一號煤礦綜合防塵技術(shù)研究與實踐

陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號煤礦核定生產(chǎn)能力為600萬t/a，開采煤層為2號煤層，開采方法為走向長壁式綜合機械化采煤，全部垮落法管理頂板，回采巷道的掘進方式為綜合機械化掘進。近幾年隨著采掘工作面機械化程度的進一步提高，礦塵的產(chǎn)生量也隨之大大增加，嚴重影響井下空氣質(zhì)量和職工身體健康。另外，礦塵具有爆炸危險性。
　　1   礦塵來源及其濃度情況
　　想要治理礦塵就必須觀察分析其來源，然后對癥下藥，做到有的放矢。通過從礦井煤炭生產(chǎn)、運輸過程分析礦塵來源，并采用粉塵濃度測定儀進行測量統(tǒng)計，黃陵一號煤礦井下礦塵主要來源于以下幾個方面。
　　1.1 采煤工作面
　　一號煤礦采煤工作面采用的采煤方法是走向長臂式一次采全高，全部垮落法管理頂板。采煤工作面通風方式為“U”型通風，工作面配風量為1000～1500m3/min。工作面生產(chǎn)時在采煤機割煤和移架的過程中產(chǎn)生大量的礦塵，采煤機自身噴霧系統(tǒng)不能有效降低采煤機割煤過程中產(chǎn)生的煤塵。工作面在生產(chǎn)時，采用粉塵濃度測定儀分點測量時，全塵濃度為50～80mg/m3，最高濃度超過100mg/m3，超過《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的10mg/m3。
　　1.2 掘進工作面
　　掘進工作面全部采用綜掘機進行掘進，工作面采用局部通風機壓入式通風，風量為500～800m3/min。在綜掘機割煤過程中產(chǎn)生大量的煤塵和巖塵。采用粉塵濃度測定儀分點測量時，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)
　　隨著礦井開采范圍的不斷增加，運輸系統(tǒng)越來越長，造成煤炭在運輸過程中轉(zhuǎn)載次數(shù)隨之增加，煤炭從采煤工作面運輸?shù)降孛娴恼麄€過程中也產(chǎn)生大量的礦塵，這些礦塵通過礦井通風系統(tǒng)又全部進入井下各個用風地點，嚴重影響井下空氣質(zhì)量。另一方面礦井運人系統(tǒng)為無軌膠輪車，膠輪車在井下行進過程中掀起巷道底板積塵，造成二次污染。一號煤礦系統(tǒng)產(chǎn)塵點分布不均，且點多面廣，采用粉塵濃度測定儀選點測量時，巷道空氣中全塵濃度達到6～46mg/m3。
　　2   綜合防塵技術(shù)探索實踐
　　通過認真分析礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀和主要產(chǎn)塵情況，根據(jù)礦塵來源和揚塵特點分別制定綜合降塵措施。一方面引進先進的除塵工藝及技術(shù)，另一方面，自主創(chuàng)新，對礦井現(xiàn)有除塵設施進行優(yōu)化改良，采取多種降塵措施相結(jié)合的方法實現(xiàn)粉塵綜合治理。在實踐過程中取得了良好的效果，有效降低了礦井各生產(chǎn)、運輸系統(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程中架間噴霧同步進行，有效降低移架過程中產(chǎn)生的礦塵;二是在采煤機上加裝負壓二次降塵器，利用設置在工作面高壓水泵、供水自動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兩端負壓二次除塵裝置上，除塵裝置將供給的高壓水轉(zhuǎn)化成控制采煤機滾筒割煤除塵源向外擴散的氣霧流屏障和局部含塵風流凈化除塵系統(tǒng)，同時在噴射裝置內(nèi)部的射流后方形成負壓區(qū)，將負壓區(qū)內(nèi)的含塵空氣吸入噴吸裝置再噴射出去，實現(xiàn)對采煤機滾筒割煤產(chǎn)塵的就地凈化、阻止和減少粉塵向外擴散;三是在采煤工作面回風系統(tǒng)中建設集中消塵區(qū)，消塵區(qū)長度為50m，在其中安裝全斷面消塵噴霧5道，工作面生產(chǎn)期間全部開啟，能夠有效防止工作面粉塵進入回風系統(tǒng);四是在皮帶機頭轉(zhuǎn)載點安裝封閉捕塵網(wǎng)，將轉(zhuǎn)載點包裹在捕塵網(wǎng)內(nèi)，并在捕塵網(wǎng)內(nèi)安設兩道高壓噴霧;五是引進風水聯(lián)動除塵裝置，在煤機前后搖臂靠滾筒處各安裝一組風水聯(lián)動除塵裝置，利用壓風與供水的聯(lián)動作用，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，改善回風順槽空氣質(zhì)量。
　　采用多種降塵措施后，經(jīng)分點測定，采煤機下風側(cè)平均粉塵濃度降低72～80mg/m3，綜合降塵效率為40%～55%。采煤工作面回風流平均粉塵濃度降低54～60mg/m3，綜合降塵效率高達60%～70%。
　　2.2 掘進工作面降塵措施
　　針對掘進機在割煤過程中產(chǎn)生大量煤塵和巖塵，一是在綜掘機上安裝高壓噴霧降塵裝置，掘進機在作業(yè)時，開啟本裝置，正常掘進過程采用高壓水射流，對準掘進機截割頭噴射降塵，降塵效果顯著，掘進過程中通過換向閥，切換為高密度細霧降塵，水霧迅速覆蓋掘進全斷面，可瞬間將大量礦塵在源頭消滅;二是在綜掘機上加裝風水聯(lián)動除塵裝置，該系統(tǒng)霧化效果好且能夠全面覆蓋截割頭，能有效降低割煤過程中的產(chǎn)塵量;三是在所有掘進工作面引進強力除塵風機，該風機額定處理風量可達420m3/min，總粉塵降塵效果可達60%，將該除塵風機安設在皮帶機尾，并實現(xiàn)和皮帶機尾一起前移;四是將掘進工作面后巷內(nèi)每處水倉附近底板進行硬化，建設集中消塵區(qū)，并將開啟噴霧后產(chǎn)生的積水引導至水倉，防止積水。
　　采用多種降塵措施后，經(jīng)分點測定，全煤掘進工作面后巷回風流中粉塵濃度降低60～80mg/m3以上，綜合降塵效率高達70%～78%。半煤巖掘進工作面后巷回風流中粉塵濃度降低40～55mg/m3，綜合降塵效率為50%～60%。
　　2.3 煤炭運輸系統(tǒng)降塵措施
　　一是在承擔煤炭運輸任務的膠帶巷內(nèi)每500m安裝自動噴霧降塵系統(tǒng)，其控制原理為傳感器感應到皮帶上煤流時發(fā)出信號到主控箱，主控箱控制系統(tǒng)打開電動球閥，從而噴霧打開;當皮帶上無煤流經(jīng)過時，電動球閥自動關閉，從而停止噴霧，實現(xiàn)噴霧開關與皮帶運輸系統(tǒng)起停同步，有效降低煤炭運輸過程中產(chǎn)生的礦塵。二是在主皮帶巷與進風巷間所有聯(lián)巷安裝全封閉捕塵網(wǎng)，并在捕塵網(wǎng)上風側(cè)安裝一道全斷面噴霧，將煤塵集中后進行消除，捕塵網(wǎng)可以有效防止膠帶巷煤塵進入進風巷污染新鮮風流，能夠有效提高井下用風地點的空氣質(zhì)量。三是在轉(zhuǎn)載點安裝全封閉捕塵網(wǎng)，并在捕塵網(wǎng)內(nèi)安裝兩道高壓噴霧進行封閉降塵。四是在膠帶巷每處水倉附近建設集中消塵區(qū)，每處消塵區(qū)設集中消塵噴霧5道，生產(chǎn)期間全部開啟，噴霧產(chǎn)生的積水通過地坪、水溝引導至水倉。
　　3   結(jié)語
　　由于煤礦生產(chǎn)過程產(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)井下實際條件分源治理，全程控制，采取消塵源、除積塵、防揚塵、降浮塵的綜合治理方針，其中消塵源是根本。一號煤礦經(jīng)過多年探索與實踐，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工作地點的礦塵，達到了防塵最佳效果，為職工工作創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境，為礦井安全生產(chǎn)提供了有效保證。