一號(hào)煤礦綜合防塵技術(shù)研究與實(shí)踐

陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦核定生產(chǎn)能力為600萬(wàn)t/a，開(kāi)采煤層為2號(hào)煤層，開(kāi)采方法為走向長(zhǎng)壁式綜合機(jī)械化采煤，全部垮落法管理頂板，回采巷道的掘進(jìn)方式為綜合機(jī)械化掘進(jìn)。近幾年隨著采掘工作面機(jī)械化程度的進(jìn)一步提高，礦塵的產(chǎn)生量也隨之大大增加，嚴(yán)重影響井下空氣質(zhì)量和職工身體健康。另外，礦塵具有爆炸危險(xiǎn)性。
　　1   礦塵來(lái)源及其濃度情況
　　想要治理礦塵就必須觀察分析其來(lái)源，然后對(duì)癥下藥，做到有的放矢。通過(guò)從礦井煤炭生產(chǎn)、運(yùn)輸過(guò)程分析礦塵來(lái)源，并采用粉塵濃度測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)，黃陵一號(hào)煤礦井下礦塵主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面。
　　1.1 采煤工作面
　　一號(hào)煤礦采煤工作面采用的采煤方法是走向長(zhǎng)臂式一次采全高，全部垮落法管理頂板。采煤工作面通風(fēng)方式為“U”型通風(fēng)，工作面配風(fēng)量為1000～1500m3/min。工作面生產(chǎn)時(shí)在采煤機(jī)割煤和移架的過(guò)程中產(chǎn)生大量的礦塵，采煤機(jī)自身噴霧系統(tǒng)不能有效降低采煤機(jī)割煤過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵。工作面在生產(chǎn)時(shí)，采用粉塵濃度測(cè)定儀分點(diǎn)測(cè)量時(shí)，全塵濃度為50～80mg/m3，最高濃度超過(guò)100mg/m3，超過(guò)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的10mg/m3。
　　1.2 掘進(jìn)工作面
　　掘進(jìn)工作面全部采用綜掘機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，工作面采用局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，風(fēng)量為500～800m3/min。在綜掘機(jī)割煤過(guò)程中產(chǎn)生大量的煤塵和巖塵。采用粉塵濃度測(cè)定儀分點(diǎn)測(cè)量時(shí)，全煤巷道全塵濃度為70～130mg/m3，半煤巖巷道全塵濃度為120～260mg/m3。
　　1.3 系統(tǒng)
　　隨著礦井開(kāi)采范圍的不斷增加，運(yùn)輸系統(tǒng)越來(lái)越長(zhǎng)，造成煤炭在運(yùn)輸過(guò)程中轉(zhuǎn)載次數(shù)隨之增加，煤炭從采煤工作面運(yùn)輸?shù)降孛娴恼麄€(gè)過(guò)程中也產(chǎn)生大量的礦塵，這些礦塵通過(guò)礦井通風(fēng)系統(tǒng)又全部進(jìn)入井下各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)，嚴(yán)重影響井下空氣質(zhì)量。另一方面礦井運(yùn)人系統(tǒng)為無(wú)軌膠輪車(chē)，膠輪車(chē)在井下行進(jìn)過(guò)程中掀起巷道底板積塵，造成二次污染。一號(hào)煤礦系統(tǒng)產(chǎn)塵點(diǎn)分布不均，且點(diǎn)多面廣，采用粉塵濃度測(cè)定儀選點(diǎn)測(cè)量時(shí)，巷道空氣中全塵濃度達(dá)到6～46mg/m3。
　　2   綜合防塵技術(shù)探索實(shí)踐
　　通過(guò)認(rèn)真分析礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀和主要產(chǎn)塵情況，根據(jù)礦塵來(lái)源和揚(yáng)塵特點(diǎn)分別制定綜合降塵措施。一方面引進(jìn)先進(jìn)的除塵工藝及技術(shù)，另一方面，自主創(chuàng)新，對(duì)礦井現(xiàn)有除塵設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化改良，采取多種降塵措施相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)粉塵綜合治理。在實(shí)踐過(guò)程中取得了良好的效果，有效降低了礦井各生產(chǎn)、運(yùn)輸系統(tǒng)環(huán)境的粉塵濃度，杜絕了粉塵超限現(xiàn)象，為井下職工創(chuàng)造了一個(gè)環(huán)境衛(wèi)生整潔、空氣質(zhì)量清新的良好作業(yè)環(huán)境。
　　2.1 采煤工作面降塵措施
　　一是完善工作面支架架間噴霧，保證工作面在移架過(guò)程中架間噴霧同步進(jìn)行，有效降低移架過(guò)程中產(chǎn)生的礦塵;二是在采煤機(jī)上加裝負(fù)壓二次降塵器，利用設(shè)置在工作面高壓水泵、供水自動(dòng)控制水箱組成的高壓泵站，將低壓水轉(zhuǎn)化成高壓水高壓管路輸送到采煤機(jī)兩端負(fù)壓二次除塵裝置上，除塵裝置將供給的高壓水轉(zhuǎn)化成控制采煤機(jī)滾筒割煤除塵源向外擴(kuò)散的氣霧流屏障和局部含塵風(fēng)流凈化除塵系統(tǒng)，同時(shí)在噴射裝置內(nèi)部的射流后方形成負(fù)壓區(qū)，將負(fù)壓區(qū)內(nèi)的含塵空氣吸入噴吸裝置再?lài)娚涑鋈ィ瑢?shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)滾筒割煤產(chǎn)塵的就地凈化、阻止和減少粉塵向外擴(kuò)散;三是在采煤工作面回風(fēng)系統(tǒng)中建設(shè)集中消塵區(qū)，消塵區(qū)長(zhǎng)度為50m，在其中安裝全斷面消塵噴霧5道，工作面生產(chǎn)期間全部開(kāi)啟，能夠有效防止工作面粉塵進(jìn)入回風(fēng)系統(tǒng);四是在皮帶機(jī)頭轉(zhuǎn)載點(diǎn)安裝封閉捕塵網(wǎng)，將轉(zhuǎn)載點(diǎn)包裹在捕塵網(wǎng)內(nèi)，并在捕塵網(wǎng)內(nèi)安設(shè)兩道高壓噴霧;五是引進(jìn)風(fēng)水聯(lián)動(dòng)除塵裝置，在煤機(jī)前后搖臂靠滾筒處各安裝一組風(fēng)水聯(lián)動(dòng)除塵裝置，利用壓風(fēng)與供水的聯(lián)動(dòng)作用，提高噴嘴出水霧化效果，使之完全覆蓋滾筒，在水箱內(nèi)按一定比例加入抑塵劑，提高煤塵絮凝沉降效果，大幅提高煤塵源頭治理的效果，改善回風(fēng)順槽空氣質(zhì)量。
　　采用多種降塵措施后，經(jīng)分點(diǎn)測(cè)定，采煤機(jī)下風(fēng)側(cè)平均粉塵濃度降低72～80mg/m3，綜合降塵效率為40%～55%。采煤工作面回風(fēng)流平均粉塵濃度降低54～60mg/m3，綜合降塵效率高達(dá)60%～70%。
　　2.2 掘進(jìn)工作面降塵措施
　　針對(duì)掘進(jìn)機(jī)在割煤過(guò)程中產(chǎn)生大量煤塵和巖塵，一是在綜掘機(jī)上安裝高壓噴霧降塵裝置，掘進(jìn)機(jī)在作業(yè)時(shí)，開(kāi)啟本裝置，正常掘進(jìn)過(guò)程采用高壓水射流，對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)機(jī)截割頭噴射降塵，降塵效果顯著，掘進(jìn)過(guò)程中通過(guò)換向閥，切換為高密度細(xì)霧降塵，水霧迅速覆蓋掘進(jìn)全斷面，可瞬間將大量礦塵在源頭消滅;二是在綜掘機(jī)上加裝風(fēng)水聯(lián)動(dòng)除塵裝置，該系統(tǒng)霧化效果好且能夠全面覆蓋截割頭，能有效降低割煤過(guò)程中的產(chǎn)塵量;三是在所有掘進(jìn)工作面引進(jìn)強(qiáng)力除塵風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)額定處理風(fēng)量可達(dá)420m3/min，總粉塵降塵效果可達(dá)60%，將該除塵風(fēng)機(jī)安設(shè)在皮帶機(jī)尾，并實(shí)現(xiàn)和皮帶機(jī)尾一起前移;四是將掘進(jìn)工作面后巷內(nèi)每處水倉(cāng)附近底板進(jìn)行硬化，建設(shè)集中消塵區(qū)，并將開(kāi)啟噴霧后產(chǎn)生的積水引導(dǎo)至水倉(cāng)，防止積水。
　　采用多種降塵措施后，經(jīng)分點(diǎn)測(cè)定，全煤掘進(jìn)工作面后巷回風(fēng)流中粉塵濃度降低60～80mg/m3以上，綜合降塵效率高達(dá)70%～78%。半煤巖掘進(jìn)工作面后巷回風(fēng)流中粉塵濃度降低40～55mg/m3，綜合降塵效率為50%～60%。
　　2.3 煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)降塵措施
　　一是在承擔(dān)煤炭運(yùn)輸任務(wù)的膠帶巷內(nèi)每500m安裝自動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)，其控制原理為傳感器感應(yīng)到皮帶上煤流時(shí)發(fā)出信號(hào)到主控箱，主控箱控制系統(tǒng)打開(kāi)電動(dòng)球閥，從而噴霧打開(kāi);當(dāng)皮帶上無(wú)煤流經(jīng)過(guò)時(shí)，電動(dòng)球閥自動(dòng)關(guān)閉，從而停止噴霧，實(shí)現(xiàn)噴霧開(kāi)關(guān)與皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)起停同步，有效降低煤炭運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的礦塵。二是在主皮帶巷與進(jìn)風(fēng)巷間所有聯(lián)巷安裝全封閉捕塵網(wǎng)，并在捕塵網(wǎng)上風(fēng)側(cè)安裝一道全斷面噴霧，將煤塵集中后進(jìn)行消除，捕塵網(wǎng)可以有效防止膠帶巷煤塵進(jìn)入進(jìn)風(fēng)巷污染新鮮風(fēng)流，能夠有效提高井下用風(fēng)地點(diǎn)的空氣質(zhì)量。三是在轉(zhuǎn)載點(diǎn)安裝全封閉捕塵網(wǎng)，并在捕塵網(wǎng)內(nèi)安裝兩道高壓噴霧進(jìn)行封閉降塵。四是在膠帶巷每處水倉(cāng)附近建設(shè)集中消塵區(qū)，每處消塵區(qū)設(shè)集中消塵噴霧5道，生產(chǎn)期間全部開(kāi)啟，噴霧產(chǎn)生的積水通過(guò)地坪、水溝引導(dǎo)至水倉(cāng)。
　　3   結(jié)語(yǔ)
　　由于煤礦生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)塵量大且較為分散造成礦塵治理難度大，所以礦塵防治必須根據(jù)井下實(shí)際條件分源治理，全程控制，采取消塵源、除積塵、防揚(yáng)塵、降浮塵的綜合治理方針，其中消塵源是根本。一號(hào)煤礦經(jīng)過(guò)多年探索與實(shí)踐，形成一套有效的綜合防塵管理系統(tǒng)，徹底降低了井下各個(gè)工作地點(diǎn)的礦塵，達(dá)到了防塵最佳效果，為職工工作創(chuàng)造一個(gè)良好的工作環(huán)境，為礦井安全生產(chǎn)提供了有效保證。