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綜放工作面粉塵綜合防治技術(shù)及應(yīng)用

文檔作者：韓兵1，王兵2，唐耀勇2，張民1 文檔來源： 1. 山東康信檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)有限公司 2. 兗州煤業(yè)楊村煤礦		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年10月19日
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綜放工作面粉塵綜合防治技術(shù)及應(yīng)用
韓兵1，王兵2，唐耀勇2，張民1
（1. 山東康信檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)有限公司， 山東鄒城273500； 2. 兗州煤業(yè)楊村煤礦， 山東濟(jì)寧272000）
摘要針對(duì)楊村煤礦321 綜放工作面粉塵濃度大的問題， 找出綜放工作面五個(gè)主要產(chǎn)塵源并進(jìn)行
分析，采取了煤層超前靜壓注水，采煤機(jī)內(nèi)外噴霧及負(fù)壓降塵、液壓支架移架及放煤自動(dòng)噴霧、轉(zhuǎn)載點(diǎn)
噴霧降塵及凈化風(fēng)流綜合防塵技術(shù)，有效的降低了綜放工作面的粉塵濃度，取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞綜采放頂煤；粉塵；綜合防塵；煤層注水；負(fù)壓降塵
中圖分類號(hào)：TD714.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1009-0797（2017）01-0001-03
綜采放頂煤開采技術(shù)自試驗(yàn)以來因其產(chǎn)量高、
效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、消耗低等特點(diǎn)在我國得到了
廣泛的推廣應(yīng)用[1-3]，但該技術(shù)開采強(qiáng)度大，產(chǎn)塵源
多且產(chǎn)塵量大。據(jù)統(tǒng)計(jì)[4-5]，采掘工作面產(chǎn)生的粉塵
占整個(gè)礦井總粉塵量的70%~80%。粉塵不僅會(huì)引
發(fā)矽肺、塵肺等職業(yè)病，危及職工的身體健康，在一
定條件下還會(huì)發(fā)生爆炸，威脅礦井的安全生產(chǎn)。
因此，對(duì)綜放工作面產(chǎn)塵源進(jìn)行分析并采取有
效的綜合防治措施， 對(duì)降低綜放工作面粉塵濃度，
保障礦井安全及職工健康有著十分重要的意義。
1 工程概況
楊村煤礦321 綜放工作面東臨308 采空區(qū)，北
臨320 采空區(qū)，南鄰322 工作面（設(shè)計(jì)），321 工作面
布置見圖1。工作面所采煤層為三西組3 號(hào)煤，工作
面面長163m， 可采長度為614m； 煤層厚度為
7.40~8.60m， 平均7.9m； 煤層傾角2°~7°， 平均
4°；煤層含水率為1.5%。
2 綜放工作面的產(chǎn)塵源分析
綜放工作面的產(chǎn)塵源較多[6-7]，經(jīng)分析楊村煤礦
綜放工作面產(chǎn)塵源主要有以下幾處：
2.1 采煤機(jī)滾筒割煤
采煤機(jī)滾筒上的截齒在破煤的過程中產(chǎn)生煤
塵，具有產(chǎn)塵量大、持續(xù)時(shí)間長的特點(diǎn)。具資料分析
[8]， 采煤機(jī)割煤過程產(chǎn)生的粉塵量約占綜放工作面
粉塵的60%。
圖1 321 工作面布置圖
2.2 移架
采煤機(jī)割煤后，需要推移液壓支架，在推移、升
降過程中部分頂煤粉末從架間掉落產(chǎn)生大量煤塵。
2.3 放煤
為提高煤炭回收率，綜放工作面放煤時(shí)一般采
用多輪順序放煤的方式， 該方式幾組支架同時(shí)放
煤，產(chǎn)塵量大，持續(xù)時(shí)間長，影響范圍廣。
2.4 轉(zhuǎn)載點(diǎn)
煤炭產(chǎn)出后，經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、皮帶、漏斗等
煤礦現(xiàn)代化2017 年第1 期總第136 期
The Comprehensive Prevention Technology and Application of Dust on Fully
Mechanized Caving Faces
Han Bing1， Wang Bing2， Tang Yaoyong2， Zhang Min1
（1. Shandong Kangmin Testing and Assessment Technology co.,LTD， Shandong Zoucheng 273500；
2. Yangcun Coal Mine of Yanzhou Group ， Shandong Jining 272000）
Abstract： For the case of the huge dust concentration on the 321st fully mechanized caving face of Yangcun coal mine,this thesis find out five
major dust sources on caving face to analyze and take measures of advanced static pressure water injection in coal seam, spray and negative
pressure dust control form interior and exterior of coal winning machine,auto spray and moving hydraulic support,spraying on transshipment
point and air decontamination to control the dust comprehensively,which effective increase the dust concentration on fully mechanized caving
face of Yangcun coal mine and obtain the favorable effect.
Key word： fully mechanized top coal caving,dust,comprehensive control of dust,water injection on coal seam,negative pressure dust control
· 1·
萬方數(shù)據(jù)
轉(zhuǎn)載點(diǎn)時(shí)在風(fēng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。
2.5 沿空側(cè)擴(kuò)幫、臥底
由于楊村煤礦綜放工作面運(yùn)輸順槽采用沿空
掘進(jìn)的方式，留設(shè)窄煤柱(寬度僅為3.5m)護(hù)巷，沿空
巷道在礦山壓力的作用下片幫、底鼓嚴(yán)重，為使設(shè)
備正常通過且保持適當(dāng)?shù)娜诵械缹挾?，需要?duì)沿空
巷道擴(kuò)幫、臥底，風(fēng)鎬在破煤矸的過程中同樣產(chǎn)生
大量的煤塵、巖塵。
3 粉塵綜合防治技術(shù)
3.1 綜放工作面煤層注水
煤層注水是降低綜放工作面粉塵濃度最好、最
有效的措施，通過鉆孔對(duì)工作面前方煤體進(jìn)行預(yù)先
注水有效濕潤、軟化煤體，降低綜放工作面的產(chǎn)塵
量，另外，煤層預(yù)先注水還能降低工作面的溫度，對(duì)
抑制煤炭自燃，保障礦井的安全生產(chǎn)有著十分重要
的作用。
（1）煤層注水方式。采用軌道順槽、運(yùn)輸順槽雙
向長鉆孔靜壓注水方式。注水水源來源于兩順槽防
塵供水管路，采用Φ25m 高壓膠管連接，并安裝壓
力表、流量表。
（2）鉆孔布置及鉆孔參數(shù)。在工作面回采之前
分別沿軌道順槽及運(yùn)輸順槽工作面?zhèn)仁┕ぷ⑺祝?
孔間距20m，依次向外布置，示意圖見圖2；鉆孔孔
深為130m，鉆孔直徑55mm；鉆孔在底板往上1.2m，
平行工作面，始終保持在煤層中；采用YPA 型封孔
器封孔，注水壓力2.0～3.0MPa。
圖2 煤層注水鉆孔布置圖
單孔注水量： Q=1.1L×LC×H×γ×W
式中：L 為鉆孔長度,m， 取130m；LC 為平均孔間距，
m；H 為平均煤厚，m；γ 為煤的容重，1.35t/m3；W 為
噸煤注水量，0.01m3/t；
Q =1.1×130×20×8.09×1.35×0.01=305.19m3
注水超前距離為30～60m， 終止注水超前距離
為25m， 同時(shí)對(duì)軌道順槽與運(yùn)輸順槽進(jìn)行注水，且
兩順槽每次注水各注2 個(gè)注水孔。
3.2 采煤機(jī)割煤降塵技術(shù)
（1）321 工作面采用天地公司MG700 型采煤
機(jī)，采煤機(jī)具備良好的內(nèi)、外噴霧系統(tǒng)，內(nèi)噴霧水壓
2~3MPa，外噴霧水壓不得低于5MPa，并無堵塞及缺
噴嘴的現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)操作過程做到開機(jī)開噴霧，停機(jī)
停噴霧。
（2）在移動(dòng)變電站后安裝高壓水泵，通過2 路
φ31.5mm 高壓供水膠管供采煤機(jī)二次負(fù)壓降塵裝
置用水和采煤機(jī)冷卻水。當(dāng)煤機(jī)割煤時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)
實(shí)現(xiàn)二次負(fù)壓降塵，有效撲捉塵源，優(yōu)化工作面環(huán)
境，二次負(fù)壓降塵裝置示意圖如圖3 所示。
（3）安設(shè)ZPD（A）型綜采工作面智能定位噴霧
除塵控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)割煤作業(yè)時(shí)，自動(dòng)開啟
采煤機(jī)下風(fēng)側(cè)3 組架間噴霧功能。
1- 引射管；2- 噴嘴；3- 引射流；4- 吸塵罩；5- 固定板
圖3 負(fù)壓降塵裝置示意圖
3.3 液壓支架移架及放煤自動(dòng)噴霧
為了保證防塵用水的清潔，在工作面順槽入口
處供水管路中安裝一個(gè)水質(zhì)過濾器，過濾網(wǎng)不低于
120 目； 同時(shí)在轉(zhuǎn)載機(jī)及泵站前端各安裝一個(gè)水質(zhì)
過濾器，過濾網(wǎng)不低于150 目。水質(zhì)過濾器可反沖
洗，并定期進(jìn)行沖洗。
采煤工作面由軌順DN80mm 供水管路經(jīng)噴霧
泵加壓后進(jìn)行供水， 工作面敷設(shè)一路φ51mm 高壓
膠管， 采用φ13mm 高壓膠管與3 個(gè)噴頭的架間噴
霧連接，架間噴霧固定在支架前梁上，噴霧壓力3～
5MPa，實(shí)現(xiàn)移架自動(dòng)噴霧。
放煤口噴霧供水管路與架間噴霧共用1 條
φ50mm 高壓膠管， 每架設(shè)1 個(gè)液控閥和1 組3 個(gè)
噴嘴的放煤口噴霧裝置， 該裝置用φ13mm 高壓膠
管連接，實(shí)現(xiàn)放煤自動(dòng)噴霧，如圖4 所示。
3.4 轉(zhuǎn)載點(diǎn)防塵
（1）工作面前后部運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)擋煤板上各安
設(shè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧，每個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)安設(shè)2 組噴霧，每組噴
霧3 個(gè)噴頭，噴嘴間距為200～300mm，確保始終有
一組噴霧覆蓋轉(zhuǎn)載處。
（2）破碎機(jī)采取封閉措施，并安設(shè)噴霧裝置，噴
煤礦現(xiàn)代化2017年第1期總第136期
· 2·
萬方數(shù)據(jù)
嘴不少于5 個(gè)。
（3）轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶機(jī)頭各安裝一組噴霧，每組噴
霧不少于3 個(gè)噴嘴，并固定牢靠，噴霧覆蓋轉(zhuǎn)載點(diǎn)
機(jī)頭和落煤點(diǎn)。
（4）皮帶機(jī)頭轉(zhuǎn)載點(diǎn)安設(shè)全封閉式防塵罩。各
轉(zhuǎn)載點(diǎn)做到開機(jī)開噴霧、停機(jī)停噴霧。
圖4 液壓支架自動(dòng)噴霧示意圖
3.5 凈化風(fēng)流
（1）在321 軌道順槽風(fēng)流匯合點(diǎn)以里處安設(shè)一
道凈化水幕，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴霧，第二道凈化水幕安設(shè)
在距工作面不超過50m 處。
（2）在321 運(yùn)輸順槽轉(zhuǎn)載機(jī)頭處安設(shè)第一道凈
化水幕，和轉(zhuǎn)載機(jī)噴霧實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，并隨工作面推進(jìn)
前移；第二道凈化水幕安設(shè)在距回風(fēng)口不大于100m
處， 凈化水幕上風(fēng)側(cè)200mm 處安設(shè)全斷面捕塵簾。
全斷面捕塵簾與皮帶聯(lián)動(dòng)，水幕霧化效果好，靈敏
可靠且封閉全斷面，如圖5 所示。
圖5 凈化風(fēng)流布置圖
3.6 灑水降塵
（1）軌道順槽每半月沖刷巷道一次，清除堆積
的浮煤，并做好記錄。
（2）運(yùn)輸順槽距工作面100m 范圍內(nèi)及工作面
每班沖洗一次，并做好記錄。
（3）運(yùn)輸順槽距工作面100m 以外每天沖刷巷
道一次，清除堆積的浮煤，并做好記錄。
3.7 個(gè)體防護(hù)
工作面采煤機(jī)司機(jī)、放煤工、移架工及運(yùn)輸順
槽擴(kuò)幫、臥底工作人員及其他人員均佩帶過濾式防
塵口罩。
4 效果
4 月1 日-4 月30 日， 對(duì)321 工作面綜合防塵
效果進(jìn)行了測(cè)試，見表1。
由表1 可知，沒有采取綜合防塵措施前，采煤
機(jī)下風(fēng)側(cè)5m 處、移架下方5m 處、放煤后下風(fēng)側(cè)5m
人行道處粉塵濃度分別為385mg/m3、167 mg/m3、
84mg/m3。采取綜合防塵措施后，最大值分別降低到
27mg/m3、25 mg/m3、23 mg/m3， 粉塵降低率分別為
92.9%、85.0%、72.6%，平均降低83.5%。
表1 綜合防塵效果測(cè)試結(jié)果
5 結(jié)論
綜放工作面煤炭生產(chǎn)不可避免的要產(chǎn)生粉塵，
楊村煤礦綜放工作面采取煤層注水、采煤機(jī)內(nèi)外噴
霧及負(fù)壓降塵、液壓支架移架及放煤自動(dòng)噴霧、轉(zhuǎn)
載點(diǎn)降塵、凈化水幕降塵及防塵管理等綜合防塵措
施，取得了較好的粉塵防治效果。
參考文獻(xiàn)：
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（收稿日期：2016-11-22）
煤礦現(xiàn)代化2017年第1期總第136期
測(cè)試位置時(shí)間檢測(cè)值mg/m3
采煤機(jī)下風(fēng)側(cè)5m 使用前385
使用后27（最大值）
移架后下風(fēng)側(cè)5m 使用前167
使用后25（最大值）
放煤后下風(fēng)側(cè)5m人行道使用前84
使用后23（最大值）
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