充填工艺中配套新型湿式除尘工艺及装备研究

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1、（充填工艺中配套新型湿式除尘工艺及装备研究）可行性研究报告(封面)(晋煤集团科技开发计划申报项目)项目简要内容(逐格正书，总共不超过50个字)：提要通过对充填过程中产尘特点及分布规律的研究，开发配套的除尘工艺及新型机载式除尘装备，降低粉尘浓度给职工提供良好的工作环境。申请总费用(万元)：140。其中：技术开发费技术咨询费技术服务费工程费设备费材料费30101507510注：各项费用预算明细及其依据见正文中详述。本项目承担者(科、队)签章：本报告撰写人：晋树青电话：电话：3636522单位技术负责人(签章)：二○一一年七月十九日晋煤集团科技开发计划项目项目名称：充填工艺中配套新型湿式除

2、尘工艺及装备研究承担单位：晋煤集团凤凰山矿，武汉科技大学项目负责人：李永浍陈旺生联系电话：1370050647615697181999起止年限：2012年1月至2012年12月一、项目提出背景（现状及存在问题）随着我国煤矿高产高效矿井建设的不断深入,工作面单产不断提高,矿井生产越来越集中。沿空留巷技术的应用显示了其煤炭回收率高、巷道掘进率低、采掘衔接合理、技术经济效益显著等优点，多年来一直是我国煤炭开采的重要技术发展方向。凤凰山矿是晋城煤业集团下属的一座年设计生产能力为400万t的大型现代化矿井。经多年开采，主采的3号煤层储量已经枯竭。为此,从实现企业长远发展的需要出发，为了回收传统

3、采矿方式中留设的保安煤柱，晋煤集团对凤凰山矿开展了沿空留巷的工业性试验，并取得了实验的成功，目前该技术正在逐步向各大生产矿井普及推广。方圆集团海阳富兰克公司生产的HBMD—40/10—110S型煤矿用混凝土泵在此项工程中大显身手，以良好的性能和稳定可靠的品质协助山西晋煤集团无煤柱完成最后开采的沿空留巷工艺试验成功。但是，因为充填材料主要由直径8mm、15mm及30mm以内的粉料，混凝土充填材料充填设备给料过程中产生大量的粉尘，粉尘浓度普遍超标严重，造成工人工作环境十分恶劣，时刻威胁着安全生产和工人的身体健康。因此，完全有必要针对沿空留巷工艺配套的煤矿用混凝土泵给料口粉尘控制工艺及配套

4、新型降尘装备展开研究，实现有效控制工作环境中粉尘扩散，改善工作面的劳动卫生条件，提高矿井生产的安全性。二、项目立项的必要性及市场需求分析粉尘是矿山井下主要自然灾害之一。目前，沿空留巷墙体充填材料的基本组分为水泥、粉煤灰、砂石骨料、复合外加剂和水，因此采掘和充填过程中产生大量粉尘。据实测表明综采工作面的粉尘浓度高1000～3000mg／m3，且分散度高，其中粒径小于7微米的呼吸性粉尘占85％以上。若采用一般的降尘措施，难以除去这些呼吸性粉尘。因此，必须研制新的除尘方法来控制混凝土配料及给料过程中工作环境中的粉尘，这对保证作业环境的良好，保障工人的身体健康，促进矿山安全生产，有着极其重要

5、的现实意义。充填开采是绿色开采发展新方向，对我国煤炭资源开采意义重大。随着充填开采工艺的成熟与日趋完善，国内外大型矿业集团将更为广泛的推广应用。而充填过程中产生的大量粉尘时刻威胁这安全生产和工人的身心健康。因此，进行充填工艺中配套新型湿式除尘工艺及装备研究研究不仅具有广泛的市场需求前景，而且有深远的社会价值。三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础为解决井下充填开采工艺充填工艺过程中工作环境中空气中粉尘浓度的超限问题，国内外科研工作者和工程技术人员进行了大量的理论和实践研究，取得了一些研究成果。但由于井下工作条件的特殊性，有些问题一直没有得到很好地解决。根据国内外粉尘控

6、制的经验表明，对人员集中和粉尘浓度高的工作地点应安装高效实用的除尘设备。对于大于50微米的粗尘，各种除尘器都有一定的除尘效果。对于小于7微米的呼吸性粉尘，使用文丘里除尘器、袋式过滤除尘器、自激式湿式除尘器和静电除尘器等能得到满意的效果。但在这些高效除尘器中存在造价高、阻力大、流量小，或体积大、重量大等问题，因而都不能直接应用到矿山井下。长期以来，矿山普遍采用喷雾洒水除尘措施，试验表明喷雾洒水对呼吸性粉尘的除尘效率为30％~50％，且耗能高。四、项目目标、主要研究内容、技术指标本研究开发的新型高效矿用湿式除尘系统是一种创新的机载式除尘系统，能提高除尘效率，且耗能低。它包括抽出对旋通风机

7、、除尘器箱体、调风器、负压／正压风筒、除尘器承载车、掘进机风筒支架、带式转载机风筒支架等，可以实现除尘装置与充填装备的同步移动。主要研究内容：1.充填工艺现场环境调研，包括（1）粉尘的采样及粉尘特性的检测和分析；（2）对现场粉尘尘量进行计算，合理地确定除尘系统所需的风量和风压；（3）巷道风流特性的测定，以确定其对粉尘扩散的影响。2.除尘方案的初步确定，包括：（1）根据矿井下空间小，产尘量大，产尘点可移动的特点，确定采用体积小、效率高的机载式湿式除尘工艺；（