现代化矿井粉尘综合治理技术探讨

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1、现代化矿井粉尘综合治理技术探讨   摘要：以神东矿区为例，针对现代化矿井的开采特点及其工艺技术水平，对适合于现代化矿井的粉尘综合治理技术进行了深入研究。结合现代化矿井生产的实际情况，通过合理的设计，先进的防降尘技术及其装备能够在现代化矿井中得到较好的应用。   关键词：综合防尘；高压喷雾；定时喷雾；粉尘浓度；超限喷雾   随着煤矿采掘等各生产环节机械化程度的不断提高，原煤产量也在不断增加，粉尘的绝对产生量大大增加。目前我国煤矿在粉尘治理研究及应用上还有很大差距，按《煤矿安全规程》的规定，绝大多数作

2、业点的粉尘浓度远远超过10mg/m3，有的超标几十到几百倍。随着国家对煤矿井下安全及作业环境卫生的越来越重视，持续开展国有大中型煤矿的粉尘治理，是解决我国煤矿粉尘危害问题的根本措施。在此，根据现代化矿井的特点，结合国有大中型煤矿已有的粉尘治理技术，对现代化矿井粉尘综合治理技术进行研究。   1神东矿区概况   神东矿区是我国目前最大的煤炭生产基地和重要的优质动力煤出口基地，矿区井工矿以“主斜井一副斜井”开拓、无轨胶轮车辅助运输、连续采煤机快速掘进，矿井“无盘区”布置，长距离大断面快速掘进通风、地面

3、箱变与井下移变联合远程供电等关键技术群为主体，辅以生活区集中规划布置、地面非生产性设施简化布置、地面洗选系统与井下生产系统集成布置等措施，构建了快速建井模式，如榆家梁煤矿10个月建成产量800万t/a、高瓦斯矿井康家滩煤矿9个月建成产量500万t/a[1]。   神东矿区综采工作面实现了世界一流高效、安全目标，综采队45人，综采工作面走向长5000m、采高5.3m，年生产能力1000万t。综采工作面6000～7000t设备搬迁时间只需6～8d，各项指标均处于世界领先水平。掘进工作面、不规则块段和煤

4、柱回收、“三下”采煤，采用连续采煤机短壁机械化开采成套技术，实现了落煤、装煤、运煤、支护等工艺机械化，年产突破200万t、全员工效超过350t，回采率由30%提高到87%，达到国际先进水平。   2粉尘来源及特点   1)综采工作面、连采工作面产量大，产生的绝对粉尘量大。   2)煤内在水分高达8%～9%，而煤质要求全水分必须小于12%～14%。因此靠增加外部水降尘受到极大限制，造成综采面、连采面喷雾不能正常使用，运输各个环节喷雾洒水受到制约。   3)连采机本身带有高效除尘器，由于各矿连采队对粉

5、尘治理重视程度不够，不能按要求及时维修、清理，造成喷嘴堵塞，过滤网煤泥过多，严重影响除尘器的使用效果。   4)主要尘源点总粉尘、呼吸性粉尘浓度超标，其中采掘工作面割煤、带式运输破碎及转载时粉尘浓度最大，一般总粉尘浓度在50～200mg/m3，呼吸性粉尘浓度在10～100mg/m3，严重超标。   3粉尘综合治理技术及使用效果   3.1综采工作面粉尘治理   综采工作面推进长度2000～5000m、工作面长240m、工作面年产600～1000万t，工作面平均风速1.33m/s。采煤机装有抑尘系统

6、，内喷雾在滚筒上有108个喷嘴，外喷雾在摇臂端有8个J型喷雾块，进口处水压力1.4～3.5MPa，流量380L/min。在内外喷雾使用正常时，工作面割煤时总粉尘浓度9～68mg/m3，呼吸性粉尘浓度2.8～19.5mg/m3。但由于采煤机低压喷雾耗水量大，造成综采面煤炭水分严重超标，迫使各矿综采面外喷雾普遍停用，而使用内喷雾，造成综采面粉尘急剧增多，总粉尘浓度为28～176mg/m3，呼吸性粉尘浓度为9～66mg/m3。   综采面实施机载高压喷雾泵降尘技术[2]。采煤机双联液压泵(电动机2×30

7、kPa)喷雾，以降低支架和回风侧的粉尘浓度。内喷雾由108个喷嘴组成，水压低、耗水量大、喷雾雾化效果不好，因此采取均匀堵塞部分内喷雾喷嘴，保留48个，以提高水压，提高喷雾雾化质量，降低采煤机割煤时产生的粉尘和截齿温度。在对采煤机内外喷雾技术改造后，综采工作面总粉尘浓度3.2～17.6mg/m3，呼吸性粉尘浓度1.6～6.8mg/m3，降尘率达到800%～90%，效果较理想。   3.2连采工作面粉尘治理   连续采煤机有完善的外喷雾系统和除尘器系统，如果外喷雾和除尘器消尘系统正常使用，工作面粉尘浓

8、度一般都小于30mg/m3。但大部分连采工作面对粉尘治理工作不重视，除尘器不能正常使用，加之外喷雾低压耗水量大，受煤质、底板软化等因素的制约，部分连采工作面外喷雾也不能正常使用，致使连采工作面总粉尘浓度达到40～238mg/m3、呼吸性粉尘浓度12～89mg/m3。   首先，提高连续采煤机供水系统的压力，让外喷雾实施高压喷雾，喷嘴雾化效果好；保证供水质量，不发生堵塞喷嘴现象，经常检查更换喷嘴；加大机载除尘器的检修与维护，坚持每天检修时检查除尘器的喷嘴，清理除尘器中的煤泥，保证除尘