综采工作面综合防尘技术研究与应用(12030)

1、综采工作面综合防尘技术研究与应用一、开题报告河南平宝煤业有限公司开采煤层主要以己组煤和戊组煤，己组煤以焦煤、瘦煤为主，煤层瓦斯含量大，瓦斯压力平均2.35MPa，为突出危险性矿井。己1512030采面该位于一水平己二采区中上部，地面标高+130+180m，采面标高-600-655m。采面走向长1244m，倾斜长178m，回采斜面积为260988m2，圈定储量为916728t，可采储量为870892t，瓦斯含量为10.46m3，瓦斯压力1.38MPa。采面以瘦煤为主，水分M=2.6%，灰分A=15.6%，挥发份V=17.37%。煤层倾角为2°10°，煤的坚固性系数f=0.20

2、.5。 己1512030综采工作面防突打钻及采煤机割煤期间采面及风巷煤尘较大，影响视野，为防止煤尘超限，生产放慢速度，并投入大量人力进行冲尘，煤尘因素严重危害着职工人身健康，并降低工效，严重制约着安全生产。 由于综采工作面综合防尘技术水平低、管理难度大等多方面的难题，为此，采煤战线把“综采工作面综合防尘技术研究与应用”作为攻关项目，研究与应用好该项目，对平宝公司安全效益型矿井建设和可持续发展具有重要意义。二、研究报告1、现状调查己1512030采面煤层瓦斯含量为10.46m3，瓦斯压力1.38MPa。采面以瘦煤为主，水分M=2.6%，灰分A=15.6%，挥发份V=17.37%。煤层倾角为2&#

3、176;10°，煤的坚固性系数f=0.20.5。煤体干燥，煤质松软，易产出煤尘。煤层具有煤与瓦斯突出危险，采面需打不少于24m的浅孔卸压抽放措施孔，打钻期间产生煤尘较大；煤层中瓦斯含量大，采面所需风量1980m3/min，最大风速2.5m/s，风速大引起煤尘飞扬；生产过程中煤机割煤截齿割煤产生煤尘，运输期间，各转载点产生煤尘较大。采面生产、打钻期间产生的煤尘不仅危害到矿井安全生产，同时也给职工身体健康造成危害。2、煤尘产生原因及性质综采工作面产生煤尘的主要原因是采煤机在割煤过程中将煤从整体的煤墙中破碎，通过滚筒将煤装载到采面运输装置运输机中，在这一过程中煤体从有机的集合体变成破碎的细

4、小块状体或粉末；煤炭运输过程中因需要转载影响使煤体短暂脱离运输装置而产生浮煤；在突出危险工作面需打超前钻孔，钻机打钻过程中煤被钻磨成粉末状而使作业空间产生煤尘；同样运输过程中由于受到振动和风的作用也能使煤粉漂浮，形成煤尘。飘落的煤一部分随风飘走，另一部分沉积在巷道四壁，在风速增大或沉积物体振动时落尘就又转变成浮煤。液体对固体表面的湿润程度，取决于液体分子对固体表面作用力的大小，而对同一煤尘尘粒来说，液体分子对尘粒表面的作用力又与液体的力学性质即表面张力的大小有关。表面张力愈小的液体，对尘粒越容易湿润。而对于己1512030采面以瘦煤为主，水分M=2.6%，灰分A=15.6%，挥发份V=17.3

5、7%，煤的坚固性系数f=0.20.5。水对其有一定湿润性和粘着性。3、综合防尘措施（1）、源头治理：采面采取浅孔注水。 （2）、完善防尘供水管路。保证风、机两巷供水管路完好，管径、水量、水压等符合要求。在风巷供水管路上每隔50m设一个阀门，供洒水灭尘使用。 （3）、机巷自采面煤墙50m以内安设一道风流净化水幕，风巷距采面10m20m内、150m200m、450500m安设3道捕尘网，要求水雾封闭全断面，灵敏可靠，雾化效果好。（4）、转载点治理：在输送机机头、转载机机头和破碎机外口各安设一个喷雾。（5）、生产班主机割煤要匀速，控制割煤速度，以减少煤尘含量。（6）、采面采煤机内外喷雾达到规定要求，

6、水压(内喷雾压力大于1.5MPa、外喷雾压力大于2MPa)、流量、喷雾效果等必须符合要求。（7）、采面每隔10m设一组架间喷雾并保证喷雾效果。（8）、采面打钻钻机喷雾必须保证完好，并保证喷雾效果。在打钻期间必须打开钻机喷雾。并在钻机回风流5m内安设挡尘网。（9）、采面松动爆破必须使用水泡泥，装药前装药地点20m范围内必须洒水冲尘。（10）、采面以外风、机两巷60200m处各安设隔爆水棚，隔爆水棚个数满足规定要求。挂牌专人管理，每周检查一次，保证水袋完好，水量充足。（11）、风巷必须及时清除巷道中的浮煤，清扫冲洗沉积煤尘，对容易造成煤尘堆积的地点要及时冲洗。生产班每班至少冲洗一次回风巷超前支护巷

7、范围内巷道中的浮煤，超前支护巷外段由维修班派专人冲洗，每天至少冲洗一次。（12）、生产、打钻期间个人戴防尘口罩。三、工业性试验报告1、采面防止产生煤尘研究 采煤工作面煤层注水从根本上改变煤体的湿润程度，使液体分子对煤尘颗粒表面张力增大，增加液体对煤尘的亲和程度（增加煤尘的湿润性）。 己1512030综采工作面煤层注水采用孔深24m， 89mm注水孔，注水压力采用静压，压力为4MPa，注水量为以煤壁湿润为宜，湿润半径为2.5m，湿润时间为37天。 措施要求： （1）、注完水后注水钻孔的封孔用封孔器封闭。（2）、注水采用静压管路注水，采面前70#架水源有铺设在机巷上帮的四寸供水管路提供，后70#架

8、水源有铺设在风巷下帮的四寸供水管路提供，在供水管路与注水孔之间安装一个Ø10的三通和一个截止阀，用于控制注水流量和压力。 （3）、压力表安装在三通的一端，流量表安装在截止阀与三通之间；压力表和流量表的掉挂要求距煤壁200500mm。 （4）、采用单联双孔注水，一次注水2个孔；每天八点班专人注水，注水压力不小于4.0Mpa，注水量以机巷上帮煤壁湿润为宜，然后再注下一个注水孔。2、采面打钻过程中防尘研究己1512030综采工作面为煤与瓦斯突出危险工作面，瓦斯压力1.38MPa（大于0.74 MPa具有突出危险），煤的坚固性系数f=0.20.5（小于0.5具有突出危险）。工作面必须打超前卸

9、压措施孔，打措施孔过程中产生大量煤尘，对生产安全和职工身体健康造成严重危害。 工作面打钻采用铁福来ZDY120S煤矿用液压钻机，钻杆直径89mm，可打孔深24m，本工作面措施孔深为27m，根据实际试验满足要求。打钻过程中产生煤尘量大，钻机本身降尘装置不能满足降尘需要，喷雾效果不好，为此，经过认真研究自主改进降尘装置，对钻机的原喷雾设备进行改造，从新加工了弯头型双喷雾（见图1）配合长方型防尘网（见图2），打钻时，距煤壁钻孔入口500mm回风流处垂直设置挡尘网，喷雾设置在挡尘网回风流上方，喷雾支撑杆根据钻孔开孔位置高低选择加长或缩短，使喷雾和挡尘网有效吸附阻挡回风流中的煤尘。不但大大降低了采面的煤

10、尘，改善作业环境，杜绝了喷雾喷湿衣服现象，同时为安全生产和职工的身体健康提供了保障。图1（弯头型双喷雾）图2（防尘网）3、采面生产过程中防尘研究 生产过程中产生的煤尘是采面煤尘的主要来源。综采工作面产量高、工作效率高，但煤尘含量大，成为制约高产高效的又一影响因素。煤机割煤、运输机运煤，运输机头、转载机头转载点是生产过程中产生煤尘的主要来源。为此，根据分源治理的原则，针对不同时期、不同地点煤尘产生的特点制定了专门措施。 采煤机割煤过程中煤尘主要集中在滚筒周围及旋转装煤靠运输机侧，为此除了煤机自身内喷雾加大压力流量外，煤机外喷雾的合理设计也是降低煤尘的又一措施，通过实践及认真研究，改进煤机外喷雾，

11、在煤机摇臂上和滚筒截割电机外壳上加装“一”字型（图3）和“U”型（图4）喷雾装置，使喷雾有效的对准煤机转动过程中产生的煤尘，达到灭尘的效果。图3（“一”型喷雾）图4（“U”型喷雾） 运输机、转载机机头转载点时煤尘产生的又一主要来源，为此在运输机机头、转载机机头各设计一双喷嘴喷雾（见图5）来降低煤尘含量，同时在转载机机头后10m、运输机机头后5m内安设长×宽=2.0m×2.5m的捕尘纱窗净化水幕网，有效的降低了煤尘含量。图5（双嘴喷雾）4、采面回风流中降尘研究采面因煤机割煤、拉移支架等使采面、风巷回风流中产生大量煤尘，为此在采面每10各支架上面安装一双嘴喷雾装置来降低煤尘含量

12、；在风巷距采面10m20m、150m200m、450m500m三处位置安设捕尘网（图6），在捕尘网回风流上侧200mm的地方安装能覆盖巷道全断面的净化水幕，水幕喷在捕尘网上有效的降低煤尘含量。图6（捕尘网）5、个体防护研究采取上述措施后，工作地点仍存在微细煤尘，因此，必须采取个体防护措施。目前采取的主要措施是佩戴个人防尘口罩。对防尘口罩性能要求是：对呼吸性煤尘的阻尘率不低于95%，并且呼吸阻力小，佩戴方便舒服，不影响视野。对职工要求工作时必须佩戴防尘口罩且每周更换一次。6、组织管理加强对综合防尘的组织管理，为此采煤战线开展多次综合防尘会战活动，制定以李墨和夏杰为组长的综合防尘领导小组，并令综采

13、一队制定防尘管理制度（见附件），保障防尘设施完好，确保除尘效果。附件：综合防尘管理制度1）、目的：为认真开展综合防尘会战活动，进一步改善工作面作业环境，减少煤尘危害，消除不安全隐患，确保生产安全。2）、防尘管理责任制度：（1）、严格按照煤矿规程及各项防尘措施施工。（2）、各班班长是本班防尘责任人，具体负责本班各项防尘措施。（3）、每班风、机巷必须派专人进行降尘，每班不得低于三次冲尘，严禁煤尘超限。（4）、采煤机司机，各个转载机司机是该班防尘具体负责人，对自己工作地点煤尘负具体责任。（5）、各个开关、设备防尘由各班电工负责，保持各设备清洁，无煤尘积聚。（6）、采面支架防尘由各班支架工负责，保持各

14、支架清洁，无煤尘积聚。（7）、采面及风、机巷各个管线、电缆防尘由检修班负责，每天对各管线电缆进行降尘。（8）、所有施工人员必须佩带防尘口罩，做好自身防尘。 3）、具体责任划分： 队干部成立防尘责任小组，共分三个小组具体责任区域如下： 胡贵生 负责机巷所有管线设备及巷道防尘工作； 谢亚涛 负责采面所有管线及设备防尘工作； 耿群海 负责风巷所有管线设备及巷道防尘工作。4）、综合评比每旬对各个小组所包区域进行检查考核，对考核第一名的小组奖励500元，对最后一名罚款500元，并在全队通报批评。四、经济效益和社会效益1、经济效益：节约人力资源、资金 改造前，每天三班各安排4人专门冲尘，一天安排12人专门