煤矿综掘面综合防尘技术优化研究与实践

在分析某矿矸石置换道综掘面现有防尘措施存在问题的基础上,根据工作面的具体情况提出了优化长压短抽系统,改进掘进机喷雾降尘系统,优化巷道风流净化水幕,提高了净化水幕的自动化程度,增加掘进面煤层注水的综合防尘方案,通过综合防尘方案的实施,成功降低了工作面总粉尘浓度91%以上,呼吸性粉尘降尘效率也达到89%以上,降尘效果明显。     

新型降尘添加剂试验与应用效果分析

祁东煤矿粉尘最大来源分别为综采工作面和综掘工作面。矿井除采取喷雾、洒水、个体防护等综合防尘措施外,还分别在回采煤层注水水源和综掘机喷雾水源中加入无毒无腐蚀性复配水分子改性剂——尘克添加剂进行防尘。该添加剂能中和液体中固体颗粒磁荷电性,降低水的表面张力,通过在祁东煤矿3245(上)综采工作面和6134风巷综掘工作面的应用表明,其最高降尘效率达61.1%,提高了降尘效率。     

采煤工作面粉尘防治技术探讨

首先阐述了采煤工作面的煤尘产生原因及其危害,分析了治理工作面粉尘的重要意义;然后介绍了煤层注水、湿式凿岩和水封爆破等减尘方法,采煤机内外喷雾、破碎系统降尘、风流净化水幕降尘、液压支架架间喷雾等降尘措施,以及个体防护措施;最后针对防尘管理的现状提出了建议。     

综掘机泡沫降尘技术研究及其应用

 近年来,潘三矿综掘机械化强度迅速提升,粉尘灾害日益严峻,为此,作者通过深入分析综掘面产尘机理,采用了泡沫降尘新技术,并科学合理设计泡沫降尘工艺,有效降低了综掘面粉尘浓度,净化了作业环境,测试结果表明：在司机侧泡沫降尘时全尘浓度由原来的1103mg/m3降低为308.8mg/m3,呼吸性粉尘由原来的596mg/m3降低为149mg/m3,降尘效率分别为72.4%和75.2%,与外喷雾相比,分别是其降尘效率的2.52倍和3.08倍,降尘效果非常明显,同时,泡沫降尘成本较低,约占总投入的1.8%~2.2%,经济性明显,具有广阔的实用推广性。     

长岭一号井综掘工作面控除尘技术

通过分析,将风流在风筒出口至综掘工作面区域分为射流区、回流区及涡流区,结合长岭一号井152101轨道巷综掘面产尘特性及粉尘防治的现状,设计采用附壁风筒控尘与除尘器抽尘净化相结合的综合降尘工艺,使综掘面生产时总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率分别达到90%及80%以上,综掘面的作业环境得以大大改善,保障了职工的身体健康和矿井的施工安全。     

高瓦斯突出煤层综掘面综合防尘技术应用研究

针对高瓦斯突出煤层泥岩底板综掘面粉尘污染严重的问题,以及采用除尘器抽尘净化技术存在安全隐患和喷雾降尘耗水量不宜过大的实际情况,通过采用综掘面分段式注水、掘进机泡沫降尘及回风流粉尘浓度超限自动喷雾降尘等组成的综合防尘体系,经东林煤矿3402综掘面现场应用,取得了良好的降尘效果。掘进机司机位置处的总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率分别达到95.8%和94.8%;机组后5 m处分别达到93.8%和92.2%。工作面作业环境得到很大改观,确保了职工的人身健康和矿井的安全生产。     

潞宁煤矿22116回风顺槽掘进工作面降尘技术研究与应用

为降低22116回风顺槽掘进工作面粉尘浓度,通过Fluent数值模拟软件进行巷道内风速分布规律和粉尘分布规律的模拟分析,基于数值模拟结果确定粉尘防治的重点区域为滞后掘进工作面20m的范围,结合巷道地质条件,设计掘进工作面采用优化通风+综掘机喷雾+水幕的降尘方案,喷雾用水采用磁化水,并在防尘方案实施后进行降尘效果分析。结果表明:降尘方案实施后,综掘机司机处全尘和呼尘降尘率分别为83.7%和80%,降尘效果显著,优化了掘进作业环境。     

基于神经网络的煤巷综掘工作面粉尘浓度预测研究

为增加粉尘防护设施设计的针对性,提高粉尘防护设施评价的可靠性,以煤巷综掘工作面为例,分析了煤巷综掘工作面原始粉尘浓度的影响因素,采用LMBP神经网络对煤巷综掘工作面的粉尘浓度进行预测。结果表明:预测值误差在±10%以内,预测结果可靠,为其他作业场所原始粉尘浓度预测及其他职业病危害因素浓度(强度)预测提供了一种方法;依据原始粉尘浓度预测值,可对粉尘防护设施进行系统设计,采用神经网络对职业病危害浓度(强度)进行预测,可使职业病防护设施设计更具有针对性。     

掘进工作面综合降尘技术应用研究

分析了综掘工作面掘进过程中产生高浓度粉尘的原因,提出将掘进机高压外喷雾降尘技术和粉尘浓度超限喷雾降尘技术有机结合的粉尘浓度超限高压外喷雾降尘技术。 通过将粉尘浓度超限高压外喷雾降尘技术与煤层动压注水技术结合起来,形成一整套矿井掘进工作面降尘技术及工艺。 以龙滩煤矿3115南运输巷综掘工作面为例进行了应用研究,实践表明,采用综合降尘技术措施后综掘工作面司机处的降尘效率达到了90. 3%,有效改善了工作面的粉尘污染状况。     

突出煤层综掘工作面湿润剂高压喷雾降尘应用

针对突出煤层综掘工作面粉尘浓度高、除尘风机无法使用、粉尘治理困难的问题,以平煤八矿己_(15)-21030风巷综掘面为切入点,开展了突出煤层综掘面湿润剂高压喷雾降尘的应用研究,分析了湿润剂高压喷雾降尘机理,介绍了一种综掘面湿润剂高压喷雾降尘系统及其工作原理,并进行了现场试验。结果表明:该喷雾降尘系统在掘进机司机处的平均降尘效率比低压喷雾和普通高压喷雾分别提高10%~20%。     

喷雾帷幕降尘机理分析及实验研究

针对微细粉尘扬尘过程的复杂多变性以及目前喷雾降尘系统存在的问题, 设计了喷雾帷幕降尘装置。分析了喷雾帷幕降尘机理。选用铁矿粉尘作为实验粉尘, 对喷雾帷幕装置进行了除尘效果实验研究。结果表明, 该喷雾系统由于形成了一个封闭的喷雾帷幕, 基本上不受风向的影响, 在有风和无风情况均具有较高的除尘效率。该装置对微细粉尘具有良好的降尘效果, 降尘效率达到88%以上。     

微米级水雾在井下巷道降尘中的应用

为改善煤矿井下的降尘效果,基于微米级水雾降尘技术原理研制了煤矿井下巷道内降尘设备,并在梁北煤矿井下采掘工作面进行了应用。对梁北煤矿11141工作面回风巷和11101掘进工作面降尘设备使用前后粉尘浓度进行测定,结果表明：11141工作面回风巷微米级水雾降尘设备除尘率达到74.3%,比普通喷淋水幕降尘率提高了34.2%;11101掘进工作面的微米级水雾降尘设备的除尘率达到84.2%,比普通喷淋水幕提高41.2%。微米级水雾降尘技术相对于普通喷淋水幕具有更好的降尘效果,可以更有效地降低煤矿井下的粉尘浓度。     

井下输送带运煤系统综合防尘技术

通过对井下输送带运煤系统产尘点和产尘原因的综合分析,提出了粉尘源头治理、分点分制的防治原则,制定并实施了通风抑尘、转载点触控手动喷雾防尘、电磁阀水幕捕尘、除尘风机湿尘除尘、回行输送带可调式喷雾洗尘、清理器清除煤泥及输送带运煤系统定期洒水降尘等综合防尘措施,使输送带运煤系统粉尘质量浓度由35-45mg／m3降至5-6mg／m3,降尘效率达85％以上。     

高深直溜井返尘密闭抽尘净化技术研究

金属矿山高深直溜井卸矿作业返尘浓度大、持续时间长、污染范围广,对作业人员危害严重,为解决高深直溜井卸矿口返尘污染问题,针对溜井卸矿作业工艺特点及生产现状,分析了溜井卸矿返尘特点, 研究了溜井卸矿后返尘产生的诱导风量。基于溜井返尘特点和诱导风量的研究,提出了溜井卸矿口采用密闭抽尘净化的治理措施,并结合Fluent软件数值模拟,针对密闭控尘关键技术和抽尘风量开展了深入研究,改 进了溜井口密闭控尘方式,确定了抽尘风量。针对溜井卸料作业面连续作业的特点,提出了一种大断面开放空间溜矿卸料作业面气幕控尘新技术,结合刚性密闭系统,实现了溜井口的全密闭控尘。结合夏甸金矿高深 直溜井生产现状,对溜井卸矿密闭抽尘净化技术进行了应用。结果表明：治理后,溜井口总粉尘浓度由378.3 mg/m3降至5 mg/m3,降尘效率为98.7%,呼吸性粉尘浓度从133.3 mg/m3降至3 mg/m3,降尘效率达97.7%, 控除尘效果较好,治理前后溜井口周围环境对比明显。研究表明：气幕控尘与刚性密闭相结合的全密闭系统较好地实现了大断面开放空间溜矿卸料作业面的透明密闭控尘,配套使用适宜处理风量的高效湿式除尘器, 有助于解决高深直溜井返尘污染的难题。     

岩石机械化掘进工作面高效除尘系统

为了解决岩石机械化掘进工作面粉尘浓度居高不下的难题,研制了适用于岩石机械化掘进工作面的高效除尘系统;从理论上论证了可控循环风通风除尘系统在有毒有害气体较少的南部回风大巷岩石机械化掘进工作面是可行的,研制了风幕控尘装置,确定了较优参数,并设计了可实现近距离三维吸尘且随机移动的高效抽尘净化装置。该系统在唐口煤业南部回风大巷掘进工作面应用后,工作面有人作业处全尘和呼尘的降尘率分别平均达到91.6%和90.5%,有效降低了现场的粉尘浓度。     

基于高压气幕技术的综掘面封闭式除尘系统参数优化设计

基于压抽混合式局部通风系统气载粉尘分布规律的模拟分析以及空气幕隔尘的原理,提出了基于高压气幕技术的综掘面封闭式除尘系统。该系统可将综掘机截割产尘有效地控制在综掘机司机前方,并配合高效除尘风机及合理设置吸尘口的位置,将工作面产尘抽出净化,从而可有效降低综掘面司机等有人作业区域的粉尘浓度。     

大断面全岩巷综掘工作面泡沫降尘技术

为了解决大断面全岩巷综掘工作面高浓度粉尘问题,结合大断面岩巷综掘工作面产尘特点,在对大断面岩巷综掘工作面综掘机截割破岩的过程分析后,利用Fluent软件,对大断面岩巷综掘工作面粉尘运动场进行数值模拟,并分析了粉尘运动规律及粉尘浓度分布情况,依据泡沫降尘原理,设计了大断面岩巷综掘工作面泡沫降尘工艺系统,并在淮北朱仙庄煤矿北翼胶带运输大巷大断面岩巷综掘工作面进行了现场应用。结果表明,综掘岩尘主要集中在综掘工作面回风侧,在尘源下风向的某一回风侧浓度达到最大;泡沫降尘工艺系统制备的泡沫能包裹综掘机截割头,覆盖岩壁达到提前润湿岩体,减少和抑制粉尘的产生,同时又能阻断已产生粉尘的扩散通道,对全尘和呼吸性粉尘的平均降尘效率分别为86.2%和84.4%,是水喷雾降尘效率的3.6倍和4.6倍,取得了理想的降尘效果。     

旋流帷幕除尘器的机理分析及实验研究

针对传统湿式除尘器运行过程中具有除尘效率较低、阻力大、耗水量大等缺点,研制了一种采用旋流雾化除尘与喷雾帷幕除尘相结合的新型旋流帷幕除尘器。分析了该除尘装置的工作原理和除尘机理,并对该除尘装置的性能指标进行实验研究,研究结果表明：该除尘器喷雾装置采用超声雾化器和压力式喷雾器组合结构,有效提高了除尘效率。超声雾化器工作的最佳条件是：气压0.35 MPa,水量30 L/h;旋流帷幕除尘器最佳液气比为0.15 L/m3。综合考虑除尘效率和阻力因素,该除尘器运行时最佳风速为14～16 m/s。同时该除尘器采用轴向双旋流除尘结构,运行阻力小、除尘效率高、对总粉尘的除尘效率大于99.8%,对呼吸性粉尘的除尘效率达到97%以上。     

水间隔装药降尘爆破技术在高村铁矿的应用

露天矿山爆破粉尘含大量微细颗粒,严重污染采场环境。通过分析水雾除尘机理,自主设计并建立爆破粉尘测试系统,在高村铁矿进行水袋间隔装药结构与岩粉间隔装药结构的爆破粉尘对比试验,结果表明：采用水袋间隔装药,粉尘吸附效果较好,吸附率达到46.72%～51.20%;同时在改善破碎块度方面也优于岩粉间隔装药。水间隔装药降尘爆破技术在露天采矿以及非矿山领域的工程爆破中具有广阔的应用前景。     

高压喷雾除尘系统在邢东矿综采工作面中的应用

随着机械化水平的不断提高,邢东矿综采工作面的产尘量越来越大,工作场所粉尘浓度居高不下,严重危害了职工的身心健康,矿井安全生产存在重大隐患。通过分析邢东矿综采工作面不同条件下粉尘运动的变化规律和喷雾系统的除尘机理,设计了综采工作面高压喷雾除尘系统。使用该除尘系统后,采煤机割煤时对于整个工作面平均全尘除尘效率达85%以上,呼吸性粉尘除尘效率可达75%以上;移架、放顶时平均全尘除尘效率达88%以上,呼吸性粉尘除尘效率达77%以上;回风巷水幕下风向5m处,其全尘除尘效率达98%,呼吸性粉尘除尘效率达95%。采用高压喷雾除尘系统在邢东矿综采工作面上防治粉尘取得了良好的效果。