負(fù)壓二次降塵技術(shù)在半煤巖掘進(jìn)機(jī)上的應(yīng)用

兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司南屯煤礦十一采區(qū)是兗州礦區(qū)首個(gè)使用半煤巖掘進(jìn)機(jī)開采的薄煤層工作面，負(fù)壓二次降塵裝置比較好地解決了綜掘機(jī)在半煤巖巷道掘進(jìn)過程中產(chǎn)塵量大、工作環(huán)境惡劣等不利因素,為推廣薄煤層開拓的掘進(jìn)機(jī)械化提供了有力保障。

該礦為低瓦斯礦井,開采煤層具有自然發(fā)火危險(xiǎn),煤層自然發(fā)火期3～6個(gè)月,最短煤層自然發(fā)火期為20d。礦井3下煤層煤塵爆炸指數(shù)41.97%,有煤塵爆炸危險(xiǎn)；3上煤煤塵爆炸指數(shù)43.68%,有煤塵爆炸危險(xiǎn)；17層煤塵爆炸指數(shù)44.34%,有煤塵爆炸危險(xiǎn)；16上層煤塵爆炸指數(shù)45.10%,有煤塵爆炸危險(xiǎn)。（1）工作面概況。礦井現(xiàn)在進(jìn)行薄煤層的開拓,為回采17、16上煤作準(zhǔn)備,采區(qū)巷道沿16上煤層頂板使用EBJ-120TP掘進(jìn)機(jī)施工。巷道斷面寬為3.9 m，高為2.1m,上部為 16上煤,平均厚度0.99 m,黑色,半亮-光亮型煤;中部為灰色鋁質(zhì)泥巖,質(zhì)較純、致密性脆,平均厚度0.92 m；下部為灰色中砂巖,以泥質(zhì)膠結(jié)為主,性脆,平均厚度4.36m。掘進(jìn)過程中需截割巷道底部巖石,產(chǎn)生大量的粉塵,給職工身體健康和安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的威脅。（2）負(fù)壓二次降塵裝置。①負(fù)壓二次降塵裝置的布置。此裝置安裝在掘進(jìn)機(jī)前部的面板上，由順槽內(nèi)的供水管路通過高壓膠管供水。噴嘴的水壓主要是利用井上下高差產(chǎn)生的靜壓，一般在3～6 MPa。噴嘴形狀為φ2 mm的錐形，4個(gè)噴嘴為1組，左右各1組。②裝置內(nèi)含塵氣流的除塵率。它與霧粒的直徑成反比，與液氣相對速度、筒體長度和液氣比成正比。經(jīng)過技術(shù)測定，裝置內(nèi)含塵氣流的除塵率為100%。③距離對除塵效果的影響。根據(jù)負(fù)壓二次噴嘴的性能參數(shù)可知：負(fù)壓二次噴嘴距離切割滾筒太近，負(fù)壓二次噴霧水流到達(dá)滾筒的時(shí)候尚沒有充分地?cái)U(kuò)散，形成的負(fù)壓區(qū)域狹小，水流、粉塵以及氣流的混合效果差，而且水流到達(dá)煤壁的時(shí)候速度過大，容易將已經(jīng)割下的粉塵又重新吹起來，形成二次揚(yáng)塵；但是，距離過遠(yuǎn)又不能夠?qū)L筒附近的粉塵控制住。根據(jù)現(xiàn)場的試驗(yàn)，距離迎頭1.5～2.0 m時(shí)的降塵效果比較理想。④水壓對除塵效果的影響。負(fù)壓二次降塵裝置的水壓越高，形成的負(fù)壓區(qū)域越大，霧化效果越好，控塵和降塵效果越明顯。但是，霧粒的直徑越小越容易被風(fēng)流吹散，從而在迎頭區(qū)域形成氣霧，影響到掘進(jìn)機(jī)司機(jī)的視線。因此，在保證降塵效果的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)降低供水的壓力，使得掘進(jìn)機(jī)司機(jī)視線清晰、便于操作。經(jīng)過試驗(yàn)，水壓達(dá)到5MPa的時(shí)候效果比較好。從使用負(fù)壓二次降塵裝置以后的測定結(jié)果可知，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)位置處的總粉塵降塵效率達(dá)到81%，距離迎頭20m處的總粉塵降塵效率達(dá)到84.3%，有效地改善了掘進(jìn)機(jī)作業(yè)過程中的高粉塵濃度狀況。