是煤矿工作安全、矿工健康以及环境保护的一个重要问题，对于全面推行绿色矿山建设有着重要的意义。
本文将从煤矿掘进工作面粉尘的成因分析、粉尘危害与防护、粉尘治理技术等几个方面进行理论研究。
煤矿掘进工作面粉尘成因分析：
1. 动力机械，引起受力物质在细微接触时摩擦产生的粉尘
2. 入巷空气中的灰尘和游离矿物质及含未成熟煤及气体的粉尘
3. 安装的通风设备不足以保证通风和过滤效果，模塑和挖掘机的作用也不能使粉尘得到有效的去除
4. 煤矿顶板经常开裂，瓦斯逸出，导致工作面空气中的粉尘含量增高
1. 危害：煤矿掘进工作面中的粉尘会引起矿工的职业病，如尘肺、支气管炎、慢性支气管炎等；同时，粉尘还会引起煤矿爆炸灾害，给矿山的安全生产带来极大的威胁。
2. 防护：煤矿掘进工作面粉尘防护主要包括四个方面：安全教育和培训、改进通风设备、严格管理操作规程、使用抗尘药品。
1. 喷雾降尘技术：在工作面加装喷淋装置，通过给予水份就可以抑制以矿石为主的粉尘的升腾，到达明显的降尘作用。
同时，喷雾降尘技术可以使得矿石湿润，防止粉尘的产生。
2. 通风技术：增大通风系统的风量、增强工作面排风系统和新风系统、进行局部抽风等方法能够有效地减少工作面的粉尘含量。
3. 降尘剂技术：降尘剂可以吸附分散在空气中的煤尘，防止其向矿工的呼吸道内渗透，同时，将吸附后的粉尘彻底扫除，实现环境内清洁卫生。
《高瓦斯矿井煤层注水降尘关键技术参数研究》
《高瓦斯矿井煤层注水降尘关键技术参数研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入，高瓦斯矿井的作业环境日益严峻，煤尘问题不仅对矿工的健康构成威胁，还可能引发爆炸等安全事故。
因此，寻找有效的降尘技术成为矿井安全生产的重要课题。
煤层注水作为一种经济、实用的降尘技术，其关键技术参数的研究显得尤为重要。
本文旨在研究高瓦斯矿井煤层注水降尘的关键技术参数，以提高降尘效果，保障矿井安全。
二、煤层注水降尘原理煤层注水降尘技术是通过将水注入煤层，使煤体充分湿润，减少煤尘的产生和飞扬。
其降尘原理主要包括：湿润煤体，降低煤的破碎过程中产生的煤尘；水分子吸附在煤尘表面，使细小的煤尘凝聚成大颗粒，便于沉降；改善作业环境，降低瓦斯爆炸的风险。
三、关键技术参数研究1. 注水压力注水压力是影响注水效果的重要因素。
压力过小，水无法充分渗透煤层；压力过大，可能导致注水孔堵塞或煤体破裂。
因此，需要针对不同煤层条件，通过实验确定合适的注水压力。
一般来说，注水压力应控制在煤层瓦斯压力与注水设备能力之间。
2. 注水量注水量直接影响煤层的湿润程度。
注水量过少，无法达到预期的降尘效果；注水量过多，可能导致工作面积水，影响作业安全。
因此，需要根据煤层厚度、透气性等因素，合理确定注水量。
3. 注水方式注水方式包括单孔注水、多孔同步注水、分段注水等。
不同的注水方式对降尘效果和作业安全的影响不同。
应根据矿井实际情况，选择合适的注水方式。
例如，对于瓦斯含量较高的矿井，应采用分段注水方式，避免高浓度瓦斯积聚在注水孔附近。
4. 注水时间与周期注水时间与周期对降尘效果的持续性有重要影响。
过短的注水时间可能导致煤层湿润不充分；过长的注水周期则可能使降尘效果减弱。
因此，需要根据煤层条件、作业需求等因素，合理确定注水时间与周期。
四、实验研究为了验证上述关键技术参数的有效性，我们进行了现场实验。
实验过程中，我们通过调整注水压力、注水量、注水方式和注水时间与周期等参数，观察并记录降尘效果及瓦斯浓度变化。
煤层注水降尘关键参数影响规律研究
第52卷第8期2021年8月Safety in Coal MinesVol.52 N〇.8Aug. 2021
移动f丨码阅读DOI: 10. 13347/j.cnki.mkaq. 2021.08.033
程根银，侯佳音，司俊鸿，等.煤层注水降尘关键参数影响规律研究[J].煤矿安全，2021,52 (8)：188-193.CHEN(» Genvin, HOU Jiayin, SI Junhong, et al. Research on influence law of key parameters of coal seam water injection for dust reduction [J ]. Safety in Coal Mines，2021，52( 8): 188-193.
煤层注水降尘关键参数影响规律研究程根银，侯佳音，司俊鸿，李林(华北科技学院安全工程学院，北京065201)
摘要：针对矿井机械化开采的广泛应用带来的采煤工作面粉尘浓度超标，矿井工作环境恶化
等问题，提出了优化煤层注水防尘技术的工艺参数，从而增加待开采煤层含水率的技术手段，运 用C0MS0L模拟软件研究了煤层注水降尘时，注水压力、时间等工艺参数与煤层浸润效果的关 系；得到了中压注水工况下湿润半径与注水时间的三阶多项式拟合函数曲线研究结果表明：中 压注水的煤层浸润效果更优，注水压力为5 MPa时，最佳注水时长为5 li 关键词：煤层注水；粉尘防治；粉尘浓度；湿润半径；参数优化
中图分类号：TD714 文献标志码：A 文章编号：1003-496X (2021)08-0188-06
Research on influence law of key parameters of coal seam water injection for dust reductionCHKNG Genyin, HOU Jiayin, SI Junhong, LI Lin(School of Scifety Engineering, North China Institute oj Science and Technology, Beijing 06520\, China)Abstract: In view of problems such as excessive dust concentration in working face and deterioration of working environment in mines caused by wide application of mechanized mining. We put forward technical means to optimize technical parameters of water injection and dust control in coal seam so as to increase water content of coal seam to be exploited. Using the simulation software COMSOL, the relationship between the process parameters such as water injection pressure and time and the infiltration effect of coal seam was studied. The third -order polynomial fitting function curve of wetting radius and water injection time under the condition of medium pressure water injection is obtained. The research results show that the infiltration effect of coal seam with medium pressure water injection is better. When the water injection pressure is 5 MPa, the optimal water injection duration is 5 h. Key words： coal seam water injection; dust conlrol; (Just concentration; wetting radius; parameter optimization
煤矿掘进工作面的防尘设计毕业论文
目录1 绪论 (22)1.1 矿尘及其性质 (22)1.2 矿尘的危害 (33)1.3 影响矿尘产生量的因素 (44)1.4 矿尘性质 (44)2 现代化矿山综合防尘技术原理 (77)2.1 物理化学降尘技术原理 (77)2.2 通风除尘 (88)2.3 湿式作业 (1010)2.4 净化风流 (1212)2.5 个体防护 (1212)3 煤矿粉尘测定与分析 (1313)3.1 粉尘性质分析 (1414)3.2 粉尘的物理特性 (1515)4 除尘方案确定的原则 (1818)4.1 除尘系统的选择 (1818)4.2 除尘设备的选用 (1919)5 掘进工作面防尘设计 (2222)5.1 工程概况 (2222)5.2 煤层及瓦斯 (2222)5.3 掘进工作面尘源及粉尘性质分析 (2222)5.4 掘进工作面除尘设计 (2424)6 技术经济分析.................. 错误!未定义书签。
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6.1 投资费用................. 错误!未定义书签。
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6.2 系统的经济性分析......... 错误!未定义书签。
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结论............................. 错误!未定义书签。
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致谢............................. 错误!未定义书签。
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参考文献......................... 错误!未定义书签。
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摘要掘进工作面是煤矿最主要的产尘点之一。
随着机械化掘进程度的不断提高，巷道断面的不断加大，采用单一的降(除)尘技术和措施越来越不能满足生产的需要。
本论文的论题是掘进工作面的综合除尘设计。
它主要讲采掘机截割粉尘的成因及控制方法的研究。
论文从掘进工作面粉尘的构成入手，确定了掘进工作面粉尘产生的根源---截割产尘.通过对截齿破煤机理,煤层性质, 截齿类型与参数,工作机构结构与参数,掘进机工作方式等方面的研究,以及对大量的粉尘检测数据的收集,分析,建立了掘进机截割粉尘间的关系。
城市地铁悬臂掘进机施工降尘技术研究
城市地铁悬臂掘进机施工降尘技术研究摘要：城市地铁建设中悬臂掘进机施工会产生大量的粉尘，不仅对机械设备造成了一定影响，而且对施工人员和周围环境有害，所以降尘是一个亟待解决的问题。
本文介绍了喷水、喷雾、吸尘风机等几种降尘方式组合形成的降尘系统，给地铁的施工创造良好环境。
关键词：粉尘；降尘；环境1.引言城市地铁悬臂掘进机施工过程中的粉尘污染问题复杂且严重。
施工过程中，悬臂掘进机的作业会产生大量的粉尘，包括掘进中和运输中产生的土壤颗粒和颗粒悬浮物等。
这些粉尘颗粒不仅会对施工工人的身体健康造成威胁，还会对周边环境造成一定的破坏，再加上城市地铁施工对环境保护要求高，因此降尘技术的研究和应用具有重要的意义。
目前，城市地铁隧道降尘技术主要采用悬臂掘进机喷水降尘、喷雾网降尘、吸尘风机湿式降尘、洞口水幕降尘等方法。
2 常用降尘技术和措施2.1 通风降尘系统概述隧道施工时的通风降尘应设专人管理，达到每人3m³/mi n的新鲜空气，隧道内通风采用2×110kW轴流风机压入式通风，风机安设在距离洞口30 m以外的新鲜风区（上风向），通过通风管将新风压送到开挖工作面，稀释有害气体，在新风进入的同时，大量含尘气体通过后方吸尘风机降尘净化后排出洞外，形成良好循环。
悬臂掘进机开挖时即对掌子面开挖部分进行喷水，在降尘系统中作为粉尘源头降尘；在回风巷中设置降尘喷雾网，在空气流通中逐步对粉尘进行过滤降尘；洞口水幕作为最后一步隔绝粉尘，以免逸散出洞。
2.2 机械内喷水降尘内喷水降尘系统利用安装在截割头上的喷嘴对着截齿的前方喷水，把粉尘扑灭在刚刚生成而还没有扩散开来的时候，用极少的水就可以达到较好的降尘效果。
合理设定和控制水压，内喷水的水压过高会对旋转密封造成损坏甚至产生泄漏。
内喷雾水的水压过低会使出水不充分，达不到喷射距离，无法实现降尘的目的。
喷水压力以8 ～20MPa为最佳，内喷水的灭尘效果与喷射距离成正比。
2.3密目网喷雾降尘隧密目网的防尘作用主要是通过降低风速的原理。
煤巷掘进工作面综合控尘技术体系研究及应用
煤巷掘进工作面综合控尘技术体系研究及应用发布时间：2023-03-03T06:16:22.844Z 来源：《建筑实践》2022年10月20期作者：吴信冉[导读] 为解决桃园矿煤巷掘进工作面粉尘防治难题，本文基于煤巷掘进工作面全过程产尘特征，吴信冉淮北矿业（集团）有限责任公司桃园煤矿安徽省宿州市 234000 [摘要] 为解决桃园矿煤巷掘进工作面粉尘防治难题，本文基于煤巷掘进工作面全过程产尘特征，立足“减尘、降尘、隔尘、抑尘”4个层面的控尘思路，提出了煤巷掘进工作面综合控尘技术体系，并开展了现场试验与应用，应用结果表明综合控尘技术效果显著，可大规模推广应用。
[关键词] 煤矿；掘进工作面；控尘技术；职业健康0引言近年来，煤矿采掘机械化程度逐渐提高，在提高生产效率的同时，产尘量亦大幅增加。
井下粉尘达到一定浓度后遇到火源会引发煤尘爆炸，严重影响矿井的安全生产；且呼吸性粉尘长期吸入肺部后可引发尘肺病，对井下工人的职业健康造成极大危害。
因此，矿山粉尘防治形势十分严峻。
1工作面产尘现状分析本文以桃园煤矿Ⅱ1012机巷掘进工作面为试验地点，该掘进工作面总体为一走向NNE、倾向SEE的单斜构造，走向长度1670 m，煤层平均厚度3.3m，平均倾角19°，煤层顶板为砂岩，底板为泥岩。
采用压入式通风，供风量为1025 m3/min。
经现场实测，距掘进工作面迎头30 m、35 m、40 m处的总粉尘浓度分别为417 mg/m3、432 mg/m3、421 mg/m3。
超出《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素 GBZ2.1-2019》中职业接触限值要求104倍以上。
因此，煤巷掘进工作面是粉尘防治的重点和难点。
2煤巷掘进工作面综合控尘技术体系为实现掘进工作面粉尘综合治理，基于“减尘、隔尘、降尘、抑尘”4个研究思路，提出了综合控尘技术体系，主要包括物理化学增透注水减尘技术、掘进机高压水射流外喷雾降尘技术、高效干雾降尘技术、正压式呼吸器隔尘技术、高效化学抑尘技术。
掘进巷道粉尘控制技术的研究
掘进巷道粉尘控制技术的研究掘进巷道粉尘控制技术的研究摘要针对掘进巷道的特点，研制了一种高效实用的自激式水浴水膜除尘器，并对其结构、除尘过程和与掘进机相配套的方式进行了研究分析。
还对掘进巷道中的产尘源进行了调查和分析，认为掘进巷道的防尘方法：应先采用掘进机头的内外喷雾，然后采用长压短抽的通风除尘系统和利用除尘器将含尘空气进行净化；对转载点除尘采用简易闭密罩加喷雾；对巷道周壁的粉尘采用喷洒粘尘剂固尘，才能有效地降低整个巷道的粉尘浓度。
关键词掘进巷道除尘器机掘工作面转载点1 前言随着掘进巷道机械化程度的提高，高效、大功率掘进机、运输机和局部通风设备的使用，使掘进巷道内产尘源增多、产尘量增大，巷道内空气中的粉尘浓度大大增加。
掘进巷道内主要产尘源有掘进工作面、运输设备的各转载点和巷道周壁粉尘的二次扬尘等。
其中，产尘量最大的是掘进工作面，据测定掘进机割煤时，粉尘浓度高达（1000-3000）mg/m3；其次是运输设备的各转载点，粉尘浓度也高达（300-500）mg/m3；如此多的尘源产生的大量粉尘弥散整个工作面和巷道，使掘进巷道内粉尘浓度严重超限。
这些高浓度、高分散度的粉尘严重影响矿工的身体健康，威胁着矿井的安全生产。
因此，必须采取有效措施，控制掘进巷道内各尘源的产尘量，使巷道内空气中的粉尘浓度达到规定值。
为此，笔者将对机掘工作面、转载点和巷道周壁粉尘的控制技术进行探讨。
2 机掘工作面除尘机掘工作面在安全生产中，突出的问题是产尘量大、分散度高，若采用一般的降尘措施（即掘进机内外喷雾）是难以解决的。
据国内外的研究实践表明，机掘工作面的粉尘控制技术必须采取综合降尘措施，即在掘进机内外喷雾的基础上，安装除尘设备进行吸尘净化。
目前，国内外研制的除尘器种类很多，除尘原理多种多样，但由于矿山井下掘进巷道空间小、设备移动频繁，故要求所使用的除尘器应具有体积小、重量轻、移动维护方便，且除尘效率高（特别是对呼吸性粉尘）等特点。
山西襄矿集团上良煤业3303综采面注水防尘技术研究
89科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 业 技 术1 试验工作面概况上良联营煤矿现正在开采的工作面是3303工作面,属3-3号煤层。
工作面埋深约378m,工作面走向长约750m ,倾斜长度为150m。
采煤方法为长壁式综采,工作面支护形式为综采液压支架,顶板管理方式为全部垮落法。
采煤机滚筒宽600mm,一刀进尺约为500mm,每天最多进10刀,即工作面每天最多推进5m 。
从对工作面煤层含水量测试结果来看,该矿煤层含水量较小,平均为0.93%,因此,开采过程中无论是采煤机割煤还是移架工移架过程均产生大量的煤尘,迫切需要对煤层预注水,降低煤尘浓度,保证安全生产。
2 湿润剂选择试验表明,注水中添加湿润剂后,比单纯注水时有如下效果:(1)注水速度加快,注水压力降低；(2)湿润范围扩大,水分增量增加；(3)降尘率提高；(4)呼吸性粉尘明显降低,特别是0～2 m的微尘降低率更明显。
通过调研,河北省邢台科王助剂有限公司生产的渗透剂JFC、净洗剂6501和烷基酚聚氧乙烯醚系列,对降低煤层与水的湿润接触角十分有效。
因此,选择这三种润湿剂,进行试验并确定其最优类型和最优浓度。
试验结果表明,该矿煤层与清水的湿润接触角平均值为83度,为疏水性物质,煤体注清水,润湿效果很差。
而采用烷基酚聚氧乙烯醚系列作为润湿剂,添加浓度0.03％可以将煤层与溶液的接触角降低为0,有效降低开采过程中的粉尘浓度。
3 注水参数及注水设备选择3.1注水方式及注水区域根据本矿该工作面的实际地质条件,考虑到该煤层的渗透性、采煤作业和注水作业的相互干扰程度、开采工作的巷道布置、煤的埋藏深度等条件,结合以往经验,暂定采用深孔动压注水,注水压力为中压。
由于该矿综采工作面煤层厚度薄,利用检修班即可完成注水工艺,经过与该矿技术人员沟通,决定采用从工作面注水的方式,注水孔深度定为5m(工作面一天的最大推进距离为5m)。
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中国煤炭学会煤矿安全专委会2009年学术研讨会论文集矿业安全与环保第36卷增刊2009年8月
掘进面分段式封孔注水降尘机理研究龚小兵,郭胜均,刘奎,汪春梅,李德文(煤炭科学研究总院重庆研究院,重庆400037)摘要:对新型分段式注水封孔器封孔注水机理进行了分析,对采用一、二、三段式封孔器封孔注水后,煤体的湿润半径及掘进机割煤时的降尘效率进行了现场实测。研究结果表明,煤体的湿润半径随着封孔注水段数的增加而增加,分段式与一段式相比增加达到0.6m;采用分段式封孔注水后,司机处及其后10m处降尘效率分别达到66.5%、67.6%,相比一段式降尘效率均值分别增加45%、48.3%,取得了较好的降尘效果。关键词:掘进面;分段式注水;湿润半径;降尘效果中图分类号:TD714+.4文献标志码:B文章编号:1008-4495(2009)S1-0030-04
收稿日期3作者简介龚小兵(),男,重庆人,工程师,现在重庆煤科院粉尘所从事科研工作。随着掘进面单产提高,产尘量也不断加大,严重危害职工的身心健康,威胁矿井的安全生产[1-4]。国内外研究表明,利用煤层注水可以湿润煤体中的原生煤尘、包裹煤的细小颗粒、增强煤体塑性,可有效降低掘进时煤尘飞扬[5-6]。但是,目前比较广泛用于煤矿井下掘进面注水的一段式注水封孔器,在封孔注水过程中存在封孔质量差、注水时间短、注水降尘效果差等不足。针对以上问题,煤科总院重庆研究院研制出分段式注水封孔器。通过对该封孔器的封孔注水机理及现场应用进行研究,为分段式注水封孔器在煤矿井下的推广应用提供参考依据。1分段式注水封孔器结构及主要参数1.1主要结构分段式注水封孔器主要由进口钢套管、封孔器、带孔钢套管、高压胶管等组成,其结构见图12。1.2主要技术参数分段式注水封孔器的主要技术参数见表1。表1分段式注水封孔器主要技术参数名称技术参数FSFZ-38FSFZ-68适应封孔孔径/mm5080封孔器外径/mm383683封孔器总长/mm550055750075分段数量23额定工作压力/MPa1621工作状态爆破压力/MPa2432最小工作压力/MPa2.52.5自由状态膨胀范围/mm808958质量/kg25602分段式封孔注水机理研究表明,掘进面巷道围岩应力带分为卸压带(0~3m)、应力集中带(3~7m)、原始应力带(7m以上)[7-9]。分段式封孔注水利用分段式注水封孔器的第一段封孔器在卸压带内完成第一段封孔注水,使卸压带范围内的煤体得到充分湿润,同时在压力水的作用下应力集中带和原始应力带产生次生裂隙,一定范围内的煤体得到湿润,卸压带和应力集中带向掘进面前方推进,封孔器在煤壁或邻孔出水时关闭进水阀门,仍保持膨胀封孔状态。第二段封孔器在推进后的卸压带内完成第二段封孔注水,应力集中带及卸压带范围内的煤体得到进一步的湿润,同时在压力水的作用下卸压带和应力集中带向掘进面前方进一步推进,封孔器在煤壁或邻孔出水时关闭进水阀门,仍保持膨胀封孔状态。第三段封孔器3:2009-07-1:1970
0中国煤炭学会煤矿安全专委会2009年学术研讨会论文集矿业安全与环保第36卷增刊2009年8月
在继续推进后的卸压带或集中应力带内完成第三段封孔注水,卸压带和应力集中带范围内的煤体得到更进一步的湿润,在煤壁或邻孔出水时卸载停泵,同时打开第一、二、三段式封孔器的进水阀门和卸载阀门,分段式注水封孔器在注水孔内外压差的作用下自动弹出。3现场试验及效果分析3.1工作面概况新景矿3#煤芦南二区北五正巷综掘面,矩形巷道断面尺寸4.6m2.6m,煤层厚度1.48~2.96m,平均2.6m,倾角3~9,煤层f=2,煤层层理、节理发育。相对瓦斯涌出量35m3/,t配风量515m3/min,使用EZB-100A型掘进机掘进,每个生产班6个正规循环,循环进度0.85m,掘进机配有内、外喷雾,内喷雾水压3MPa左右。该综掘面为具有突出危险性工作面,防突技术措施主要有打100m抽放钻孔、放炮、打卸压孔、一段式封孔器注水等。3.2试验系统试验系统主要由BPW80/31.5高压注水泵、高压管路、调节球阀、注水封孔器等组成,如图3所示。1高压注水泵系统;2回水调节阀门;3KJ25高压胶管;4,5调节阀门;6KJ10高压胶管;7注水封孔器。图3封孔注水试验系统图3.3封孔注水后煤体湿润半径封孔器封孔注水后煤体的湿润半径测试,采用取距注水孔不同距离测试孔的煤屑,进行全水分分析的方法,以全水分增量1%为判断湿润标准[10-12]。钻孔布置如图46所示,1#孔为注水孔,其余为注水后的测试孔。封孔注水在不同注水压力条件下进行试验,现以封孔注水压力16MPa为例,考察注水后煤体的湿润半径。不同钻孔的煤屑全水分含量测试数据如表2所示。
表2不同钻孔煤屑全水分含量测试数据分段式钻孔号不同钻孔的不同深度煤屑水分含量/%2m3m4m5m6m7m8m9m10m11m12m1#1.11.41.31.71.51.61.41.51.31.5
一2#2.92.74.23.32.72.52.32.42.42.12.13#0.81.11.21.391.21.151.111.071.011.131#1.61.51.51.41.41.51.41.31.41.4二2#5.86.256.47.118.277.397.937.166.926.54.583#1.311.472.491.561.471.531.341.381.28
1#1.41.31.21.41.61.51.31.31.41.41.4
三2#2.452.293.192.813.353.474.43.852.921.71.163#11.11.091.221.181.261.771.31.291.181.07
由表分析可知)采用一段式封孔注水时,测试孔距注水孔时,测得~内钻煤屑的全水分增量最大、最小值分别为%、%,平均%;测试孔距注水孔时,测得~内钻煤屑的全水分增量最大、最小值分别为3%、%,平均32:112m212m4.22.12.71.4m211m1.9081中国煤炭学会煤矿安全专委会2009年学术研讨会论文集矿业安全与环保第36卷增刊2009年8月
112%。2)采用二段式封孔注水时,2#测试孔距注水孔1m时,测得2~12m内钻煤屑的全水分增量最大、最小值分别为8.27%、4.58%,平均6.76%;3#测试孔距注水孔1.8m时,测得3~12m内钻煤屑的全水分增量最大、最小值分别为2.49%、131%,平均1.53%。3)采用三段式封孔注水时,2#测试孔距注水孔1.8m时,测得2~12m内钻煤屑的全水分增量最大、最小值分别为3.85%、1.16%,平均287%;3#测试孔距注水孔2m时,测得2~12m内钻煤屑的全水分增量最大、最小值分别为177%、1%,平均122%。由上述分析结果可知,掘进头断面单孔注水时,煤体湿润半径随着封孔注水段数的增加而增加;采用一、二、三段式封孔注水时,煤体湿润半径分别为1.4,1.8,2m。3.4封孔注水后降尘效果封孔注水后的降尘效果采用滤膜测尘法进行测试分析。在检修班进行封孔注水,生产班时在司机处及其后10m处跟班测试截割每排煤的粉尘浓度。根据一、二、三段式封孔器注水后湿润半径的测试结果,考虑到现场实际生产条件,本着节约成本、减少劳动量,二段、三段封孔器注水时注水孔布置如图78所示,一段式封孔器注水时注水孔布置按照目前矿上布孔方式进行,如图9所示。封孔注水在不同注水压力条件下进行试验,现以封孔注水压力16MPa为例,考察注水后的降尘效率,测试数据如表3所示。
表3封孔注水后降尘效率测试结果分段式测试尘点截割不同距离的降尘效率/%0~0.9m0.9~1.8m1.8~2.7m2.7~3.6m3.6~4.5m4.5~5.4m5.4~6.3m6.3~7.2m7.2~8.1m8.1~9m
一
二三
司机处24.523.415机后10m35.87.710.7司机处65.865.163.964.763.158.655.240.243.5机后10m66.465.964.265.962.260.356.443.747.5司机处65.366.565.766.365.263.462.760.953.757.4机后10m63.767.666.967.366.564.863.961.454.658.9
从表3可看出:1)采用一段式封孔注水后,在司机处及其后10m处测得0~3.6m内截割每排煤时降尘效率最大值分别为24.5%、35.8%,平均值分别为21%、181%。2)采用二段式封孔注水后,在司机处及其后10m处测得降尘效率最大值分别为65.8%、664%;测得~36、~、~内截割每排煤时降尘效率平均值分别为6%、655%,63%、63%,41.9%、45.6%。3)采用三段式封孔注水后,在司机处及其后10m处测得降尘效率最大值分别为66.5%、67.6%;测得0~3.6m、0~7.2m、7.2~9m内截割每排煤时降尘效率平均值分别为66%、66.4%,645%、653%,55.6%、56.8%。由上述分析结果可知,封孔注水后,截割每排煤的降尘效率随着进度的增加而减小;采用二、三段式封孔注水与一段式相比,在司机处及其后处测30.m07.2m7.29m4.9.210m
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得截割相同距离(0~3.6m)煤时的降尘效率均增加明显,均值分别增加了43.9%、47.4%,45%、483%;采用三段式封孔注水与二段相比,在司机处及其后10m处测得截割第三段封孔距离(0~7.2m)内的降尘效率均增加不明显,由于增加了第三段封孔注水,从第三段封孔距离向后(7.2~9m)的降尘效率均增加较明显,分别增加了137%、112%。
4结论1)掘进头断面单孔注水时,煤体湿润半径随着封孔注水段数的增加而增加,采用一段式、二段式、三段式封孔注水时,煤体湿润半径分别为1.4,1.8,2m。2)二段式、三段式封孔注水与一段式相比降尘效率增加明显,达到48.3%。3)在司机处及其后10m处测得采用二段式、三段式封孔注水后的降尘效率分别达到65.8%、664%,66.5%、67.6%,取得较好的降尘效果,改善了掘进面劳动卫生条件。
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