综采工作面粉尘防治

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随着煤矿机械化、自动化程度的不断提高，矿尘对设备使用寿命的影响越来越突出，如损坏液泵、工作面测压仪表等等。降低工作场所能见度低，时照明条件都受到一定的限制，光线普遍暗淡，在一些综采工作面割煤时，工作面煤尘3000 mg/m3～4000 mg/m3，甚至更高。工作面能见度极低，往往会导致人员误操作或不能及时发现事故隐患，增加了发生人身事故的可能性。

1 选题目的和意义

综采工作面粉尘主要来源于割煤、清煤和移架，产尘量占矿井下总产尘量的60%～80%，远远高于综掘等工作面，在各种尘源中位居第一，是粉尘防治工作的重点。

喷雾降尘技术：

在目前煤矿井下防尘中有着广泛应用，但从应用状况来看，还存在着许多问题，这些问题主要可归纳为以下几个方面：

1.1 管路设计不合理

从传统的采煤机内外喷雾实际实施情况看，采煤机内外喷雾系统的设计存在一定的缺陷，即冷却系统和喷雾系统共用一条水路系统，冷却水路要求压力较低，而喷雾系统在压力较高时才能产生好的雾化效果，目前大多采煤机迁就了冷却系统，致使供水压力较低，影响了雾流雾化效果。

1.2 喷嘴存在的问题

目前，大多数采煤机采用的喷嘴结构和安装位置结构不合理、水压力较低，很容易造成喷嘴堵塞；系统不能有效的降尘。

1.3 水源存在的问题

由于井下水质硬度较高，含有很多杂质，新机器的喷雾效果还可以，但时间长了效果就很差，很容易堵塞喷嘴，致使喷雾系统不能正常工作。

2 综采工作面粉尘防治国内外现状

粉尘防治技术的进展：

煤矿生产作业时产生的粉尘，主要采取以下控制措施来降低煤尘污染的程度。

2.1 喷雾降尘技术

喷雾降尘是向浮游于空气中的粉尘喷射水雾，通过增加尘粒的重量，达到降尘的目的。

2.2 除尘器除尘技术

早在上世纪60年代英国就研制出采煤机的吸尘滚筒，可以降低采煤机割煤时产生的粉尘。上世纪70年代，原苏联和美国就针对采煤机研制出了高效除尘器，用来防治综采工作面产生的粉尘。我国90年代后期才相继开始研制各种适合综采工作面应用的除尘器，如外旋双层雾流罩封尘源除尘装置等，但除尘器种类很少，还远远满足不了实际需要。

2.3 煤层预先注水

煤层预先注水湿润煤体是采煤工作面防尘的基本措施，目前我国已经有较多的应用。煤层预先注水基本防尘机理是通过打钻孔向煤体中注水，提高煤体的含水量和润湿性，从而减少采煤时粉尘的产生。在向煤体注水过程中，添加表面活性剂，通常可以提高煤层的润湿效果，有利于工作面防尘；采用长钻孔煤层注水在我国各大煤矿已经有了广泛应用，但是随着综采水平的普遍提高，解决长钻孔煤层注水技术的钻孔布置方式、封孔工艺、注水方法及装备上的难题也日渐重要。

2.4 采用合理的通风技术及最佳排尘风速

①选择最佳通风参数保证通风排尘效果回采工作面浮游粉尘的形成和扩散受工作面风速和运动式主宰决定通风除尘效果的主要因素时风速。当采煤机组及与其配套的液压支架以及工作面通风系统确定后工作面的断面和相应风速即确下来此时如果风速过低，微小矿尘不易排除；过高导致落尘吹起，将时空气中的矿尘浓度变大。②改变工作面的系统及风流方向。先行的综采面最普遍使用的是U型通风，工作面风流方向与运输系统方向相反，直接导致煤尘被重新扬起，致使工作面粉尘量增加，这种情况，可以考虑改变工作面的风流方向。

2.5 个体防护措施

目前，个体防护用具有自吸式防尘口罩、过滤式送风防尘口罩、气流安全帽等。由于重点突出，使用面广，对保护矿工的健康起到了积极的作用。个体防护措施的阻尘效率高，是解决矿山粉尘危害严重的重要技术措施之一，积极推广个体防护技术，必将促进矿山防尘工作，使矿山职工免受粉尘的危害。其中，在煤矿综采 工作面生产中，现阶段对粉尘的防治，大都采用喷雾降尘技术。

3 自动喷雾降尘系统

3.1 自动喷雾降尘系统设计

结合国内外对煤矿粉尘防治动态可以看出：当前，在综采工作面煤尘的治理上所采用的主要技术是采煤机内外喷雾技术，但由于使用条件、使用方法、技术、设备等原因，效果都不理想。基于上述理论研究，本设计在采煤机内外喷雾的基础上附加一套高压自动喷雾系统，即利用计算机技术和传感技术的结合实现自动喷雾，当采煤机运行到某一位置时，由传感器采集到采煤机上发射的信号并传给处理器，经过数据处理后对高压喷嘴的开闭进行控制，实现了自动化喷雾。

3.2 自动喷雾系统总体设计

综采工作面架间自动喷雾系统主要由防爆主机箱、N组防爆电磁阀、光源探测、喷雾洒水组件组成。其中，防爆主机箱采用AT89S52作为主控制器，主机通过RS485总线与各电磁阀从控制AT89C2051连接，光信号由采煤机上的光源提，电磁阀N的数量依据实际工作面长度而定，利用固态继电器对电磁阀进行控制。

本文所进行的综采工作面降尘技术的研究是在采煤机现有内外喷雾的基础上做出的，要根本解决综采面的粉尘防治还应从以下几个方面进一步研究：

1）针对目前采煤机内外喷雾的不足，通过解决采煤机内外喷雾水路和冷却系统水路分支供水以提高喷雾压力、研究更加合理的喷嘴布置位置和喷嘴结构及通过改善系统水质等途径改善水的

雾化效果，进而提高采煤机本身的内外喷雾降尘效果。

2）对新的降尘方法，如：声波雾化降尘技术、磁化水降尘技术、预荷电降尘技术做进一步研究，并与粉尘的监测监控技术相结合，多种防尘措施综合应用来提高采煤工作面的降尘效率。

总之，随着煤矿机械化、自动化程度的不断提高，如今的煤矿生产告别了过去粗放型和劳动力密集型的生产方式，综采面的防尘技术实现了自动人性化，将先进的人文思想和先进技术应用其中，从而使煤矿防尘工作逐步提高，综采面生产成本的降低、经济效益的提高提供有力的保障和坚实的后盾。

参考文献

[1]姚.特殊条件下综采工作面设计优化[J].江西煤炭科技，2007，02.