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综掘综采工作面粉尘控制技术现状与发展

文档作者：王威丁可可文档来源： 1．永城煤电公司城郊煤矿 2．中国矿业大学		点击数：	更新时间： 2022年10月19日
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2011年第2期 能源技术与管理 103
doi：10．3969／j．issn．1672—9943．2011．02．040
综掘综采工作面粉尘控制技市t~,Ii／C与发展
王威 ，丁可可
(1．永城煤电公司城郊煤矿，河南永城476600；2．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221008)
[摘要] 随着机械化程度的提高，生产强度的加大，煤矿井下产生的粉尘量也越来越多。为
有效地控制煤矿生产中的粉尘，进一步提高工作面的环境质量，在对粉尘来源、分
布规律、特性及危害进行分析基础上，分别阐述了综掘工作面及综采工作面的降尘
方法，从而提出对粉尘控制技术发展趋势的展望。
[关键词] 综采综掘；粉尘危害；粉尘控制技术；通风除尘
[中图分类号]TD712+．4[文献标识码]B [文章编号]1672_9943(2011)02 103 3
0 引 言
煤矿粉尘是矿井五大灾害之一，是安全生产
的大敌。建国以来，我国煤矿始终贯彻党的“安全
第一，预防为主”的方针，煤矿安全状况得到了很
大改善。但由于种种原因，煤尘瓦斯事故始终没能
杜绝。粉尘的危害仍然是煤矿安全存在的严重问
题。因此，消除粉尘危害，杜绝煤尘事故，在采掘机
械化程度日益提高的今天，己成为煤矿安全生产
的迫切任务。
1 生产中粉尘的主要来源及分布规律
煤矿井下的粉尘主要来自采煤、掘进、运输等
作业场所⋯。机械化采煤的矿井中70％～80％的
粉尘是由采掘工作面产生的。据实测，整个矿井从
人风到回风风流中的粉尘含量为一条“山峰”曲
线，曲线的升降急缓与生产工序、生产强度有关。
一般情况下，进入采区风流的粉尘含量，在综掘机
掘巷、机组割煤等工序时达到高峰，随之即呈有规
律的衰减趋势。
2 井下粉尘的特性与危害
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 。煤矿井下粉尘特性：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；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；细微岩
尘由于表面积增大，岩尘中的游离一氧化硅很容
易溶解于人体肺细胞中；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。
3 综掘工作面除尘
3．1 综掘工作面快速短壁注水
根据工作面煤层厚度，一般在工作面平均布
置2～4个注水孔，孔深一般以工作面循环进度为
准，利用施工地点的高压防尘水和封孔器进行高
压注水，注水时间以工作面迎头煤壁出现渗水或
与煤层裂隙导通时为止，此方法对预湿煤体，提高
煤体水分非常有效，通过现场测试，注水后煤体水
分可增加约1．0％，有效的降低了工作面割煤时的
粉尘浓度。
3．2 净化风流
向工作面供给的新鲜风流中，粉尘浓度不应
大于0．5 mg／m。，否则就要采取净化风流的措施 。
掘进工作面常用风流净化器作为净化人风风
流的防尘器具，其结构如图1所示 。当含尘风流
经导风筒进入净化器后，部分粉尘遇水滴湿润沉
降。由于风叶片5的旋转搅拌，增加了尘粒与水滴
碰撞、凝并的效果，并在离心力的作用下部分尘粒
被甩向器壁，并掉人集水箱7。部分尘粒和大量的
雾滴随风流继续运动被百叶板8拦截，并进一步净
I ， 4 6 7 R
1．虑流器；2．风筒连接卡；3．壳体；4．给水环及喷雾器；5．风叶片；
6．U形铁管；7．孑L板式集水箱；8．百叶板
图1 风流净化器外形结构示意图
104 王威，等综掘综采工作面粉尘控制技术现状与发展 2011年第2期
化和脱水，净化后的风流又沿导风筒供给工作面。
3．3 通风除尘
综掘作业过程中，产尘量过大，虽然采取了除
尘措施，但仍然有一定的粉尘长期悬浮于空气中，
很难降下来。如果继续作业，工作面的粉尘浓度将
越积越大，粉尘污染更为严重。通风除尘可以不断
稀释和排出工作面空间的粉尘，净化工作面。通风
除尘系统采用长压短抽有控循环气流的通风除尘
系统[ ，如图2所示。
图2 有控循环气流长压短抽方式风流状态图
压人风筒沿巷道全长布置，抽出风筒与除尘
风机定期随工作面延伸，每间隔50—100 m前移。
抽出风筒一般长50 60 m。压人风筒采用附壁风
筒，如图3所示。末端距工作面10～15 m，吸出风
筒口超前压人风筒口，距工作面3～5 m，压抽风量
比为小于1。由于压入风流有效射程长，吹掠能力
强。巷道回风断面大，有利于爆破瞬间涌出的大量
瓦斯快速排除，保证工作面安全生产。
图3 附壁风筒风流状态图
该系统是在综掘巷道中同时使用压人式通风
和抽出式通风，并在抽出式风筒上安装除尘器。一
方面通过风筒向工作面压人新鲜风流，另一方面
又将含有大量粉尘的污风吸走。并通过除尘器加
以净化，从而改善整条巷道的作业条件。
该系统较普通的长压短抽系统的优势在于：
原方案的设计是在考虑禁止使用循环风的条件下
进行的，故压入风量Q。大于吸风量Q 。这样就迫
使一部分“过剩”风量AQ=Q。一Q 直接从工作面沿
巷道向外排出，它不仅带走了大量的粉尘，而且污
染了整个回风系统。
此方案设计时，要求压入风量p’。小于吸风
量p。 。由于压人风量不能满足吸风量的要求，所
以，在吸风口形成的负压作用下，迫使抽风机出口
风流折返一部分风量A p’，补充吸风口风量的不
足。这样使压风筒与抽风筒重叠部分的风流从抽
风机的出口处向综掘面流动，避免了含高浓度粉
尘的气流向外排放造成污染。补充的“循环”气流
与压人风流混合，清洗工作面后形成的污风全部
被除尘风筒吸人，并进行净化处理，同时也消除了
不稳定涡流区在工作面附近形成的可能。
4 综采工作面除尘
4．1 采煤机结构的改进
采煤机割煤时，其产尘量的大小与截割滚筒
结构参数，如滚筒的截深、转速，截齿的结构、钝锐
性、布置方式和采煤机的牵引速度等密切相关，采
用改变截齿的结构型式，达到降尘效果[ 。
(1)采煤机选用镐形截齿。采煤机所采用的
截齿可分为刀形截齿和镐形截齿两大类。镐形截
齿较刀形截齿有以下特点：①对裂隙较发育的脆
性硬煤，镐形截齿比刀形截齿产尘量要少；②镐形
截齿是沿滚筒切向安装的，相对于径向安装的刀
形截齿，其截割机理有所改进，可减少粉尘的产
生，浓度降低约20％；③镐形截齿可绕其轴线自
转而具有自动磨锐性能，从而增加了截齿的寿命。
(2)截齿的参数选择。①选用深锐截齿。因为
深截齿对煤的破碎及煤尘的产生较浅截齿效果好
的多，钝截齿会产生大量煤尘且大量消耗截割功
率；②减少齿数，增大齿距。截齿太多会导致因截
深太浅而产生大量煤尘，采煤机滚筒的振动或空
转，且导致破碎程度太高。
4．2 增强采煤机的喷雾方式
原喷雾方式具有以下缺点：①内喷雾水量不
足，喷水压力较低；②喷嘴较易堵塞，控制粉尘效
果差。在增设了加压泵后降尘效果大大改善。
当喷雾逆风的时候，采煤机前端产生强烈的
涡流而使浓度较高的粉尘扩散到采煤机司机处，
降低降尘效果且影响工人健康。为此，取消原设置
在摇臂顶部的喷嘴，对外喷雾的布置方式和雾流
方向进行了改进，利用喷雾引射的方法，迫使这些
含尘气流沿煤壁流动，并在引射喷雾和跟踪喷雾
的作用下进行有效的降尘。
4．3 液压支架工作中的降尘措施
综采工作面液压支架的支护作业，是又一个
主要的产尘源。移架作业所产生的粉尘受多种因
素影响，但最主要的是直接顶板的条件。在移架作
业(降柱、拉架、升柱)过程中，产尘点多，产尘量大，
2011年第2期 能源技术与管理 105
分散度高。粉尘的产生部位主要是处在工作面风
流通道中的支架前半部的架间位置，产生的粉尘
在风流作用下极易扩散。
针对这些状况，对支架原喷雾降尘系统进行
了改进，使移架和放煤时的喷雾降尘，与操纵支架
动作的液压系统实现联动，即在降、拉移、升支架
时，就能自动实现喷雾，及时有效地捕集粉尘，而
又不增加操作工序。改进后喷雾系统分为架前喷
雾部分和架后喷雾部分。
4．4 水幕净化风流
在回采工作面的进回风巷分别安设2道净化
水幕，使雾化的水雾充斥整个巷道断面，进一步捕
集回风流中的粉尘、避免粉尘扩散。设置的第一道
水幕距工作面1O～20 m，并定期前移，第一道水
幕距进风巷或回风巷10～20m。
4．5 其他降尘措施
(1)通风除尘。采煤工作面浮游粉尘的形成
和扩散受工作面风速和运动形式影响，决定通风
除尘效果的主要原因是风速。当采煤机组与其配
套的液压支架以及工作面通风系统确定之后，工
作面的断面和相应的风速就确定下来看，此时如
果风速过低，微细粉尘不易排除；过高则落尘会被
吹起，将增大空气中的矿尘浓度，最佳排尘风速一
般为1．5—4．0m／s。
(2)空气幕防尘。空气幕隔尘是一种气幕隔
断阻尘，气幕的作用相当于在采煤工作面与煤壁
侧中间形成一道“无形透明屏障”，安装在采煤机
上，以阻止工作面割煤过程中粉尘向采煤机司机
处扩散，尤其是阻止粒径小于5 m呼吸性粉尘
向司机处的扩散，可以保证采煤机司机处空气的
新鲜，为综采工作面司机创造了良好的工作环境。
(3)抽尘净化。最有前途的空气除尘方法是
吸尘，其主要优点是可以防止各种粉尘首先是最
细浮游粉尘的扩散和传播。抽尘净化即吸入含尘
空气，然后在空气净化装置上捕尘。设备有：微型
旋流集尘器；过滤除尘器；水力洗涤器；工作面回
风流的除尘器除尘。
(4)泡沫除尘。泡沫除尘是用专门的泡沫发
生装置向尘源喷射泡沫，刚刚生成的粉尘被无间
隙泡沫覆盖得以湿润，失去飞扬能力。泡沫除尘同
喷雾洒水除尘相比，其耗水量减少一半以上。这种
除尘技术在美国、前苏联、波兰等国家得到广泛应
用，并己研究出定型的符合安全卫生和使用要求
的廉价发泡剂和泡沫除尘配套系列设备。泡沫除
尘适用于尘源较固定的作业地点，如综采机组、皮
带运输机等，一般除尘率可达90％以上。
5 粉尘控制技术发展趋势
近几年来，我国在粉尘防治方面取得了很大
进步，新技术、新工艺、新方法、新设计、新产品、新
材料不断推出，但与现场需求还有差距，下一步应
重点从以下方面研究和开发：①应加强研究物理
化学防尘技术。如探讨超声波除尘、电离水除尘、
微生物除尘、声波雾化除尘等技术。②改进现有煤
层注水工艺水平。根据综采工作面具体情况，选择
合理钻孔布置方式、封孔工艺、注水方法及注水设
备，从而达到最佳注水效果，实现防尘、降尘的目
的。③支架防尘方面。液压支架、放煤口喷雾目前
还停留在低压上面，今后的工作将重点放在向中、
高压喷雾降尘的研究和应用上面。④需要大力研
制各种设备如高效低能耗实用新型除尘器，适应
矿山特点的空调器。除尘系统、净化设备应向系统
化、大型化、智能化、节能型方向发展。
6 结论
采用长压短抽有控循环气流通风除尘系统，
完全可以避免以往通风除尘系统中存在的缺陷，
进一步提高除尘效果；通过健全防尘管理机构，建
立防尘队伍，健全防尘管理制度提高粉尘防治技
术对煤矿安全生产有重要意义；“个体防护”作为
防止粉尘进入人体的最后一道防线，对保障职工
免受尘害是非常重要的。
[参考文献]
[1]刘艾．矿井粉尘分布规律及防治措施[J]．煤矿安全．
2003，34(7)：45—47
[2]李玉儿，孙文．协庄煤矿粉尘危害分析与治理对策[J]．
煤矿安全．2006(增刊)：88—90
[3]杨胜强．粉尘防治理论及技术[M]．徐州：中国矿业大
学出版社．2007
『4]赵书田．抽压混合式通风除尘系统布置方式的选择和
技术参数的确定[J]．中国安全科学学报．1993，3(1)：
32—38
[5]牛朝旭．综采工作面的粉尘分布及治理对策[J]．煤炭
科学技术．2006．34(4)：29—30
[作者简介]
王威(1989一)，男，河南永城人，毕业于中国矿业大学
采矿工程专业，现工作于永城煤电公司城郊煤矿。
『收稿日期：2010—11—251

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