6采煤工作面综合防尘技术

1、第六章 采煤工作面综合防尘技术2012.516.1 采煤工作面粉尘的产生6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘 采煤工作面是煤矿井下作业人员和电器机械设备高度集中的工作场所，也是连续产尘强度较大的作业场所。采煤的各项工序都会产生大量煤尘和岩尘，特别是在机械截割、运输。机械转载震动、工作面支护等多工序平行作业时产生的粉尘量更大。 一、炮采工作面产尘及粉尘分布 炮采工作面主要产尘工序是打眼和炸药爆破落煤工序，产尘量占整个采煤工作面正规循环过程总产尘量的6075。爆破瞬间粉尘浓度较打眼工序常高达几十甚至

2、几百倍，但在爆破作业时工作面无人工作，爆破后一段时间间隔内粉尘对人也无直接危害。对人体有直接危害的是打眼和运煤工序，特别是煤电钻干打眼、用锹攉煤，不但产尘量大，而且飞扬粉尘量也较大。26.1 采煤工作面粉尘的产生6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘36.1 采煤工作面粉尘的产生 二、机采工作面产尘及粉尘分布 一般说来，普采工作面粉尘浓度高于炮采工作面几倍至十几倍，而综采又高于普采工作面几倍至几十倍。阜新矿务局综采面的粉尘浓度达2 0002 500 mgm3，阳泉矿务局综采工作面的粉尘浓度最高达8

3、888 mgm3。造成如此高的粉尘浓度的主要原因是进风流的污染、采煤机的切割和装载、周期性移架、运输机的载运和转载以工作面片帮和顶板冒落等，其中，采煤机作业(包括割煤和清底)是最主要的尘源。工作面移架尽管发生在一个短时间内，但由于移架是随采煤机的推进而周期性地进行，故其产尘量居第二。6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘46.1 采煤工作面粉尘的产生1采煤机作业产尘及工作面煤尘浓度分布 采煤机的割煤过程即产尘过程。产尘来源于：截煤时，截齿刀尖前的煤被压实而成压固核，当接触应力增加到极限值时，压固核

4、被压碎产生煤尘。大块煤采落后，紧跟在后面的截齿切割厚度减小，增加了产尘量；被割下和被滚筒抛出的煤，在弹性恢复时沿裂缝继续别离成更小煤块，同时产生煤尘。截齿磨钝后，各刃面变成了弧面，与煤碾压和摩擦产生粉尘。截齿对煤体的冲击、割下来的煤互相碰撞及滚筒螺旋叶片装煤时的二次破碎产生煤尘。6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘56.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘66.2 煤层注水防尘6采

5、煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘7 2移架产尘及工作面煤尘浓度分布 液压支架的支护作业是工作面尘源之一。由移架所产生的呼吸性粉尘约为采煤机司机处粉尘的31。移架产尘量的大小受多种因素的影响，但最主要的是直接顶板的条件。移架产尘量的多少与顶板强度成反比，与工作面所在盘区的上覆顶板岩层厚度成正比。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘86.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.

6、1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘9三、煤层注水防尘1、煤层注水的实质 在回采之前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分，从而减少煤层开采过程煤尘的产尘量。 大裂隙或孔隙中水的运动主要靠注水压力，而细小孔隙中水的运动主要靠毛细管作用。是回采工作面最有效的防尘措施。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘102、煤层注水的作用增加煤的水份和尘粒间的粘着力； 煤体内的裂隙中存

7、在着原生煤尘，水进入后，可将原生煤尘湿润并粘结，使其在破碎时失去飞扬能力，从而有效地消除尘源；水进入煤体内部，并使之均匀湿润。当煤体在开采中受到破碎时，绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细粒煤尘的飞扬，预防了浮尘的产生；水进入煤体后使其塑性增强，脆性减弱，改变了煤的物理力学性质，当煤体因开采而破碎时，脆性破碎变为塑性变形，因而减少了煤尘的产生量。 改变煤层的应力分布，有利于防止煤与瓦斯突出。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘113、水在煤层中的渗透 水在煤层中的渗透是十分

8、复杂的，由于煤体中孔、裂隙分布和构成状况的极不均匀性，对水的渗透、流动存在方向异性。根据钻孔钻进方向与煤层的相对关系，有三种渗透形式：与煤层平面平行、平面放射、球形放射。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘12 煤层注水中，常用透水性系数（K）这一概念来表达水在煤层内在某一压力梯度下的通过能力。K越大，表示煤层透水性越强，煤层容易被湿润。 透水性系数K的计算公式：式中，m注水后单位体积煤量所吸收的水量，m3; T-注水总时间，s； 水的动力粘性系数，Pas; P钻孔内的水压力

9、，Pa; r-煤层湿润半径，m; Pw-煤层注水位置的瓦斯压力，Pa r0钻孔半径m；6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘134、影响渗透的因素煤的裂隙和孔隙的发育程度 裂隙和孔隙的发育程度不同，注水效果差异也较大。煤体的裂隙越发育则越易注水。 煤体的孔隙发育程度一般用孔隙率表示，系指孔隙的总体积与煤的总体积的百分比。根据实测资料，当煤层的孔隙率小于4%时，煤层的透水性较差。上履岩层压力及支承压力 地压的集中程度与煤层的埋藏深度有关，煤层埋藏越深则地层压力越大，而裂隙和孔隙变

10、得更小，导致透水性能降低，因而随着矿井开采深度的增加，要取得良好的煤体湿润效果，需要提高注水压力。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘146.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘15液体性质的影响 煤是极性小的物质，水是极性大的物质，两者之间极性差越小，越易湿润。为了降低水的外表张力，减小水的极性，提高对煤的湿润效果，可以在水中添加外表活性剂。阳泉一矿在注水时参

11、加0.5%浓度的洗衣粉，注水速度比原来提高24%。煤层内的瓦斯压力 煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻力。水压克服瓦斯压力后才是注水的有效压力，所以在瓦斯压力大的煤层中注水时，往往要提高注水压力，以保证湿润效果。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘16注水参数的影响 注水量或煤的水分增量是煤层注水效果的标志，也是决定煤层注水除尘率上下的重要因素，通常，注水量或煤的水分增量变化在50%到80%之间，注水量和煤的水分增量都和煤层的渗透性、注水压力、注水速度和注水时间有关。 6.2 煤

12、层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘176.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘18煤质的影响 煤的炭化程度对透水性影响很大，一般变质程Va=1565%的煤比其它煤种的透水性好。5、煤层注水方式 指钻孔的位置、长度和方向。按国内外注水状况，有以下4种方式：短孔注水深孔注水长孔注水常压渗透注水6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注

13、水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘191）短孔注水 在回采工作面垂直煤壁或与煤壁斜交打钻孔注水，注水孔长度一般为1.52.5m。2) 深孔注水 在回采工作面垂直煤壁打钻孔注水，孔长一般为525m。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘203）短孔和深孔注水适用条件：地质构造复杂，煤层薄，顶、底板岩性易吸水膨胀。特点：优点：简单方便，适用于任何煤层。缺点：钻孔数量少，湿润范围小，易跑水，注水与生产相矛盾。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合

14、防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘214)长孔注水 从回采工作面的运输巷或回风巷，沿煤层倾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水，孔长30100m；当工作面长度超过120m而单向孔达不到设计深度或煤层倾角有变化时，可采用上向、下向钻孔联合布置钻孔注水。L6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘22长孔注水的适用条件： 要求煤层赋存稳定，适用于中厚及厚煤层。特点： 优点：钻孔湿润区域大，能获得较长

15、的注水时间，煤体湿润均匀，注水与采煤不互相干扰。 缺点：注水工艺复杂，定向打钻困难，对地质条件变化适应差。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘235)常压渗透注水 开采厚煤层开采或近距离煤层群开采时，在上分层（或上煤层）采空区内注水，供水是在常压下缓慢地、长时间大面积渗入下一分层（或近距煤层），使下层到达预先湿润的目的，而且还具有粘结上层采空区的冒落矸石和浮煤的双重效果。 特点：不受设备和水压的限制，易于施行。对易燃煤层在水中添加阻化剂还可以延长发火期，防止煤层自燃。6.2

16、煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘246.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘256、煤层注水系统 注水系统分为：静压注水系统和动压注水系统。 静压注水：利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差导入钻孔的注水叫静压注水。 动压注水：利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动压注水，水泵可以设在地面集中加压，也可直接设在注水地点进行加压。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综

17、合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘26注水系统分为：静压注水系统和动压注水系统。静压注水：利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差导入钻孔的注水叫静压注水。动压注水：利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动压注水，水泵可以设在地面集中加压，也可直接设在注水地点进行加压。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘277、注水参数 注水压力 注水压力的上下取决于煤层透水性的强弱和钻孔的注水速度。透水

18、性强的煤层采用低压(小于3MPa）注水；透水性较弱的煤层采用中压(310MPa）注水；必要时可采用高压注水(大于10MPa）。 适宜的注水压力是：通过调节注水流量使其不超过地层压力而高于煤层的瓦斯压力。国内外经验说明，低压或中压长时间注水效果好。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘286.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘29 注水速度(注水流量) 注水速度是

19、影响煤体湿润效果及决定注水时间的主要因素，在一定的煤层条件下，钻孔的注水速度随钻孔长度、孔径和注水压力的不同而增减 。 在注水压力不变的情况下，注水流量随时间延长发生不同程度的降低。为了增加注水流量，可适当提高注水压力 。 小流量注水对煤层湿润效果最好，只要时间允许，就应采用小流量注水。 静压注水速度一般为0.0010.027m3/（m）， 动压注水速度一般为0.0020.24m3/（m），6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘30 注水量 注水量是影响煤体湿润程度和降尘效果的

20、主要因素。它与工作面尺寸、煤厚、钻孔间距、煤的孔隙率、含水率等多种因素有关，确定注水量首先要确定吨煤注水量，各矿应根据煤层的具体特征综合考察。中厚煤层的吨煤注水量为0.0150.03m3/；厚煤层为0.0250.04m3/。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘31 注水时间 每个钻孔的注水时间与钻孔注水量成正比，与注水速度成反比。在实际注水中，常把在预定的湿润范围内的煤壁出现均匀“出汗(渗出水珠)的现象，作为判断煤体是否全面湿润的辅助方法。 通常静压注水时间长，动压注水时间短

21、。 6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘328、注水设备 主要包括:钻机、水泵、封孔器、分流器及水表等。 钻机ZL(原ZK系列) 6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘33ZL(原ZK系列)钻机： 主要用于煤矿井下供钻探深度为75300m的各种角度的瓦斯抽(排)放孔、煤层注水孔、注浆灭火孔、地质勘探孔及其它工程孔。采用整体箱式结构，具有体积小、重量轻、移动安装

22、方便、传动效率高等优点，还采用全断面钻进，可在不同硬度的岩层中打任何角度的钻孔，但在煤层、软岩石及中硬岩石中钻孔时效率最高。 6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘34ZL(原ZK系列)钻机主要技术指标：6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘35KHYD-ZJ(原ZT系列)6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6

23、.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘36KHYD-ZJ(原ZT系列)：主要适于在采掘工作面实施 防突措施孔、放炮落煤孔，也可用在小巷道断面打探水孔等。具有体积小、重量轻、锚固稳定、移动平安方便的特点。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘37 封孔器 形式:YPA型水力膨胀式封孔器和MF型摩擦式封孔器。YPA型工作原理:将封孔器与注水钢管连接起来送至封孔位置，通过高压胶管与水泵连通，开泵后压力水进入封孔器，水流从封孔器前端的喷嘴流出进入钻孔，产生压

24、力降，膨胀胶管内的水压升高，将胶管膨胀，封住钻孔。注水结束后，封孔器胶筒将随压力下降而恢复原状。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘386.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘39MF型工作原理：将封孔器与注水钢管连接起来送至钻孔内的封孔位置，顺时针旋动注水管使其向前移动，这时橡胶密封筒被压缩而径向胀大，封住钻孔。注水结束后，逆时针旋转注水管，密封胶管卸压，胶筒

25、即恢复原状。6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘40分流器 是动压多孔注水不可缺少的器件，它可以保证各孔的注水流量恒定。ZF-煤层注水等量分流器6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘41水表 当注水压力大于1MPa时，可采用耐压水表;注水压力小于1MPa时，可采用普通自来水水表。SGS双功能高压水表测量范围：016MPa6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘

26、技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘42压力表 注水压力表为普通压力表，选择时要求压力表量程应为注水管中最大压力的1.5倍，水泵出口端压力表的量程应为泵压的1.52倍。9、煤层注水效果 煤层注水的降尘效果，按降尘率计算： G2、G1 分别为开采未注水煤层时，沿分流方向，在尘源前方分流中（下风侧）及前方分流中（上风侧）的含尘量，mg/m3; G2、G1 分别为煤层注水后，沿分流方向，在尘源前方分流（下风侧）及前方分流中（上风侧）的含尘量， mg/m3。 6.2 煤层注水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘

27、的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘43一、采空区灌水预湿煤体的实质 当厚煤层采用倾斜或水平、斜切分层以人工假顶或用夹矸层作分层顶板下行陷落法开采以及近距离煤层群开采时，在上一分层或上邻近煤层的采空区灌水，依靠水的自重及煤体或夹矸层内孔隙的毛细作用力缓慢渗入下一分层或下邻近煤层的煤体，使之在开采前预先湿润，到达防尘的目的。这一方法称为采空区灌水预湿煤体防尘法。二、采空区灌水方法1倾斜分层超前钻孔采空区灌水6.3 采空区灌水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6

28、.5机采工作面综合防尘446.3 采空区灌水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘45 2水平分层采空区灌水 在上分层回采过程中，边采边向采空区灌水(如图6-21所示)，使水渗透到下一分层。 灌水以下分层工作面煤体得到湿润为准。流量过小达不到预湿下分层煤体的目的，流量过大会造成跑水，影响生产，一般灌水流量采用O.52m3h。6.3 采空区灌水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘466.3 采

29、空区灌水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘473采空区埋管灌水法 在采煤工作面回风巷中铺设灌水管路，直接向放顶后的采空区灌水。水管前部埋入采空区510 m，以不向工作面流水为原则。灌入的水可渗透到下分层，如果是近距离煤层，灌入的水可通过层间岩石渗入到下一煤层，到达预先湿润煤体的目的。随着工作面的推进，不断向工作面一侧用慢速绞车撤出水管。每次灌入水量应根据放顶面积、煤层倾角、煤层或层间岩石的透水性等因素，通过试验确定。4缓斜煤层水窝灌水法 在下层风巷内沿煤层倾斜方向向下开一些水窝，水窝深1

30、m，宽2 m，走向间距710m，超前采煤工作面做好，提前灌人充足的水量。水可自流到采空区内，也可直接渗入煤层内。水窝参数可根据具体情况确定。6.3 采空区灌水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘486.3 采空区灌水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘49 5技术效果及存在问题(1)降尘效果 我国局部矿井采用采空区灌水预湿煤体，降尘率一般到达7792。(2)再生顶板效果 采用采空区灌水预湿

31、煤体，由于水在采空区内能黏结冒落的矸石，在矿山压力作用下形成再生顶板，有利于顶板管理。再生顶板效果明显，再生厚度达0.70.9 m，减少了漏顶次数，工时利用率可达82，产量可提高50左右。(3)防止煤炭自燃效果 如果是自然发火煤层，采用采空区灌水预湿煤体还有防止煤炭自燃的作用，在水中若再加阻化剂，则其效果会更好。窑街等矿区采用向上分层采空区灌浆，既能防止采空区煤炭自然发火，又能对下分层煤炭起到预先湿润作用。(4)存在问题 存在问题主要有：下分层有不透水夹石层时，难以湿润煤体，采空区灌水过程中，下分层回风巷、机巷容易泄水，对生产有一定干扰，水对金属网假顶腐蚀性大，含硫化合物煤层更甚。6.3 采空

32、区灌水防尘6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘50一、爆破采煤降尘 （一）水封爆破落煤 是在炮眼底部装入炸药后，孔口用木塞、黄泥封严（或用封孔器），封孔后向孔内注水，并进行爆破。水封爆破的作用，是降低煤尘与瓦斯的产生量，减弱爆破时的火焰强度，提高爆破的平安性和爆破效率。6 .4炮采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘511、短炮眼水封爆破 钻孔长度为1.22.3m,孔距：裂隙不发

33、育煤层取0.91.8;裂隙发育煤层取33.6m。向钻孔内注水可分为两次进行，也可只注一次，若两次注水，则第一次注水在装填炸药前进行，第二次在装药后进行，水压为0.72.1MPa流量为13.622.7L/min，每孔注水60120L左右，钻孔引爆时，应使水在孔内呈承压状态下进行。6 .4炮采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘52 注水爆破的降尘效果良好，爆破时降尘率可达83%，装煤时浮尘也大大降低。 短炮眼水封爆破分无底槽水封爆破和有底槽水封爆破两种。二者技术条件相同，只是有底

34、槽水封爆破的爆破效率更高。6 .4炮采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘532、长炮眼水封爆破 长炮眼水封爆破先在炮眼装药，再将炮眼两端用炮泥、木塞堵严，然后通过注水管注水，最终爆破。 其最大的特点就是在煤能自溜或水力冲运的条件下，大大改善了作业环境。6 .4炮采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘546 .4炮采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.

35、1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘55（二）煤层湿式钻眼 利用湿式电钻钻眼，降尘率可达98%左右，粉尘浓度可达10mg/m3以下的国家标准。6 .4炮采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘56（三）水炮泥 水炮泥就是用装水的塑料袋，填于炮眼内，用它代替一局部炮泥。 水炮泥的灭尘作用： 借助于爆破时炸药形成的高温高压，水迅速汽化，然后冷凝成微小水滴，因爆炸波的冲击，形成的水滴和粉尘都获得极大的动能，有利于惯

36、性碰撞及各种凝聚，使粉尘迅速沉降。 根据双鸭山矿务局的试验，水炮泥的降尘率可达87%。 水炮泥爆破除降尘效果外，对降低爆焰、温度、防止引燃事故、以及降低炮烟量及有毒有害气体含量效果也十分显著。6 .4炮采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘576 .4炮采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘58 机采工作面包括普采工作面、高档普采工作面和综合机械化采煤工作面。普

37、采工作面和高档普采工作面所有防尘措施在综采工作面中都会用到，除此之外，综采工作面(特别是综采放顶煤工作面)还需采取一些其他的防尘措施。目前，综合机械化采煤工作面是现代化矿井井下的主要尘源，必须采取综合防尘措施。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘59 除采用煤层注水或采空区灌水预湿煤体的技术外，还必须通过以下几个方面的技术途径减少粉尘的产生量，降低空气中的粉尘浓度：对采煤机的截割机构应选择合理的结构参数及工作参数；对采煤机需设置合理的喷雾系统与供水系统；采用合理的通

38、风技术及最正确排尘风速；为液压支架设置移架喷雾系统；对放煤口必须设置喷雾洒水系统；对煤炭输送、转载及破碎机破煤等生产环节应采取有效的防尘措施；采煤机司机、移架工、放煤工等离尘源近，接触粉尘较多的人员，必须做好个体防护措施。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘60 一、采煤机截割机构参数的选择 现代化矿井综采综掘工作面的尘源主要来自采掘机械作业。因此，首先研制产尘少的采掘机械或改进目前采掘机械结构设计，进而改善煤岩体的破碎机理，减少煤层的破碎程度，加大产尘的粒径，从而

39、降低全尘和呼吸性粉尘的生成量，无疑对采掘面乃至全矿井的抑尘具有一定的现实意义。其次，要合理选择截割机构的结构参数和工作参数。 6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘61(一)结构参数 截割机构的结构参数主要表现在截齿及其安装上。在截割过程中，截齿类型、尺寸、数量、锐度及安装方向等都与产尘量有密切关系。国内外大量试验和研究结果说明： (1)截齿选型应以煤的机械物理性质和煤层条件为依据。对裂隙发育的脆性硬煤，镐形齿(锥形齿)比刀形齿(扁截齿)产尘少；对裂隙不发育的硬煤，刀

40、形齿比镐形齿产尘量少66。 (2)从减少产尘量考虑，截齿的几何形状应采用窄截齿，其宽度应减小到只满足强度要求的必要值。 6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘62(一)结构参数 (3)滚筒上的截齿数量要适当，必须给每个截齿留出有效的工作空间，以免造成局部截齿因截深太浅而产生大量粉尘。由于煤尘产生和扩散随截割面单位长度内的齿数增加而增加，所以应尽可能减少齿数。实践说明，减少齿数，增大齿距，可减少产尘量。 (4)截齿安装方向分为径向和切向2种，采用切向安装比径向安装优越。

41、切向安装具有吃力强度大、齿数少、负荷平稳、产生煤尘少等优点。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘63(一)结构参数 (5)为减少截齿对煤体的碾压和摩擦，截齿必须锋利。截齿受到磨损后，在前角减到零之前必须换新截齿，否则将随阻力剧增而使产尘量增大。 (6)滚筒叶板的螺旋角越大，越容易扬起粉尘；螺距越小，煤块在滚筒中越易被挤碎，产尘量也就越多。 (7)滚筒的直径必须与工作面采高相适应，防止截割顶底板岩石。 6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工

42、作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘64 (二)工作参数 采煤机的牵引速度、截割速度(或滚筒转速)及截齿的切削厚度(或截割深度)是采煤机的主要参数。选择合理的工作参数可以大幅度降低产尘量。 (1)加快采煤机的牵引速度，同时降低滚筒转速或同时增加截割深度，可选出单位产尘量最低的最正确匹配值。 (2)加大截齿的切削厚度(即采用深截割)，同时降低截齿速度，可以取得单位产尘量最低的效果。 6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采

43、工作面综合防尘65 (二)工作参数 (3)截割煤时，滚筒的旋转方向以滚筒由顶板向底板方向旋转割煤为好。因为此时煤块甩出的抛射角较小，甩出的煤块靠近底板，自由下落的高度小，扬起的粉尘较少。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘666采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘6 .5机采工作面综合防尘技术67 二、采煤机喷雾降尘1、内外喷雾降尘 随着采煤机械化程度的提高和采煤机生产

44、率的增大，工作时产生的粉尘量也急剧增加。为了抑制煤尘飞扬，规程规定采煤机工作时必须有内外喷雾装置，否则不得开工。 6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘68 2.内喷雾送水方式 采煤机的内喷雾：安装在采煤机旋转滚筒上的喷嘴将压力直接喷射到截齿的切割点上实现湿式切割。降尘效果明显。压力水由专用喷雾泵供给，通过采煤机内部供水通道送到滚筒上的喷嘴。 6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮

45、采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘69 3喷嘴的布置方式 (1)喷嘴的布置原则是使喷嘴喷出的水雾能充分覆盖和湿润尘源或悬浮起来的粉尘。 雾流的喷射目标包括：向截齿面及其周围的截割区喷雾，湿润煤体，抑制煤尘的产生；向刚截割下来和已采落下来的煤上喷雾，黏结其中所含的煤尘；向已悬浮起来的粉尘喷雾，将粉尘捕集下来。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘70(2)内喷雾喷嘴的布置方式及喷雾方向有以下几种： 喷嘴安装在螺旋叶片上，1齿1嘴或23齿1嘴，对着齿面喷射或一个喷嘴

46、对着齿面喷射，下一个喷嘴对着齿背喷射，或者在两齿之间径向喷射。 喷嘴安装在叶片侧面的导管上，在两齿中间径向喷射。 喷嘴安装在滚筒两排叶片之间的轮毂上喷射。 喷嘴安装在齿座上，对着齿面(尖)喷射。 在截齿上钻孔，向齿面(尖)前后喷射。 一般都采用一齿一嘴向齿面喷射的形式，但有向齿背喷雾的开展趋势。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘716 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面

47、综合防尘6.5机采工作面综合防尘726 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘73 (3)外喷雾喷嘴的布置方式及喷雾方向有以下几种： 喷嘴安装在截割部固定箱上，位于煤壁一侧、靠采空区一侧的端面上及箱体顶部； 喷嘴安装在摇臂上，位于摇臂的顶面上、靠煤壁的侧面上及靠采空区一侧的端面上； 喷嘴安装在挡煤板上。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘746

48、 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘756 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘76 (二)喷嘴 1喷嘴类型及技术特征 用于滚筒采煤机降尘的喷嘴，按喷出的雾流形状分为以下4种类型：雾流呈锥面实心的锥形喷嘴；雾流呈锥面空心的伞形喷嘴；雾流呈平面扇形的扇形喷嘴；射流呈束状的束形喷嘴。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工

49、作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘776 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘78 (三)采煤机新型喷雾降尘技术 从实施采煤机内、外喷雾的实际情况看，内喷雾常因喷嘴的堵塞或系统的漏水而不能正常使用；传统外喷雾往往采用逆风喷雾的方式，不仅降尘效果欠佳，而且当双滚筒采煤机逆风割煤时，由于风流受到采煤机的阻碍、前滚筒的高速旋转和逆风喷雾的原因，往往在采煤机前端产生强烈的涡流，致使大量的高浓度含尘气流扩散到采煤机司机作业空间，给司机和下风流作业区的人员造成严重危害。6 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘796 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘806 .5机采工作面综合防尘技术6采煤工作面综合防尘技术6.1采煤工作面粉尘的产生6.2煤层注水防尘6.3采空区灌水防尘6.4炮采工作面综合防尘6.5机采工作面综合防尘81 (六)高压喷雾负压二次降尘新