綜采面防塵措施設(shè)計(jì)

丁6-22130綜采工作面綜合防塵措施設(shè)計(jì)報(bào)告

采煤工作面是煤礦井下產(chǎn)煤的主要場所，是作業(yè)人員和電器機(jī)械設(shè)備高度集中的工作場所，也是連續(xù)產(chǎn)塵強(qiáng)度較大的作業(yè)場所。采煤的各項(xiàng)工序中都會(huì)產(chǎn)生大量的煤塵和巖塵，特別是在機(jī)械截割、運(yùn)輸機(jī)械轉(zhuǎn)載震動(dòng)、工作面支護(hù)等多工序平行作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的粉塵量會(huì)更大。大量的粉塵嚴(yán)重危害著煤礦工人的身心健康，對(duì)于有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井，浮游煤塵的存在將嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)。因此，對(duì)采煤工作面綜合防塵意義重大。一、采煤工作面塵源分布特點(diǎn)

對(duì)于綜采工藝而言，采煤機(jī)作業(yè)(包括割煤和清底)是最主要的塵源，周期性移架產(chǎn)塵量位居第二。配備雙滾筒采煤機(jī)的機(jī)采工作面粉塵的控制應(yīng)以采煤機(jī)為中心。其塵源有：

1.采煤機(jī)的切割和裝載；

2.周期性移架；

3.運(yùn)輸機(jī)的載運(yùn)和轉(zhuǎn)載；

4.工作面片幫和頂板垮落等。1-煤層注水2-采煤機(jī)內(nèi)外噴霧3-轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧4-破碎機(jī)降塵5-隔爆水棚6-凈化水幕7-支架噴霧8-個(gè)體防護(hù)9-沖塵二、綜采工作面防塵措施編制依據(jù)

綜采工作面綜合防塵措施編制的依據(jù)是《煤礦安全規(guī)程》、《礦井綜合防塵標(biāo)準(zhǔn)及檢查評(píng)定辦法》、《塵肺病防治條例》、《全國煤礦衛(wèi)生工作條例》等有關(guān)規(guī)定。三、綜采工作面防塵措施1、減塵措施

（1）煤層注水濕潤煤體防塵技術(shù)煤層注水是回采工作面積極有效的防塵措施，它是在回采前預(yù)先在煤層中打若干鉆孔，通過鉆孔注入壓力水，使其滲入煤體內(nèi)部，從而增加煤的水分和塵粒間的粘著力，并降低煤的強(qiáng)度和脆性，增加煤的塑性，減少采煤時(shí)煤塵的生成量，同時(shí)將煤體中原生細(xì)塵粘結(jié)為較大的塵粒，使之失去飛揚(yáng)能力。煤層的濕潤過程實(shí)質(zhì)上是水在煤層裂隙和孔隙中的運(yùn)動(dòng)過程，是一個(gè)復(fù)雜的水動(dòng)力學(xué)和物理化學(xué)過程的綜合。注水后的煤層，在回采及整個(gè)生產(chǎn)流程中都具有連續(xù)的防塵作用，而其它防塵措施則多為局部的。采煤工作面產(chǎn)量占全礦井煤炭總產(chǎn)量的90％，因此煤層注水對(duì)減少煤塵的產(chǎn)生有重要的意義。（2）采空區(qū)灌水防塵技術(shù)

當(dāng)采用下行陷落法分層開采厚煤層時(shí)，可以采取在上一分層的采空區(qū)內(nèi)灌水，對(duì)下一分層的煤體進(jìn)行濕潤。開采近距離煤層群時(shí)，在層間沒有不透水巖層或夾矸的情況下，也可以在上部煤層的采空區(qū)內(nèi)灌水，對(duì)下部煤層進(jìn)行濕潤。各礦井可以根據(jù)自身的實(shí)際情況決定是否選擇。（3）改進(jìn)采煤機(jī)切割機(jī)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)

1.結(jié)構(gòu)參數(shù)1)截齒類型及尺寸。對(duì)裂隙發(fā)育的脆性煤，鎬形齒比刀形齒產(chǎn)塵少；對(duì)裂隙不發(fā)育的硬煤，刀形齒比鎬形齒產(chǎn)塵少。為減少礦塵產(chǎn)生量，應(yīng)采用窄截齒，其寬度應(yīng)減小到只滿足強(qiáng)度要求的必要值。2)截齒數(shù)量。在可能情況下，減少齒數(shù)，增大齒距，可減少產(chǎn)塵量。

3)截齒安裝方向。按截齒安裝方向分為徑向和切向兩種。螺旋滾筒的新式結(jié)構(gòu)采用切向安裝。當(dāng)采用切向梭標(biāo)型截齒時(shí)，可顯著降低產(chǎn)塵量。4)為減少截齒對(duì)煤體的碾壓和摩擦產(chǎn)塵，截齒應(yīng)該鋒利。2.工作參數(shù)牽引速度、截割速度(或滾筒轉(zhuǎn)速)及截齒的截割厚度(或截割深度)是采煤機(jī)的主要工作參數(shù)。采用合理的工作參數(shù)可以大幅度降低產(chǎn)塵量。1）加大采煤機(jī)的牽引速度，同時(shí)降低滾筒轉(zhuǎn)速(或截割速度)，或者同時(shí)增加截割深度，可選出單位產(chǎn)塵量最低的最佳匹配值。2）加大截齒的截割厚度，同時(shí)降低截齒速度，可以取得產(chǎn)塵強(qiáng)度最低的效果。2、降塵措施（1）采煤機(jī)內(nèi)外噴霧和二次降塵技術(shù)

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采煤機(jī)必須安裝內(nèi)、外噴霧裝置，截煤時(shí)必須噴霧降塵。采煤機(jī)內(nèi)外噴霧參數(shù)應(yīng)該與采煤機(jī)要求的噴霧參數(shù)相匹配。如果采煤機(jī)原有的噴霧系統(tǒng)降塵效果不好，必須采用適當(dāng)?shù)囊謮m器進(jìn)行二次降塵。

水霧的霧流亦稱為噴射體。霧流所含霧粒的直徑大小是決定噴霧降塵效果的主要因素之一。當(dāng)噴霧水量相等時(shí)，水霧顆粒數(shù)量隨著霧粒變小而增多，從而提高水霧與礦塵相遇的概率。如果霧粒直徑大而塵粒直徑小，就會(huì)因環(huán)流效應(yīng)，使霧粒將塵粒拋到一邊而不能實(shí)現(xiàn)互相接觸。風(fēng)速較大時(shí)，應(yīng)采用霧粒直徑較大的水霧。否則，不僅難以達(dá)到降塵的目的，還會(huì)惡化作業(yè)環(huán)境。霧粒的最佳直徑為20μm～50μm。但最好采用既有小霧粒，也有大霧粒的水霧，前者位于霧流內(nèi)部，后者位于外圍。A、采煤機(jī)噴霧系統(tǒng)

在噴霧系統(tǒng)中分為內(nèi)噴霧方式和外噴霧方式。采煤機(jī)必須安裝內(nèi)、外噴霧裝置。截煤時(shí)必須噴霧降塵，內(nèi)噴霧壓力不得小于2MPa，外噴霧壓力不得小于1.5MPa，噴霧流量應(yīng)與機(jī)型相匹配。如果內(nèi)噴霧裝置不能正常噴霧，外噴霧壓力不得小于4MPa。無水或噴霧裝置損壞時(shí)必須停機(jī)。內(nèi)噴霧方式的水由安裝在滾筒上的噴嘴噴出；外噴霧方式的水由安裝在截割部的箱體上、搖臂上或擋板上的噴嘴噴出。B、噴嘴的布置

噴嘴的布置原則是使噴嘴噴出的水霧能充分覆蓋塵源和懸浮起來的礦塵。霧流要針對(duì)以下目標(biāo)噴射，向截齒面及其周圍的截割區(qū)噴霧，濕潤煤體，抑制煤塵的產(chǎn)生，向剛截割下來和已采落下來的煤上噴霧，黏結(jié)其中所含的煤塵，向剛懸浮起來的礦塵噴霧，將礦塵捕集下來。安在葉片上噴向齒尖安在葉片上噴向齒背安在葉片上噴向齒尖和齒背安在葉片上噴向兩齒之間安在葉片側(cè)面的導(dǎo)管上安在齒座上噴向齒尖安在截齒上內(nèi)外噴霧噴嘴的布置方式及噴射放向（如圖所示）C、采煤機(jī)噴霧降塵效果

滾筒采煤機(jī)的噴霧降塵效果與采用的噴嘴的類型、噴嘴的型號(hào)、噴嘴的布置、噴霧參數(shù)及煤塵性質(zhì)、割煤方向等因素有關(guān)。在不同的采煤機(jī)上，采用錐形噴嘴(Z系列)且噴霧參數(shù)符合要求時(shí)，全塵的降塵率為80％～86％。德國測試結(jié)果為：內(nèi)、外噴霧再附加噴嘴噴霧，其降塵率最高，但對(duì)呼吸性礦塵的降塵率也只有70％左右；其次是內(nèi)噴霧加外噴霧，其降塵率為65％以上；只用內(nèi)噴霧時(shí)，降塵率為62％；只用外噴霧時(shí)，降塵率為52％。D、采煤機(jī)負(fù)壓二次降塵技術(shù)

負(fù)壓二次降塵裝置安裝在采煤機(jī)頂部，位于機(jī)身兩端，如下圖所示。供水水泵安設(shè)在位于巷道內(nèi)的設(shè)備列車上。高壓水分成兩路：一路通過高壓膠管與采煤機(jī)降塵裝置連通；另一路經(jīng)高壓膠管與液壓支架和放煤口負(fù)壓二次降塵裝置相接。綜放面采煤機(jī)分體式負(fù)壓二次降塵裝置A一總裝示意圖：1—供水泵；2—輸水管路；

3—除塵器；4—采煤機(jī)滾筒B一除塵器正視圖：1一噴射部分；2一吸氣部分；

3—聯(lián)接固定部分（2）運(yùn)輸設(shè)備轉(zhuǎn)載點(diǎn)及裝載點(diǎn)噴霧灑水A、運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載處噴霧降塵

落煤經(jīng)工作面溜子道運(yùn)送到運(yùn)輸巷道中間，由于機(jī)械振動(dòng)摩擦造成了煤的進(jìn)一步破碎和飛揚(yáng)。各個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)，由于兩臺(tái)溜子或膠帶運(yùn)輸機(jī)搭接之間有高差，所以碎煤和礦塵由上往下滾落，細(xì)微礦塵風(fēng)流吹起，產(chǎn)生局部煤塵飛揚(yáng)。轉(zhuǎn)載點(diǎn)煤塵飛揚(yáng)的治理一般是定點(diǎn)噴霧，但有時(shí)效果不佳，主要原因是噴嘴安設(shè)角度不對(duì)，或噴嘴數(shù)量不足，噴水量滿足不了滅塵的要求。運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴嘴安設(shè)方式1—供水管：2—膠帶；3—噴嘴B、翻籠噴霧降塵

煤由工作面運(yùn)到翻籠硐室，沿程各工序雖都已進(jìn)行多次噴霧除塵，但仍有一部分粉塵在翻籠卸煤時(shí)在剪切風(fēng)流作用下而被揚(yáng)起，因翻籠大多位于礦井主進(jìn)風(fēng)流中，故不能忽視翻籠的噴霧降塵工作。翻籠噴霧降塵示意圖C、采區(qū)煤倉灑水降塵

采區(qū)煤倉或井下煤倉口在溜子或皮帶卸煤時(shí)，一般礦塵每立方米高達(dá)幾十甚至上百毫克，特別是兩臺(tái)溜子或皮帶機(jī)相對(duì)同時(shí)開動(dòng)時(shí)，礦塵濃度會(huì)更高。由于底卸煤倉每次卸載強(qiáng)度大，并且連續(xù)卸載，礦塵濃度高，所以在底卸倉口和倉口上部均要設(shè)自動(dòng)噴霧裝置。控制方式可采用電自動(dòng)控制或觸點(diǎn)式自動(dòng)控制。煤倉封閉噴霧1－新鮮風(fēng)流；2－環(huán)形噴霧環(huán)；3－隔離濾網(wǎng)；4－皮帶；5－迎風(fēng)擋板（3）液壓支架移架噴霧降塵技術(shù)綜采工作面自移式液壓支架在降柱、前移和放煤過程中將產(chǎn)生大量礦塵。采用隨支架動(dòng)作而自動(dòng)控制的噴霧是最理想的降塵方法。液壓支架自動(dòng)噴霧噴嘴布置示意圖（4）噴霧水幕凈化風(fēng)流

為了凈化工作面回風(fēng)巷道的含塵風(fēng)流，可設(shè)置水幕進(jìn)行除塵：第一道水幕設(shè)置在工作面20～30m處；第二道水幕設(shè)置在距作業(yè)點(diǎn)150～200m處，凈化從這個(gè)產(chǎn)塵作業(yè)點(diǎn)流出的含塵風(fēng)流；水幕的水壓控制在1.4～1.5MPa，在內(nèi)徑為19.05～25.4mm的供水管上，布置9～10個(gè)噴嘴，保持每小時(shí)0.8～1t的耗水量，一般都能達(dá)到50％以上的除塵效果。對(duì)水幕除塵效率影響的重要因素之一是風(fēng)流速度，它的除塵效率隨風(fēng)流速度的降低而增高。3、排塵措施

各礦井各采煤工作面應(yīng)該根據(jù)自身實(shí)際情況選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)。如在煤層傾角小于12°的工作面或者雖然大于12°，但能滿足《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的要求的采煤工作面，可采用下行通風(fēng)，在保證工作面正常供風(fēng)風(fēng)量的前提下，選擇最佳排塵風(fēng)速。通風(fēng)排塵也是工作面降低粉塵濃度的一項(xiàng)有效措施，但是使用較少。4、除塵措施

綜采工作除塵措施包括干式捕塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器等，各礦井應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際情況選擇合適的除塵器。

PSCF—A6型水射流除塵風(fēng)機(jī)安裝布置圖除塵器整體結(jié)構(gòu)示意圖1—噴霧器；2—?dú)んw；3—風(fēng)機(jī)葉片；4—馬達(dá)；5—馬達(dá)進(jìn)油口；