12下薄煤层综合防尘技术实践.pdf

1 44 互 撼晨 斜l枝 2 0 0 9 年 第6 期 1 2 下 薄煤层综合 防尘技 术实践 张全新 ， 王亚强， 李思芳 滕 州市辰龙集 团金达煤矿 ， 山东 滕 州2 7 7 5 1 4 摘要金达煤矿主采石炭二叠系的第l 2 ． F 煤层， 煤厚 1 ， 2 o 1 ． 4 5 m 。该煤层脆性大、 易破碎， 生产中产生大量煤尘， 直接威胁着职工身体健 康和 生命安全。该文介绍 了金达 煤矿在机 掘、 炮掘 、 机采、 炮采生产 工艺过程 中所采取 的防尘措施及取得 的成果 ， 为 1 2 薄煤 层 的综合 防尘摸 索出了一套新途径。 关键词 薄煤层 综合 防尘技术实践 中圈分类号 T I Y 7 1 4 ． 3 文献标识码B 金达煤矿 l 2 煤具有煤尘爆炸危险， 煤尘爆炸指 数为 4 5 ． 0 0 ％， 属高爆性煤层。该煤层原生裂 隙不发 育、 空隙率低， 注水达不到理想效果。该矿把煤尘列为 矿井重大危险源 ， 把煤 尘隐患 治理列 为通 防工 作 的重 中之重 ， 长抓不懈 。 I 机 掘 工面 长压 短抽 除尘技 术 的改进 金达煤矿现有机掘工作面两个， 采用 “ 长压短抽” 方式通风除尘 。在距迎头 3 0～ 4 0 r n 处安设湿式除尘器 一 台。负压风筒 自抽 出式局部 通风机接 至迎 头 ， 将 局 部通风机正压风筒在距迎头 2 0 3 0 m处 的抽 出式风机 之前断开， 造成断开处与迎头之间的范围内形成负压 区， 使煤岩尘充分被抽出， 使浮尘在迎头产尘区域即被 抽走 ， 避免 了对后路 的污染 。 1 ． 1 改进 方 法 为 了提高湿式 除尘器 的除 尘效果 ， 尽可 能加 大除 尘器灭尘的能力 ， 对除尘器的结构进行了局部改进。 1 湿式 除尘 器 购进 时 ， 抽 出式 风机 和 除尘水 箱 之间用正压风简短节进行联接， 矿 自制了螺旋式刚性 收稿 日期 2 0 0 9 0 8- 2 1 作者 简介 张全欣 1 9 6 9一 ， 男 ， 现在滕 州市辰龙集 团金 达煤矿从 事生产 技术管 理工作 。 风筒， 使含尘污风以螺旋前进的状态进入除尘水箱 ， 加 大了风 流的紊 流程度 ， 加大了风 流中的粉尘 与水 浴 、 水 膜 、 水滴和改进后增加的高压喷雾的融合程度。 2 在刚性风筒上安装 4个喷雾头， 采用高压水喷 雾， 压力不低于4 M P a ， 将水箱的进水管封闭， 使加水方 式由流水状态改为喷雾状态， 加水的同时起到除尘作 用， 使水和粉尘进行点接触， 增加了一道除尘环节。 3 在 除尘 水 箱 的排风 口安设 一 道逆 风流 的 喷 雾 ， 由高压泵 另出一路水管供水 ， 对 即将排 出的仍带 有 粉尘的风流再进行 一次除尘 ， 使 水和粉尘进行 点接触 。 1 ． 2使 用效果 通过 以上改进 ， 克服了湿式除尘器本身存在的缺 陷 ， 在 1 2 2 1 4运输 巷综掘 工作 面应用 效 果 明显。煤尘 浓度对 比见表 1 。 表 1 除尘风机改进前后煤 尘浓 度比较 表 名称 单位 使用前 使用后 全尘 m g／ m 4 7 5 ． 1 0 3 8 ． 2 4 呼吸性粉尘 m g／i n 4 6 0 ． 2 4 4 1 ． 1 O 2炮掘 工作 面远 程爆破 喷雾 金 达煤矿 自行研制 了远程 自动爆破装置 。该装置 从图中不难看出只有狭长空间的长度足够长时， 才会形成爆轰波， 其主要会影响火场后期的传播速率。 当形成爆轰波时 ， 其火场的传播速率会达到最大值。 4结论 1 障碍物对火焰的传播有显著的加速作用。 2 受限空间中终端壁面反射波产生的伴流速度 对火焰传播起主导作用， 即总的效果是终端壁面反射 波抑制管内火焰传播 ， 甚至会造成熄火现象。 3 狭长空间的长度足够长时， 就有可能会形成 爆轰波 ， 使火焰的传播速率达到最大。 参考文献 ’ [ 1 ] 周凯元， 李宗芬丙烷一空气爆燃波的火焰面在直管道中 的加速运动爆炸与冲击， 2 0 0 0 ， 2 0 2 1 3 71 4 2 ． [ 2 ] 桂晓宏 ， 林伯泉火焰速度与超压关系淮南工业学院学 报 ， 1 9 9 9 ， 1 9 4 1 4 1 8 ． [ 3 ] 林柏泉， 营从光， 周世宁， 茹阿鹏受限空间瓦斯爆炸反射 波及对火焰传播的影响中国矿业大学学报， 2 0 0 5 ， 3 4 1 1 3 [ 4 ] 李增华． 燃烧学． 徐州 中国矿业大学出版社 2 0 0 9 年 第6 期 互 媳j ； 舛技 1 4 5 以压风为主要动力， 安装在距迎头 l O re处， 利用爆破冲 击波 自动打开 该装置 的控制开关 ， 将水喷射 出去 ， 使 之 雾化。该装置射程大、 雾粒细、 喷射面宽、 降尘效果好 ， 形成的水幕能全断面封闭巷道并能将雾状高压水直喷 到迎头， 能吸收爆破产生的有害气体， 有效地解决了炮 掘工作面爆破期 间的防尘难题。经去年在 1 2 2 1 1 、 1 2 3 0 5 掘进头试用， 除尘效果良好。 3 机 采工 作面柱 间喷 雾和超前 长壁 动压注 水 3 ． 1 柱 问喷雾 为进一步确保机采面的除尘效果， 在采煤机 内外 喷雾的基础上 ， 又增加了柱问喷雾装置。柱间喷雾沿 工作面人行道设置 ， 每 l O m一组 ， 每组设 喷嘴两个 ， 喷 头距顶 板 3 0 e ra， 固定在刮板 输送 机后第 一排支 柱上 ， 实行电动、 手 动相结合的控制方式 ， 采煤机开动时柱 问 喷雾装 置同时 向运输机上方空 间实施喷雾作业 。 3 ． 2超前 长壁 动压注水 3 ． 2 ． 1钻孔 布置 及注水 方 式 在材料道及运输巷内垂直工作面煤壁分别布置注 水钻孔 钻孑 L 深度为 5 6 m， 材料道从工作面切 眼前 2 0 m 开始 ， 向外 间隔 2 0 m依次布置 ， 运输巷从工作面切 眼前 l O m开始 ， 向外 间隔 2 0 m依 次布置 ， 通过加压泵及液压 管路利用注水器向煤壁钻孑 L 注水。钻孔参数见表 2 。 表 2 注水钻 孑 L 技术参数表 施工钻孔 方位 倾 角。 深度 m 注水孔 距巷道底 地点 问距 m 板距离 m 材料道 垂直巷道 同煤层夹矸 2 。 夹 6 0 2 0 O ．2 运输巷 角 。 以穿透吏矸 3 ． 2 ． 2注水 方法 采煤工作面注水 随着 工作 面的推进 ， 在 材料 道及 运输巷施工注水钻孔 ， 在注水孔施工完成后， 用矿井井 下 防尘水 ， 通 过快速 注水封孔器 、 加压泵加压定 期进行 注水工作。注水参数见表 3 。注水效果见表 4 。 表 3注水技术参数表 注水时间 巨额定流量 孔深 m 舱c m l严 { m ， I t M h t IZ m im 6 0 3 6 I 2 o l l o 2 4 I 8 O 说明 工作面注水要始终保持超前工作面， 最低距工作面不小 于4 0 m 。 表 4 注水前后煤尘浓度比较表 注 测试地点为皮带 机道 回风流中。 超前注水施工工艺简单 ， 安全可靠， 占用人员少， 解决了采面生产与注水相互干扰的问题， 利于机械化 连续作业， 配合柱问喷雾大大降低了煤尘的产生。 4 炮 采工 作面 短壁静压 注水 4 ． 1 注水 技术原理 受采场矿山压力的作用， 采面煤壁原始应力结构 遭到破坏 ， 煤体次生裂隙增多， 增加了空隙率， 煤层注 水变得较为容易。在煤壁布置钻孔 ， 选择合适的水压 开展煤层注水工作。 4 ． 2注水 量 注水量是影响煤体湿润程度和降尘效果的主要因 素。它与工作面尺寸、 煤厚、 钻孔间距、 煤的空隙率、 含 水率等多种因素有关 。根据金 达矿 1 2 下煤 煤层情况 ， 确定注水量为 0 ． 0 1 5 m 3 ／ t 。 4 ． 3 注水 时间 每个钻孑 L 的注水时间与钻孔注水量成正比， 与注 水速度成反 比。在施工 中 ， 把在预定 的湿润范 围 内的 煤壁出现均匀“ 出汗” 的现象 ， 作 为判 断煤体是否全 面 湿润的辅助方法 。“ 出汗 ” 后 即可 结束 注水 。根 据现 场测定， 单孔的注水时间为 3 5 m i n ， 整个注水工序开 始的时间为放炮前 3 h 。 4 ． 4注水工 艺 利用炮采面的三花眼实施注水作业， 注水拖后打 眼6 m， 沿采面人行道敷设注水管路， 管路上每隔 l O m 留三通及截止阀一个， 每个采面配备注水器 6个。钻 孔 注水结束后 ， 可装药放炮。 本方法注水工艺 融人 回采工艺 中 ， 利用 每班 的检 修时间可分打孔、 注水平行作业 ， 采长 1 2 0 m工作面完 成整个工艺流程不超过 3 h 。 4 ． 5 效果 。 通过采用采煤工作面短壁静压注水技术 ， 尘源治 理效果显著 ， 抑制 了煤尘的产生 ， 大大降低 了采 面及 回 风巷的煤尘浓度 ， 表 5中数据 充分显示 了短孔 静压注 水技术在“ 1 2 煤”薄煤层中的应用效果。 表 5 1 2 2 1 3炮采工作 面注水前后煤尘浓度 比较表 放 炮 攉 煤 平 均 项目 注水前 注水后 注水前 注水后 注水前 注水后 m ／ m3 me-／m mg ／ m3 m g ／ m3 m m mg ／ m3 全 尘 l 2 4 5 ． O 5 7 ． 3 8 2 1 ． 0 5 7 ． 0 l 0 3 3 ． O 5 7 ． 1 5 呼吸性粉尘 6 5 2 ． 0 5 6 ． 7 3 41 ． 0 5 8 ． 1 4 9 6 ． 5 5 7 ． 4 0 注 检测地点中间溜子道 。 该技术解决了“ l 2 煤” 不稳定构造复杂煤层注水 难的问题， 装备省、 效率高。不用专门打注水钻孔， 利 用检修时间打眼， 注水与装药可平行作业， 技术上简便 易行， 不占用循环时间， 防尘效果显著。 5 结语 通过采取上述措施 ， 再加上进、 回风巷净化通风， 转载点喷雾等各项防尘措施的应用， 粉尘浓度大大降 低 ， 使综合防尘工作上了一个新台阶。