综放工作面综合防尘技术的治理及应用

曹怀轩 孙庆超 宁尚阁 程法伟 李健

摘 要：本文简述了综放工作面粉尘产生的特点，对综放工作面综合防治措施进行了阐述，对防尘喷雾及两顺槽红外线自动控制水幕的优化等综合防尘技术进行研究及应用，取得显著成果，具有一定的推广应用价值。

关键词：综放工作面；防治措施；捕尘帘；红外线控制

一、综放工作面粉尘产生的特点

东滩矿综放工作面在无任何防尘措施的情况下，主要生产工序的平均产尘浓度实测统计发现，低位综放工作面主要产尘特点如下：

采煤机割煤时工作面平均粉尘浓度1916.3～3346.8mg/m3（机组回风侧10m处）；移架时平均粉尘浓度146～321.7mg/m3；放煤口回风侧10m处的平均粉尘浓度174.5～387.3mg/m3。与普采一样，机组割煤是综放工作面的最大产尘点，最大产尘量高达5000mg/m3，且产尘时间长，占整个综放工作面粉尘的60%左右。综放工作面由于放下的顶煤块度大、数量多，破碎量增大，破碎机破煤产尘最高达500mg/m3，是综放面第二大尘源。低位放煤口处产尘量较小，主要由于放煤时煤流落差小，放煤口附近风速低。移架产尘主要是移架期间（降柱、移架和升柱）。由于顶煤破碎和采空区冒落产生的粉尘进入工作面空间，其产尘规律与普通综采基本相同。由此可见，综放开采粉尘防治工作的技术难点主要表现在以下几个方面：

二、综放工作面粉尘综合防治措施

（一）采煤机防尘措施

采煤机割煤是低位综放面最大的产尘工序，是综放面防尘的关键。目前，所采取的措施是：改革采煤机滚筒，使之尽可能减少产生煤尘；改革采煤机的喷雾系统，使之更有效的防尘。

1.选用产尘量小的采煤机滚筒。

采煤机割煤时，对产尘量影响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。一般情况下，对裂隙较发育的脆性硬煤，镐形截齿比刀形截齿产尘少；裂隙不发育的硬煤，刀形齿比镐形齿产尘量小得多，夹矸多的煤层应采用重型截齿。截齿数量要适当，如果太多，随后的截齿就会因截深太浅而产生大量粉尘，减少齿数、增大齿距，可减少产尘量。目前东滩矿的所使用采煤机的截齿数为45个，同比截齿数为60个的采煤机，粉尘浓度降低了25%～30%，采出煤炭的块煤率也高得多。螺旋滚筒的新式结构是采用切向截齿，同径向截齿相比，可减少粉尘浓度1/3～1/2。滚筒形状在高速采煤时对粉尘形成有很大影响，如圆柱形滚筒整个滚筒深度具有相同螺旋高度和输煤断面，产生碎煤多，产尘量大。而圆锥形滚筒和螺旋滚筒，由于滚筒排料端愈来愈大，输煤空间也变大，适用于各种不同出煤量，煤块破碎少，再生粉尘的产生量小。

2.改进采煤机喷雾系统。

采煤机的喷雾系统有内喷雾系统和外喷雾系统之分。内喷雾系统的喷嘴一般都设置于螺旋滚筒叶片和端盘上，喷雾能包裹整个滚筒。采煤机开动时喷嘴喷雾，截齿实现湿式截割，这样能将煤尘歼灭在产生处附近。外喷雾的喷嘴一般设置于截割部靠煤壁一侧，采煤机截割时外喷雾捕捉飞扬在摇臂附近的煤尘。实践证明，内、外喷雾同时并用比单独采用内喷雾或外喷雾的效果提高一倍以上，喷嘴处水压力控制在2-4MPa为宜，根据泵站距离煤机的距离调整泵的压力，为防止水压不稳定损坏煤机滚筒内水套，一般在煤机位置装设一个降压阀，以保证水压不超过4MPa。

（二） 液压支架的防尘措施

液压支架移架产尘也是综放工作面粉尘防治的重点工作之一。目前东滩矿所使用的ZFY8500/21/40D支架主顶梁长，控顶距离大，在反复的降架和移架过程中，顶板的完整性遭到破坏，在降柱移架时支架间产生大量粉尘。根据上述产尘特点，通过液压系统的联动来实现自动喷雾降尘，采取利用双液控喷雾阀实现移架和喷雾降尘装置之间的联动，即当支架移架第一个动作产生煤尘开始，同时打开双液控喷雾阀，通过自动喷雾控制阀动作在架间喷雾降尘，当升柱时，同时又关闭双液控喷雾阀，控制阀动作关闭水路，喷雾停止。这样既能及时有效地捕捉移架时产生的粉尘，又不增加工作的操作工序，取得了较好的降尘效果。

（三）破碎机的防尘措施

由于综放开采，放煤块度大，产量大，破碎机的破碎量大，因而破碎機处为综放面的另一大产尘点。破碎机的产尘部位在破碎部，为封闭式结构，破碎过程产生的煤尘不易扩散，在破碎机进、料口处安设两道喷雾，采用手动控制，每次启动破碎机时开启喷雾，达到了提高降尘效果的目的。

（四）转载点防尘措施

综放工作面在运输机机头、转载机机头和皮带溜煤眼等转载点将产生一定数量的煤尘。为减少各转载点产生的煤尘，在每一个转载点都安设了转载喷雾，同时在转载机机头和皮带溜煤眼处安设防尘棚，使煤尘只能在产尘区域局部范围内扩散，进一步控制了煤尘的飞扬，极大地提高了喷雾降尘的效果，将转载产生的煤尘几乎全部灭掉。为有效控制煤流中的水分，皮带头溜煤眼处安设微震动喷雾，煤量达到一定程度后，接触到微震动喷雾的感应器，喷雾自动开启洒水降尘，煤量减少时，喷雾自动关闭。

三、总结

为了及时掌握各种防尘措施的防尘效果，以指导改进防尘措施，我们在东滩矿井下对综放工作面的各种防尘措施的防尘效果进行了实际考察，采煤机、液压支架的防尘措施的降尘率达到了88%以上，放煤口喷雾降尘率也接近90%，在工作面回风巷距工作面10m处，测得工作面各种防尘措施的综合降尘率达到了87%以上，以上防尘措施的应用，取得了良好的效果，有效的保证了矿井的安全稳定发展。

参考文献：

[1]张松.浅析综采工作面降尘技术的应用发展[J].山东煤炭科技，2013（02）.

[2]向新永，邱家轩，官凯.结合新型高效表面活性剂APG的超声波喷雾降尘技术[J].煤矿安全，2013（07）.