論泡沫除塵技術(shù)在掘進(jìn)工作面的應(yīng)用

李宛霞+姜飛帥+廖海濤+劉晨

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于生態(tài)環(huán)保工業(yè)的重視程度也在不斷加深。在煤炭開(kāi)采掘進(jìn)的過(guò)程中，會(huì)有大量粉塵出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了煤礦的生產(chǎn)安全。這種情況下，通過(guò)對(duì)泡沫除塵技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠很好地進(jìn)行粉塵處理，且降塵效率較高，從而有效減少掘進(jìn)面所產(chǎn)生的粉塵災(zāi)害。

【Abstract】With the rapid development of social economy， peoples attention on ecological and environmental protection industry is constantly deepened. And in the process of coal mining excavation， there are a lot of dust， seriously threat the safety production of the coal mine. In this case， through the effective application of foam dedusting technology， we can greatly process the dust， and the dust removal efficiency is good， so we can effectively control the dust disaster caused by the excavation face.

【關(guān)鍵詞】泡沫除塵技術(shù)；掘進(jìn)工作面；應(yīng)用效率

【Keywords】foam dedusting technology； heading face； application efficiency

【中圖分類號(hào)】TU834.6+3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）08-0144-02

1 引言

在煤炭的開(kāi)采過(guò)程中，特別是機(jī)掘工作面屬于粉塵產(chǎn)生幾率較大的位置。高濃度的粉塵不僅會(huì)對(duì)礦井作業(yè)造成一定的影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)工作人員的身體健康產(chǎn)生威脅，因此有效的除塵技術(shù)十分重要。泡沫除塵技術(shù)作為一種新型的除塵技術(shù)，其相對(duì)于傳統(tǒng)的除塵技術(shù)來(lái)說(shuō)，具有高效、耗能少、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，因此，在掘進(jìn)工作面中得到了有效應(yīng)用。

2 泡沫除塵技術(shù)

泡沫除塵技術(shù)和傳統(tǒng)的通風(fēng)除塵、除塵器除塵、噴霧除塵、煤層注水除塵技術(shù)之間有著較大的差別，其除塵原理是通過(guò)將除塵泡沫覆蓋在土地和煤層上，實(shí)現(xiàn)高效除塵的一種技術(shù)方法。該除塵泡沫是通過(guò)水、發(fā)泡劑以空氣這三種物質(zhì)的結(jié)合，在物理發(fā)泡作用下所產(chǎn)生的一種機(jī)械泡沫，其和傳統(tǒng)的除塵技術(shù)相比具有更高的除塵效率，同時(shí)其不僅繼承了噴霧除塵以及化學(xué)除塵技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還具有十分獨(dú)特且科學(xué)的除塵特點(diǎn)。通俗來(lái)講，泡沫除塵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，泡沫除塵技術(shù)有著良好的潤(rùn)濕性，由于使用了大量的發(fā)泡劑，因此泡沫表面所具有的張力在較短時(shí)間內(nèi)急速降低，保證了泡沫的潤(rùn)濕效果。而其所具有的潤(rùn)濕性，能夠使較為干燥的漂浮浮塵的重量得到有效增加，促使其出現(xiàn)沉降的情況，從而完成粉塵的吸收[1]。第二，泡沫本身存在著全面的覆蓋性，也就是說(shuō)，泡沫在空氣中得到噴灑的時(shí)候，會(huì)有大量吸附性泡沫產(chǎn)生，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)于小粒徑粉塵的全面覆蓋以及包裹，從而提升除塵效率。另外，在將泡沫液向礦井內(nèi)部的料堆上進(jìn)行噴灑時(shí)，所產(chǎn)生的豐富泡沫體能夠在極短的時(shí)間內(nèi)將整個(gè)空間中所有的塵源進(jìn)行全面覆蓋，這樣也能夠在極大程度上降低粉塵的產(chǎn)生量。第三，除塵泡沫還有良好的粘附性，在泡沫噴灑到粉塵空間的上方之后，粉塵就會(huì)和泡沫體粘附在一起，此時(shí)泡沫的質(zhì)量又會(huì)不斷增加，并受重力作用的影響，和泡沫粘附著的粉塵會(huì)不斷破裂，最終回到地面上，從而實(shí)現(xiàn)高效的除塵效果。

3 泡沫除塵的工藝流程

通常清況下，泡沫除塵技術(shù)主要使用的水源是井下壓水，風(fēng)源使用的是壓風(fēng)裝置。泡沫除塵技術(shù)的使用流程主要為：第一，在儲(chǔ)液罐中加入發(fā)泡劑，這是十分重要的，如果沒(méi)有發(fā)泡劑那么其所有的理論都不成立；第二，需要將清水以及風(fēng)管和儲(chǔ)液罐進(jìn)行有效結(jié)合，并且要使用同一個(gè)閥門(mén)進(jìn)行同時(shí)控制，在罐中的液體得到充分混合后，就能形成泡沫除塵技術(shù)的關(guān)鍵泡沫液；第三，需要使用專用的泡沫分配器，對(duì)已經(jīng)形成的泡沫液進(jìn)行自主性分配。在分配完成之后，要向需要除塵的位置進(jìn)行運(yùn)輸，在泡沫由除塵裝置的噴頭噴出后，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于粉塵的清除作用，避免在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)面出現(xiàn)嚴(yán)重的粉塵污染，從而保證生產(chǎn)進(jìn)度，保護(hù)工作人員的生命健康以及環(huán)境清潔。

4 泡沫除塵技術(shù)在掘進(jìn)工作面的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

當(dāng)前，某礦正在進(jìn)行開(kāi)采以及掘進(jìn)的施工工作，其井田的東西長(zhǎng)度為10km，南北寬度為9km，面積為79km2，當(dāng)前探明的地質(zhì)儲(chǔ)存量為15663.7萬(wàn)噸，工業(yè)儲(chǔ)量為9670.25萬(wàn)噸，可開(kāi)采量有4985.46萬(wàn)噸。此礦井在在掘進(jìn)的過(guò)程中出現(xiàn)了大量的粉塵污染，其目前所使用的除塵方式主要為水霧降塵，但是沒(méi)有得到理想的除塵效果。在將新型的泡沫除塵技術(shù)應(yīng)用于作業(yè)過(guò)程后，取得了良好的除塵效果[2]。

此次泡沫除塵技術(shù)主要在某軌道巷的掘進(jìn)工作面上進(jìn)行應(yīng)用。此巷道最初的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度是1500m，服務(wù)時(shí)間是兩年。掘進(jìn)工作已經(jīng)進(jìn)行了2個(gè)月的時(shí)間，計(jì)劃在4個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成。其水平標(biāo)高是-340m，地面是平原，其巷道的南面以及北面還都未開(kāi)采，巷道的東側(cè)是井田邊界柱線，北面是已經(jīng)開(kāi)采的另一條軌道的工作面。

4.1 泡沫降塵系統(tǒng)的安裝環(huán)節(jié)

泡沫降塵系統(tǒng)需要使用水源以及風(fēng)源，而其水源主要是對(duì)掘進(jìn)工作面降塵之前所使用的高壓水，氣源則是掘進(jìn)工作面進(jìn)行施工時(shí)所使用的部分壓風(fēng)。在其安裝時(shí)，需要在水管以及風(fēng)管的主管路上通過(guò)分支進(jìn)行劃分。在連接過(guò)程中，需要使用直徑是25mm的高壓膠管。如果不想對(duì)掘進(jìn)操作產(chǎn)生影響，則需要將發(fā)泡器安裝在掘進(jìn)機(jī)的操作臺(tái)上，這樣在其使用過(guò)程中，能夠?qū)⑺傻呐菽ㄟ^(guò)噴頭直接噴灑在掘進(jìn)機(jī)的截齒產(chǎn)塵點(diǎn)上，降低礦塵的發(fā)生幾率，避免出現(xiàn)粉塵擴(kuò)散的現(xiàn)象。endprint

4.2 泡沫噴頭的工藝設(shè)計(jì)

要保證噴灑出的泡沫能夠?qū)崿F(xiàn)高效除塵的根本目的，在進(jìn)行除塵系統(tǒng)的安裝過(guò)程中，需要重視其噴頭的布置形式。由于此礦區(qū)使用的是橫軸式的掘進(jìn)機(jī)，其在掘進(jìn)工作面中，產(chǎn)生礦塵的主要區(qū)域是掘進(jìn)機(jī)的截齒處，因此，對(duì)于泡沫噴頭的安裝，需要布置其在切割滾筒的四周，特別是上部和下部產(chǎn)生筒，即需要在切割滾筒的上下布置四個(gè)噴頭，兩側(cè)則需要垂直布置1個(gè)噴頭即可。

4.3 除塵效果

通過(guò)記錄對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在使用泡沫除塵技術(shù)之前，此礦井的掘進(jìn)巷道出現(xiàn)了嚴(yán)重的粉塵災(zāi)害，能見(jiàn)度極低，其掘進(jìn)工作面基本無(wú)法看到。而在充分地應(yīng)用泡沫除塵技術(shù)之后，其巷道內(nèi)的粉塵明顯消失，且能見(jiàn)度也提升了許多。并且由于此礦之前所使用的水霧除塵技術(shù)，對(duì)水資源的需求極大，耗水量極大，產(chǎn)生了一定程度的水資源浪費(fèi)情況。而在對(duì)泡沫除塵技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用之后，不僅除塵效果優(yōu)異，而且耗水量也得到了有效降低，極大地減輕了礦井的供水壓力。

并且通過(guò)一定的數(shù)據(jù)表明，泡沫具有更好的除塵效果，其除塵效率高達(dá)85%以上，比水霧降塵的效果更好。并且使用泡沫除塵技術(shù)還能夠?qū)粑苑蹓m進(jìn)行有效去除。將泡沫除塵技術(shù)有效地應(yīng)用于掘進(jìn)工作面，不僅極大程度地避免了井下掘進(jìn)工作中出現(xiàn)大量粉塵的現(xiàn)象，還能夠保證井下工作的安全性，也保護(hù)了工作人員的身心健康。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤炭開(kāi)采作業(yè)中，關(guān)于掘進(jìn)工作面的除塵情況，泡沫除塵技術(shù)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：首先，通過(guò)對(duì)揚(yáng)塵的有效清除，保證了掘進(jìn)機(jī)司機(jī)的視線清晰度，保證了工作效率的提升。同時(shí)將整套的泡沫抑塵裝置在綜掘機(jī)上安裝完成后，其能夠隨著綜掘機(jī)的行走而走動(dòng)，極大程度地降低了搬運(yùn)強(qiáng)度。同時(shí)泡沫在煤塊上覆蓋后，瓦斯的放散速度也能夠減緩和降低，工作面的瓦斯?jié)舛纫驳玫搅擞行Ы档?。雖然泡沫除塵技術(shù)具有以上的優(yōu)勢(shì)，但是還需要對(duì)其進(jìn)行深入研究，使其在設(shè)備以及發(fā)泡劑等方面得到優(yōu)化和進(jìn)步，在促使除塵效率提升的同時(shí)，降低投入成本，并使其能夠適應(yīng)各種極為復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉剛，昃璽，張仁貴. 綜掘工作面除塵技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 工業(yè)安全與環(huán)保，2012（02）：16-18.

【2】孟金偉. 新型泡沫除塵技術(shù)在掘進(jìn)工作面的應(yīng)用[J]. 科技風(fēng)，2015（23）：131.endprint