煤矿井下粉尘治理措施研究

煤矿井下粉尘治理措施研究

目前，中国的煤炭生产主要是井工人，这是根据1998年的煤炭产量组成的。井工人的煤炭产量占93%。由于井下采煤空间狭小,工作地点多变,通风效果差。因此井下采煤、掘进、转载、运输过程中,产生大量粉尘,严重污染井下环境。为了搞好采煤工作面的粉尘防治,有效降低其粉尘浓度,必须针对井下不同尘源采取相应的治理措施,以达到对粉尘进行综合治理的目的。1粉碎的特性煤矿井下粉尘是指在煤矿生产中产生的微细煤尘和岩尘的总称。煤矿井下粉尘具有如下特性:(1)粉尘表面吸附一层空气薄膜,阻碍粉尘间或水滴与粉尘间的凝聚沉降。(2)粉尘的分散度增大,吸附在其表面的氧分子增多,加快了粉尘氧化分解过程。(3)细微岩尘由于表面积增大,岩尘中的游离二氧化硅很容易溶解于人体肺细胞中。(4)采掘工作面产生的新鲜粉尘较回风道中的粉尘易带电。由于粉尘具有这些特性决定了以下危害:易引起尘肺;易引起燃烧和爆炸;高浓度粉尘能加速机械磨损,缩短精密仪器的使用寿命。2黑市粉污染处理2.1采煤工作面常用防治措施采煤工作面是煤矿产尘量最大的作业场所,为了搞好采煤工作面粉尘的防治,有效降低其粉尘浓度,必须针对采煤工作面的不同尘源采取相应的防治措施,以达到对粉尘治理的目的。(1)喷嘴的制作在采煤机摇臂上靠近滚筒部分,加一直的和弧形的金属管连接器,在其上焊6~9个喷座并安装喷嘴。每个喷嘴的流量5L/min,向喷嘴供应10MPa以上的压力水,这样在滚筒靠人行道侧形成一道径向雾屏,对控制和降低滚筒产生的粉尘有较好的效果。(2)水雾粒与尘粒的碰撞率提高其主要原理是利用高压减小雾粒的浓度,提高了雾粒密度、飞行速度、引射风量、涡流强度及带电量,增加了雾粒与尘粒的碰撞机率、能量及附着力,从而提高了水雾粒对尘粒的俘获率。高压外喷雾可使总粉尘降尘率达到90%以上。(3)安装小除尘器破碎机防尘有两种措施,即封闭破碎机,避免粉尘外扬(出口用软胶带);在密闭的基础上安装小除尘器,进行抽尘净化。转载点一般采用喷雾降尘的方法,可用触控液压控制器实现与设备同步的自动喷雾降尘,也可应用与破碎机相同的声波雾化和荷电喷雾降尘。(4)融入进风巷道溜煤眼矿尘的控制,关键在于溜煤眼的设计,一般应将溜煤眼布置在回风侧。如因条件限制需设在进风巷道附近时,也应将溜煤眼布置在主要进风巷道的绕道中。溜煤眼口距绕道口的距离应大于冲击风流最大距离(60~100m)。此外,还要采取溜煤眼口密闭、喷雾洒水和通风排尘等综合防尘措施。2.2钻地面灰尘的处理(1)泡沫除尘技术机械凿岩是矿山井下生产过程中的主要产尘源之一,机械凿岩时所产生的矿尘浓度除和矿岩的物理化学性质有关外,主要取决于生产强度等。除矿山井下普遍使用的湿式凿岩降尘及干式孔口捕尘和孔底捕尘外还有泡沫除尘。泡沫除尘技术是一种高效、简便、经济、易操作的新技术。其原理是:在水中加入一定比例的泡沫除尘剂,通过一套机械装置,得到使水的表面张力小于3.5×10-5N/cm2的泡沫溶液。由于将水发泡,不仅节省了大量用水,而且造成了多界面润湿条件,使矿尘增湿并成泥浆,提高了对呼吸性粉尘的捕获率,使其达到90%以上。(2)爆破污染影响范围大,矿尘隔空爆破作业是产尘最集中的生产工序,且其产生的浮游尘粒比干式凿岩时还要细微。因此矿尘的自然沉降速度慢,不利于缩短作业循环时间,其污染影响范围可达几十米甚至上百米。爆破作业的产尘量主要与炸药数量、爆破方法和矿尘物理性质及湿润程度有关。矿山井下广泛采用水封爆破降尘,水封爆破的降尘率可达60%,且对除去呼吸性粉尘有较好的效果。另外,水封爆破还有降低炮烟(约70%)、减少有毒有害气体(约37%~46%)、降温(约0.5~1.0℃)等作用。此外,还有喷雾降尘、水幕降尘等措施。(3)运输自动保湿除常用的喷雾洒水降尘外还有以下两种:①运输机水电连锁降尘,在运输系统所有装载点、转载点,可根据矿尘大小安设定点喷雾装置,进行经常或不定时喷雾洒水。当运输距离较长时,最好采用水电连锁装置,即输送机启动运转时,控制喷雾阀门的电磁阀自动打开,实现喷雾洒水。②矿车运输自动洒水降尘。采用喷雾洒水的办法浇洒矿车,考虑到矿车运输不连续的特点,矿山多采用机械传动自动控制方式,实现矿车通过时喷雾器工作,矿车通过后喷雾停止。(4)工作面轴向水流变化控制机掘工作面含尘气流向巷道外扩散是一种利用气流的附壁效应,将原压入式风筒供给机掘工作面的轴向风流改变为沿巷道壁运动的旋转风流,并使风流不断向机掘工作面推进。在掘进机司机工作区域的前方建立起阻挡粉尘向外扩散的空气屏幕,封锁住掘进机工作时产生的粉尘;除尘器将工作面的含尘风流吸入吸尘罩,由除尘器净化,从而提高机掘工作面的收尘效率。2.3净化方式及入风量当入风井巷和采掘工作面的风源含尘量超过0.5mg/m3时,应采取风流净化措施。矿井风流净化分为主进风源净化和局部地点的风流净化两种。对于主进风源,首先要防止地表粉尘进入地下,保护入风质量。当入风流含尘量超标时,可采用水幕净化或静电除尘等措施。对于井下局部尘源的净化,要求采用的除尘装置具有体积小、效率高、阻力小,能有效地除去细微尘粒及工作可靠等特点。3煤炭工业的常用除尘器设备在机械化采掘作业和运输、转载过程中,都要产生大量粉尘,危害十分严重。目前的防降尘技术已远远满足不了日益严重的尘害治理需要。近几年来,英国研制出的吸尘滚筒,已在英国煤矿50%以上的长壁工作面推广使用。为适应新世纪采矿工业的发展,建立安全、清洁的作业环境,对呼吸性粉尘的控制,是煤矿防尘工作的主要发展方向。我们应在吸收国外防尘技术先进经验的基础上,重点发展适合我国煤矿生产条件的吸尘