掘进巷道综合防尘措施的优化应用.pdf

引言 巷道掘进期间割煤、 爆破、 破碎、 转载、 运输等过 程会产生大量的粉尘， 再加上井下巷道风量较大， 造 成井下空气中粉尘含量较高。在粉尘含量较高的巷 道中作业， 不仅会对工作人员健康造成隐患、 降低工 作面的标准化水平， 而且由于工作人员能见度下降， 会导致工作人员误操作。 在粉尘较大的巷道中， 如果 遇到明火很容易引起巷道煤尘爆炸。因此为了确保 煤矿安全生产， 需采取合理有效的降尘措施， 确保工 作面安全生产[1]。 1巷道概况 大同煤矿集团虎龙沟煤矿 21505 巷位于一盘区 北部， 巷道设计长度为 1 505 m， 巷道设计断面规格 （宽高）为 4.0 m3.5 m，巷道掘进煤层为 5 号煤 层， 平均厚度为 12 m； 巷道在开口前 120 m 由于拐弯 巷道较多不利于机械化掘进施工，采用爆破掘进施 工工艺，巷道掘进 120 m 且待系统掘进完成后采用 综合机械化掘进工艺， 截止目前巷道已掘进 580 m。 由于巷道掘进前期防尘措施不到位或者不合 理， 导致巷道内粉尘浓度大， 经现场检测发现巷道掘 进时粉尘质量浓度达 104 mg/m3， 能见度不足 8.0 m， 不仅降低了巷道质量标准化水平，而且高浓度粉尘 不利于人员安全施工[2]。 221505 巷原防尘措施及问题分析 1） 爆破施工防尘措施。 巷道爆破时， 工作人员通 常采用干式钻机进行钻孔，打钻时利用局部通风机 进行通风， 同时在巷口安装喷雾装置进行降尘。 2） 机掘施工防尘措施。 巷道机掘时， 工作人员在 巷道顶板每隔 100 m 安装一个喷雾装置，同时在运 输线路各转载点及掘进机机头部安装喷雾装置[3]。 1） 掘进巷道通常采用干式钻机及螺旋式麻花钎 杆， 同时配套使用合金钢钻头进行钻孔。 钻机的工作 原理是通过高压风带动钎杆转动来实现钻孔，这种 钻孔方式不具备喷雾降尘功能，而且在钻孔期间会 产生较多的粉尘[4]。 2） 巷道爆破时， 炸药爆炸的同时会产生较大的 瞬间冲击波，冲击波会造成周围煤壁及底板的浮煤 高速喷射， 从而造成工作面浮煤及扬尘增多。 3） 由于 21505 巷掘进煤层为侏罗纪煤层， 该煤 层煤质疏松，掘进机机械化开采时会产生较大的 粉尘。 4） 掘进巷道顶板每隔 100 m 安装一个喷雾装 置， 正常掘进时喷雾装置自动洒水， 通过形成水雾进 行除尘，然而巷道由于风速较大，水雾很容易被吹 散， 降低了水雾的除尘效果。 5） 掘进机在正常生产时， 细小的煤泥很容易进 入到洒水喷头内导致喷水装置堵塞，从而导致掘进 机不能正常喷雾洒水， 而且掘进工作面空间比较小， 喷雾装置喷出的水会造成工作面煤泥较多，不利于 工作面的正常掘进[5]。 3综合防尘措施的优化改进 1） 采用湿式钻孔技术。为了能够降低钻机在钻 孔时产生较大的煤尘， 技术人员采用湿式钻孔法。 即 在钻机上安装一套喷水装置，钻机在风压钻孔的同 时将静压水带入钻孔内， 从而增加钻孔的湿度， 达到 降尘的目的。 2） 安装挡矸装置。为了能够降低掘进工作面跑 破时产生的巨大冲击波，技术人员涉及了一块挡矸 装置， 并将其安装在距离跑破点 12 m 处， 煤壁在跑 破时，挡矸装置能够有效地阻挡冲击波及飞溅的矸 石， 从而降低了粉尘的浓度。 掘进巷道综合防尘措施的优化应用 白海风 （大同煤矿集团虎龙沟煤矿， 山西朔州036000） 摘要 针对虎龙沟矿 21505 巷在掘进期间巷道内粉尘浓度大、 巷道内能见度低、 巷道标准化质量差等难题， 对巷道掘进前期防尘措施及问题进行分析， 并根据巷道实际生产情况， 对传统防尘措施进行优化。通过实际应 用效果来看， 实施综合防尘措施优化后， 使巷道内粉尘质量浓度降低至 30 mg/m3以下， 能见度提高至 30 m 以 上， 取得了显著应用成效。 关键词 掘进巷道综合防尘问题分析优化应用 中图分类号 TD714.4文献标识码 A文章编号 1003-773X （2020） 06-0147-02 收稿日期 2020-03-15 作者简介 白海风 （1986） ， 男， 本科， 毕业于太原理工大学， 助 理工程师， 从事煤矿安全生产管理工作。 DOI10.16525/14-1134/th.2020.06.064 总第 206 期 2020 年第6 期 机械管理开发 MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT Total 206 No.6， 2020 实践与应用 第 35 卷 机械管理开发 jxglkfbjb 3） 煤层注水。为了能够降低整个工作面煤尘在 掘进时的粉尘浓度， 技术人员在工作面施工多个注 水钻孔，掘进工作面每前移 10 m 施工 4 个注水钻 孔， 注水钻孔要距顶板 2.0 m， 孔与孔的间距为 1 m， 施工完毕后使用注水泵将高压水注入到钻孔， 增加整个煤层的湿润度， 达到降低工作面粉尘浓度 的目的。 4） 安装泡沫抑尘装置。为了能够降低掘进机在 正常生产时产生的粉尘浓度，技术人员采用泡沫抑 尘装置代替传统的洒水装置。泡沫抑尘装置主要由 以下部件组成 喷头、 泡沫发生器、 泡沫分配器、 管 路。 通过在管路中注入添加剂， 在泡沫发生器进行反 应产生大量的细小泡沫，泡沫通过喷头喷到掘进工 作面， 能够大量吸附细小的颗粒， 又不会造成工作面 积水， 有效降低了工作面的粉尘浓度。 5） 安装自动防尘水幕。技术人员在掘进工作面 每隔 100 m 安装一套自动防尘水幕来代替传统的喷 雾装置。自动防尘水幕主要有以下部件组成 水泵、 馈电开关、 水帘、 喷头、 过滤池、 旋转装置、 传感器， 如 图 1 所示。正常生产时， 高压喷头喷射水雾形成一 道闭合的水帘， 水帘能够将巷道经过的粉尘及时捕 捉， 水帘流下的污水进入到过滤池， 经过过滤后的 水能够继续使用，当巷道有大型设备及人员通过 时， 传感器可以通过控制传感器及馈电开关对水帘 进行旋转。 6） 其他措施。 为了减少掘进巷道的浮煤， 日常工 作中还需安排工作人员定时对巷道进行冲洗，随着 掘进巷道的不断深入， 技术人员在工作面每隔 300 m 安装一台局部除尘设备，同时在各运输线路上的各 转载点安装封闭式洒水装置，从而达到降低工作面 粉尘的浓度。 4应用效果 大同煤矿集团虎龙沟煤矿针对 21505 巷掘进前 期巷道内防尘措施的不足，对巷道防尘进行合理优 化。 实际应用效果表明， 优化改进后 21505 巷在后期 掘进中巷道内平均粉尘质量浓度低于 27 mg/m3， 能 见度提高至 30 m 以上， 取得了预期降尘效果， 为其 他巷道掘进降尘提供了实践依据。 参考文献 [1]尉新全.独头巷道综合防尘技术研究[J].现代矿业， 2020 （2） 197-198. [2]朱起超.掘进巷道粉尘封闭治理技术研究[J].山东煤炭科技， 2019 （12） 107-109. [3]寇一丁.煤矿掘进巷道防尘与降尘技术方法研究[J].内蒙古煤 炭经济， 2019 （18） 145-146. [4]李瑞辉.可移动式通风除尘装置在采掘巷道中的应用[J].机械 管理开发， 2019 （10） 212-213. [5]张凯.煤矿巷道掘进的综合降尘与防尘研究[J].机电工程技术， 2017 （10） 147-149. （编辑 王瑾） 图 121505 巷自动防尘水幕结构示意图 Optimization and Application of Comprehensive Dust Prevention Measures in Tunneling Roadways Bai Haifeng （Datong Coal Mine Group Hulonggou Coal Mine, Shuozhou Shanxi 036000） Abstract In view of the technical problems such as large dust concentration, low visibility and poor standardization quality in 21505 roadway of Hulonggou mine during tunneling, the dust prevention measures and problems in the early stage of roadway excavation are analyzed, and the traditional dust prevention measures are optimized according to the actual production situation of roadway. Through the practical application effect, the optimized comprehensive dust prevention measures reduce the dust concentration in the roadway to less than 30 mg/m3, and improve the visibility to more than 30 m, and achieve remarkable application results. Key words tunneling roadway; comprehensive dustproof; problem analysis; optimization application 高压洒水装置 捕尘帘 带式输送机开关 400 A PLC 控制柜 联锁 开关 80 A 过滤装置 水槽 输送机 通道 行 人 通 道 水泵电缆 148