煤矿综采放顶煤工作面高浓度粉尘的综合防治

煤矿综采放顶煤工作面高浓度粉尘的综合防治摘要：综采放顶煤作为一种采煤方式，具备高产、高效、低耗等优点，但是存在防治粉尘难度系数大的弊端。本文通过介绍防治综放面高浓度粉尘的总体思路，详细阐述防治综放面粉尘的措施和方案，为煤炭开采工作提供参考依据。关键词：综放工作面粉尘防治1概述综采放顶煤作为一种采煤工艺，凭借其高产、高效、低耗等优点，在我国煤矿开采中得到广泛地推广和运用。但是这种采煤方式存在一些固有的弊端，如开采强度大、产生粉尘的尘源广、粉尘产量比较高等。因此，防治粉尘的难度系数比较大。为了防治高浓度的粉尘，根据多年的生产实践经验，可以通过一些简单思路和具体防治方案对高浓度粉尘进行处理。2防治综放面高浓度粉尘的总体思路在综放工作面采煤过程中，作业的采煤机和液压支架移架都是构成移动性的尘源，再加上工作面的直流通风，更加难以控制风流流场。因此，通过标本兼治的方法对该作业场所的粉尘进行治理：一是控制减少粉尘的产生；二是针对尘源的特点，采取相应的防治措施。3防治综放面粉尘的技术方案及效果3.1向综放工作面煤层注水通过向煤层注水进而减少粉尘的产生，对综采放顶煤工作面来说，注水对煤体起到软化的作用。通过采用双向扇形钻孔布置和三巷钻孔（如图1所示）长钻孔静压注水的方式进行处理，使综放面厚煤层中顶层煤炭得到了较好地湿润。对于五家煤矿工作面而言，该煤层属于难注水煤层，煤层的自然孔隙率仅为2.76%，透水性系数为0.01536。所以，通过在原始应力区进行注水，注水效果不尽人意。因此，利用工作面的动压区，借助矿山压力产生的次生裂隙对煤层进行注水。根据观测矿山工作面压力以及研究分析顶板位移规律资料，在靠工作面一端60m左右范围内的回风巷，以及靠工作面35m左右范围内的进风巷，受矿山压力和顶板位移的影响，煤层中出现较发育的次生裂隙，大大提高了煤层的渗透性，在一定程度上降低了注水压力。因此，在距工作面（35～40）m的注水区域开始注水，注水时间约8天，距离工作面（5～6）m时停止注水。对五家煤矿注水过程中的具体注水参数如下：①单孔注水量回风巷上孔注水量为Qs=127m3，下孔注水量为Qx=104m3，进风巷注水量为Qj=166m3。②注水压力防尘用水静压在（3.0～4.0）MPa之间，能满足上述要求。③注水时间总的注水时间T=8.3d。④单孔注水流量回风巷上孔为qs=11l/min，下孔为qx=9l/min，进风巷钻孔为qj=14l/min。通过向工作面注水，煤的实际含水量达到1.4～1.8%，通常情况下，注水量大于1%对防尘具有非常好的效果。3.2采煤机辅助喷雾降尘综放工作面的产尘尘源主要是采煤机的割煤过程，该过程产生的粉尘约占综采放顶煤工作面产生总粉尘的60%。在靠近人行道一侧的滚筒摇臂上设置一组弧形的喷嘴组，进行喷雾时，在靠近人行道一侧的滚筒上形成一道径向喷雾的屏障。与此同时，还可以将喷嘴设置在液压支架探梁上，通过采煤机部位控制这些喷嘴进行喷雾，从而在采煤机上方形成第二道喷雾屏障，进而起到降尘的作用。此外，分别在采煤机的两端设置两个喷嘴，在采煤机进行采煤过程中，将第二道雾屏进行延伸，进而强化控尘降尘的作用，如图2所示。通过这两道喷雾屏障：一方面阻断粉尘向人行道方向扩散；另一方面可以发挥降尘的作用。在采煤过程中，通过实施上述方案，在降尘率方面，在采煤机司机处达到了82.6%，在采煤机下风10～15m处达到81.7%，降尘效果十分理想。3.3液压支架移架和放煤自动喷雾降尘综放工作面另外两个主要产尘尘源分别是液压支架移架和放煤，此处产生的粉尘约占综放面粉尘产出量的30%左右，也是综放工作面重点的防尘对象。液压支架移架产生的粉尘特点是：粉尘产生在移架作业（降柱、拉架、升柱）过程中，产生粉尘的时间比较短；粉尘主要在液压支架间产生，特别是在液压支架前半部分产生粉尘，并且处于工作面采场主风流中，在风流作用下产生的粉尘比较容易扩散。放煤口放煤时产生的粉尘具有的特点是：在放煤作业时产生粉尘，粉尘在初始放煤阶段产生的量最大；在液压支架后部的刮板运输机处产生粉尘；因支柱、四连杆、高压软管等支架零部件的阻碍，使得支架后部相对于支架前部主风流来说风速比较小。但是在后部输送机刮板处有一连通空间，空间比较宽阔，这里的粉尘如果在放煤时没有被沉降，那么很容易随风流沿此通道向下风邻架进行扩散。根据液压支架移架、放煤产尘的特点，通过采取下列措施进行降尘处理：①在液压支架移架和放煤过程中，设计一种控制阀进行自动喷雾，将喷雾降尘与控制液压支架动作的液压系统进行同步运行，从而将喷雾降尘实现自动化处理，实现作业产尘与自动喷雾降尘同步进行，当移架和放煤作业结束时，喷雾降尘自动停止。②为了实现移架自动喷雾并且下风邻架也同时自动喷雾，通过在喷雾系统附加一个组合五通阀，对于下风邻架扩散的粉尘进行二次喷雾降尘，进而强化喷雾降尘的效果。③通过设计磁化喷嘴，改善水雾的物理特性，使水进一步磁化，增加水雾对粉尘的吸附能力。在五家煤矿采煤工作面通过采用上述技术措施进行现场试验，取得的降尘效果十分理想，简化了喷雾系统的管路，同时实现了下风邻架的喷雾；平均降尘率方面，液压支架移架处达到了81%，放煤口放煤处达到了84.2%。3.4破碎机及转载点的降尘措施和效果通过破碎机进行降尘，对尘源采用密闭、压气喷雾的方式进行控尘降尘处理，采用水压力为2.0Mpa尽心喷雾，压缩空气压力0.4MPa，喷雾水流量7.9l/min，利用上述方式进行降尘，降尘效果十分理想，降尘率高达85.1%。采用电磁阀对转载点进行自动喷雾降尘，选用WPB喷嘴，水压2.0MPa，喷嘴流量6.2l/min，每个转载点分别设置两个喷嘴。根据两个转载点进行降尘效果分析：降尘率分别为：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%，降尘效果较好。4结论研究分析煤矿综采放顶煤工作面产生粉尘的具体原因，采用标本兼治的方法，根据具体尘源的特点，采取不同的技术措施，进行综合防治，效果较为理想。参考文献：[1]苗江平.煤矿粉尘防治技术探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（08）.[2]任兴福.煤矿采掘工作面粉尘危害及有效防治[J].山东煤炭科技，2010（02）.[3]梁永健.煤矿粉尘爆炸预防措施研究[J].价值工程，2012（26）.