综采面防尘措施设计

丁6-22130综采工作面综合防尘措施设计报告

采煤工作面是煤矿井下产煤的主要场所，是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。采煤的各项工序中都会产生大量的煤尘和岩尘，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会更大。大量的粉尘严重危害着煤矿工人的身心健康，对于有煤尘爆炸危险的矿井，浮游煤尘的存在将严重威胁着煤矿的安全生产。因此，对采煤工作面综合防尘意义重大。一、采煤工作面尘源分布特点

对于综采工艺而言，采煤机作业(包括割煤和清底)是最主要的尘源，周期性移架产尘量位居第二。配备双滚筒采煤机的机采工作面粉尘的控制应以采煤机为中心。其尘源有：

1.采煤机的切割和装载；

2.周期性移架；

3.运输机的载运和转载；

4.工作面片帮和顶板垮落等。1-煤层注水2-采煤机内外喷雾3-转载点喷雾4-破碎机降尘5-隔爆水棚6-净化水幕7-支架喷雾8-个体防护9-冲尘二、综采工作面防尘措施编制依据

综采工作面综合防尘措施编制的依据是《煤矿安全规程》、《矿井综合防尘标准及检查评定办法》、《尘肺病防治条例》、《全国煤矿卫生工作条例》等有关规定。三、综采工作面防尘措施1、减尘措施

（1）煤层注水湿润煤体防尘技术煤层注水是回采工作面积极有效的防尘措施，它是在回采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，从而增加煤的水分和尘粒间的粘着力，并降低煤的强度和脆性，增加煤的塑性，减少采煤时煤尘的生成量，同时将煤体中原生细尘粘结为较大的尘粒，使之失去飞扬能力。煤层的湿润过程实质上是水在煤层裂隙和孔隙中的运动过程，是一个复杂的水动力学和物理化学过程的综合。注水后的煤层，在回采及整个生产流程中都具有连续的防尘作用，而其它防尘措施则多为局部的。采煤工作面产量占全矿井煤炭总产量的90％，因此煤层注水对减少煤尘的产生有重要的意义。（2）采空区灌水防尘技术

当采用下行陷落法分层开采厚煤层时，可以采取在上一分层的采空区内灌水，对下一分层的煤体进行湿润。开采近距离煤层群时，在层间没有不透水岩层或夹矸的情况下，也可以在上部煤层的采空区内灌水，对下部煤层进行湿润。各矿井可以根据自身的实际情况决定是否选择。（3）改进采煤机切割机构参数和工作参数

1.结构参数1)截齿类型及尺寸。对裂隙发育的脆性煤，镐形齿比刀形齿产尘少；对裂隙不发育的硬煤，刀形齿比镐形齿产尘少。为减少矿尘产生量，应采用窄截齿，其宽度应减小到只满足强度要求的必要值。2)截齿数量。在可能情况下，减少齿数，增大齿距，可减少产尘量。

3)截齿安装方向。按截齿安装方向分为径向和切向两种。螺旋滚筒的新式结构采用切向安装。当采用切向梭标型截齿时，可显著降低产尘量。4)为减少截齿对煤体的碾压和摩擦产尘，截齿应该锋利。2.工作参数牵引速度、截割速度(或滚筒转速)及截齿的截割厚度(或截割深度)是采煤机的主要工作参数。采用合理的工作参数可以大幅度降低产尘量。1）加大采煤机的牵引速度，同时降低滚筒转速(或截割速度)，或者同时增加截割深度，可选出单位产尘量最低的最佳匹配值。2）加大截齿的截割厚度，同时降低截齿速度，可以取得产尘强度最低的效果。2、降尘措施（1）采煤机内外喷雾和二次降尘技术

《煤矿安全规程》规定，采煤机必须安装内、外喷雾装置，截煤时必须喷雾降尘。采煤机内外喷雾参数应该与采煤机要求的喷雾参数相匹配。如果采煤机原有的喷雾系统降尘效果不好，必须采用适当的抑尘器进行二次降尘。

水雾的雾流亦称为喷射体。雾流所含雾粒的直径大小是决定喷雾降尘效果的主要因素之一。当喷雾水量相等时，水雾颗粒数量随着雾粒变小而增多，从而提高水雾与矿尘相遇的概率。如果雾粒直径大而尘粒直径小，就会因环流效应，使雾粒将尘粒抛到一边而不能实现互相接触。风速较大时，应采用雾粒直径较大的水雾。否则，不仅难以达到降尘的目的，还会恶化作业环境。雾粒的最佳直径为20μm～50μm。但最好采用既有小雾粒，也有大雾粒的水雾，前者位于雾流内部，后者位于外围。A、采煤机喷雾系统

在喷雾系统中分为内喷雾方式和外喷雾方式。采煤机必须安装内、外喷雾装置。截煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不得小于2MPa，外喷雾压力不得小于1.5MPa，喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于4MPa。无水或喷雾装置损坏时必须停机。内喷雾方式的水由安装在滚筒上的喷嘴喷出；外喷雾方式的水由安装在截割部的箱体上、摇臂上或挡板上的喷嘴喷出。B、喷嘴的布置

喷嘴的布置原则是使喷嘴喷出的水雾能充分覆盖尘源和悬浮起来的矿尘。雾流要针对以下目标喷射，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，向刚悬浮起来的矿尘喷雾，将矿尘捕集下来。安在叶片上喷向齿尖安在叶片上喷向齿背安在叶片上喷向齿尖和齿背安在叶片上喷向两齿之间安在叶片侧面的导管上安在齿座上喷向齿尖安在截齿上内外喷雾喷嘴的布置方式及喷射放向（如图所示）C、采煤机喷雾降尘效果

滚筒采煤机的喷雾降尘效果与采用的喷嘴的类型、喷嘴的型号、喷嘴的布置、喷雾参数及煤尘性质、割煤方向等因素有关。在不同的采煤机上，采用锥形喷嘴(Z系列)且喷雾参数符合要求时，全尘的降尘率为80％～86％。德国测试结果为：内、外喷雾再附加喷嘴喷雾，其降尘率最高，但对呼吸性矿尘的降尘率也只有70％左右；其次是内喷雾加外喷雾，其降尘率为65％以上；只用内喷雾时，降尘率为62％；只用外喷雾时，降尘率为52％。D、采煤机负压二次降尘技术

负压二次降尘装置安装在采煤机顶部，位于机身两端，如下图所示。供水水泵安设在位于巷道内的设备列车上。高压水分成两路：一路通过高压胶管与采煤机降尘装置连通；另一路经高压胶管与液压支架和放煤口负压二次降尘装置相接。综放面采煤机分体式负压二次降尘装置A一总装示意图：1—供水泵；2—输水管路；

3—除尘器；4—采煤机滚筒B一除尘器正视图：1一喷射部分；2一吸气部分；

3—联接固定部分（2）运输设备转载点及装载点喷雾洒水A、运输机转载处喷雾降尘

落煤经工作面溜子道运送到运输巷道中间，由于机械振动摩擦造成了煤的进一步破碎和飞扬。各个转载点，由于两台溜子或胶带运输机搭接之间有高差，所以碎煤和矿尘由上往下滚落，细微矿尘风流吹起，产生局部煤尘飞扬。转载点煤尘飞扬的治理一般是定点喷雾，但有时效果不佳，主要原因是喷嘴安设角度不对，或喷嘴数量不足，喷水量满足不了灭尘的要求。运输转载点喷嘴安设方式1—供水管：2—胶带；3—喷嘴B、翻笼喷雾降尘

煤由工作面运到翻笼硐室，沿程各工序虽都已进行多次喷雾除尘，但仍有一部分粉尘在翻笼卸煤时在剪切风流作用下而被扬起，因翻笼大多位于矿井主进风流中，故不能忽视翻笼的喷雾降尘工作。翻笼喷雾降尘示意图C、采区煤仓洒水降尘

采区煤仓或井下煤仓口在溜子或皮带卸煤时，一般矿尘每立方米高达几十甚至上百毫克，特别是两台溜子或皮带机相对同时开动时，矿尘浓度会更高。由于底卸煤仓每次卸载强度大，并且连续卸载，矿尘浓度高，所以在底卸仓口和仓口上部均要设自动喷雾装置。控制方式可采用电自动控制或触点式自动控制。煤仓封闭喷雾1－新鲜风流；2－环形喷雾环；3－隔离滤网；4－皮带；5－迎风挡板（3）液压支架移架喷雾降尘技术综采工作面自移式液压支架在降柱、前移和放煤过程中将产生大量矿尘。采用随支架动作而自动控制的喷雾是最理想的降尘方法。液压支架自动喷雾喷嘴布置示意图（4）喷雾水幕净化风流

为了净化工作面回风巷道的含尘风流，可设置水幕进行除尘：第一道水幕设置在工作面20～30m处；第二道水幕设置在距作业点150～200m处，净化从这个产尘作业点流出的含尘风流；水幕的水压控制在1.4～1.5MPa，在内径为19.05～25.4mm的供水管上，布置9～10个喷嘴，保持每小时0.8～1t的耗水量，一般都能达到50％以上的除尘效果。对水幕除尘效率影响的重要因素之一是风流速度，它的除尘效率随风流速度的降低而增高。3、排尘措施

各矿井各采煤工作面应该根据自身实际情况选择合理的通风系统。如在煤层倾角小于12°的工作面或者虽然大于12°，但能满足《煤矿安全规程》规定的要求的采煤工作面，可采用下行通风，在保证工作面正常供风风量的前提下，选择最佳排尘风速。通风排尘也是工作面降低粉尘浓度的一项有效措施，但是使用较少。4、除尘措施

综采工作除尘措施包括干式捕尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器等，各矿井应根据自身实际情况选择合适的除尘器。

PSCF—A6型水射流除尘风机安装布置图除尘器整体结构示意图1—喷雾器；2—壳体；3—风机叶片；4—马达；5—马达进油口；