綜采工作面通風(fēng)防塵技術(shù)應(yīng)用分析

魏王兵

(山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽(yáng)城四侯煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048100)

1 概述

山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽(yáng)城四侯煤業(yè)有限公司3108工作面位于位于礦井北部一采區(qū)，東側(cè)為3103采空區(qū)，西側(cè)為3105采空區(qū)，北側(cè)為礦井邊界保護(hù)煤柱，南為一采區(qū)三條大巷。

3108工作面走向長(zhǎng)度為650 m，傾向長(zhǎng)度為160 m，工作面回采煤層為3#煤層，平均厚度為3.7 m，工作面煤層為黑色—灰黑色，半亮—光亮型煤，玻璃—似金屬光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，階梯狀、貝殼狀斷口，條痕灰黑色，裂隙不發(fā)育，為光亮型煤。

3108綜采工作面采用“U”形布置方式，3108進(jìn)風(fēng)順槽用于進(jìn)風(fēng)、供電、供水、供液、運(yùn)煤及排水；3108回風(fēng)順槽用于回風(fēng)、輔助運(yùn)輸物料及排水；3108回風(fēng)順槽輔助運(yùn)輸巷主要用于安裝期間的設(shè)備運(yùn)輸。

2 工作面防塵現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

2.1 回采前期工作面防塵現(xiàn)狀

截止2019年12月3108工作面已回采120 m，工作面回采前期主要通過(guò)噴霧灑水的方式進(jìn)行降塵措施，在轉(zhuǎn)載點(diǎn)、工作面支架處以及機(jī)尾處分別安裝了一道防塵水幕；該水幕主要由噴頭、噴頭固定桿、直徑為30 mm靜壓水軟管等部分組成；靜壓水軟管與工作面內(nèi)直徑為108 mm鋼制主靜壓水管連接；工作面回采時(shí)人工打開(kāi)閥門(mén)進(jìn)行工作面降塵處理。

2.2 問(wèn)題分析

1) 自動(dòng)化水平低：3108工作面回采前期采用的傳統(tǒng)噴霧降塵技術(shù)措施，不僅自動(dòng)化水平低，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，每班需安排專職3～5名人員進(jìn)行防塵施工，大大增加了工作面勞動(dòng)成本費(fèi)用。

2) 裝置故障率高：由于工作面回采期間粉塵濃度高，采用噴霧灑水降塵時(shí)受粉塵及工作面腐蝕性物質(zhì)影響，導(dǎo)致噴霧灑水裝置經(jīng)常出現(xiàn)故障，主要表現(xiàn)在噴頭堵塞嚴(yán)重，噴頭腐蝕損壞等，從而降低了降塵效果[1]。

3) 降塵效果差：由于受工作面風(fēng)流影響，采用噴霧灑水時(shí)噴霧顆粒在高速風(fēng)流作用下集聚性差，降低了噴霧顆粒對(duì)粉塵顆粒的吸附作用，達(dá)不到預(yù)期降塵效果；通過(guò)對(duì)工作面回采前期粉塵濃度監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，工作面噴霧降塵后粉塵濃度仍高達(dá)180 mg/m3，工作面能見(jiàn)度不足10 m。

3 工作面綜合降塵措施

3.1 安裝擋風(fēng)簾

1) 為了防止皮帶巷的風(fēng)流向采空區(qū)流入，在采空區(qū)安裝導(dǎo)風(fēng)簾能夠使新鮮風(fēng)流在工作面拐彎，從工作面支架一側(cè)通過(guò)，最大限度的增加了工作面的風(fēng)量[2]。

2) 在人行道安裝導(dǎo)風(fēng)簾能夠?qū)⒅Ъ苤鹊男迈r風(fēng)流導(dǎo)向工作面，通常導(dǎo)風(fēng)簾安裝在3#支架，采煤機(jī)在下切口時(shí)可以通過(guò)導(dǎo)風(fēng)簾控制含塵風(fēng)流。

3) 在采煤機(jī)機(jī)身上安裝縱向風(fēng)幛, 風(fēng)幛材料選用廢舊膠帶制作，可以按照采煤機(jī)的尺寸設(shè)計(jì)。

4) 切口風(fēng)簾安裝在皮帶巷轉(zhuǎn)載機(jī)與工作面采空區(qū)向推進(jìn)方向1.5 m處。當(dāng)采煤機(jī)在皮帶巷頭部進(jìn)行割煤時(shí)，切口風(fēng)簾能夠?qū)⒁龑?dǎo)新鮮風(fēng)流繞過(guò)采煤機(jī)滾筒。雖然這種方式生效時(shí)間較短，但在工作面采煤機(jī)多次循環(huán)割煤后，導(dǎo)向風(fēng)流的效果非常好[3]。根據(jù)采煤機(jī)的推進(jìn)距離，每割兩刀需重新安裝一次風(fēng)簾，如圖1所示。

圖1 綜采工作面切口風(fēng)簾安裝平面示意圖

3.2 優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)

由于皮帶巷膠帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸方向與上行通風(fēng)風(fēng)流的方向相反，這就造成轉(zhuǎn)載點(diǎn)的煤塵在掉落時(shí)會(huì)被吹起，增加了工作面的粉塵濃度，而采用下行通風(fēng)能夠?qū)⒐ぷ髅娴姆蹓m帶出，這樣就降低了粉塵對(duì)工作面的二次污染[4]。因此可以采用下行通風(fēng)代替上行通風(fēng),但是采用下行通風(fēng)需滿足以下條件：

1) 采用下行通風(fēng)后皮帶巷處于回風(fēng)中，皮帶巷的溫度、濕度及粉塵濃度均為比較高，因此在日常生產(chǎn)時(shí)，需通過(guò)灑水及噴沫的方式進(jìn)行降溫，同時(shí)安排專人加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的檢修，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

2) 調(diào)整整個(gè)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)，使工作面與礦井通風(fēng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)；同時(shí)在煤與瓦斯突出的工作面嚴(yán)禁使用下行通風(fēng)，因此采用下行通風(fēng)需慎重。

3.3 安裝自動(dòng)化防塵設(shè)施

1) 順槽暗轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)水幕：為了提高噴霧灑水降塵效果，減少順槽粉塵進(jìn)行工作面，可在工作面運(yùn)輸順槽安裝兩道旋轉(zhuǎn)噴霧灑水裝置，間距為300 m，該裝置優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)噴霧灑水在防塵網(wǎng)中形成水簾，從而徹底阻擋粉塵顆粒，降塵效果好，而且降塵后的污水可再次利用，減少工作面靜壓水流失。

2) 采煤機(jī)安裝泡沫抑塵裝置：在采煤機(jī)前后滾筒截割部處各安裝一道泡沫抑塵裝置，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的灑水裝置；該裝置通過(guò)泡沫生產(chǎn)器可產(chǎn)生高濃度黏性泡沫顆粒，可對(duì)粉塵顆粒進(jìn)行有效吸附，大大提高了降塵效果；同時(shí)解決了傳統(tǒng)噴霧灑水時(shí)工作面積水量大、設(shè)備損壞嚴(yán)重、標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量差等技術(shù)難題。

3.4 其它防塵措施

1) 由于礦井對(duì)風(fēng)量需求大，增加風(fēng)量會(huì)造成巷道的實(shí)際風(fēng)速大于最優(yōu)排塵風(fēng)速。因此可以采用增加巷道斷面，特別是增加轉(zhuǎn)載點(diǎn)的斷面，能夠?qū)Ψ蹓m起到很好的除塵效果[5]。

2) 由于井下巷道的位置、設(shè)備及規(guī)格已經(jīng)固定，因此在人員聚集作業(yè)或工作面浮塵濃度較大的區(qū)域安裝一些簡(jiǎn)易的防塵設(shè)備，對(duì)改造工作面的環(huán)境、減少人員傷害具有較好的作用。

3) 如能夠在原有的除塵基礎(chǔ)上，根據(jù)具體條件對(duì)通風(fēng)參數(shù)及設(shè)備重新考慮,能夠?qū)C合防塵起到很好的效果。比如在綜采工作面使用E型、W型來(lái)代替原有的U型通風(fēng)系統(tǒng)。

4 結(jié)語(yǔ)

山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽(yáng)城四侯煤業(yè)有限公司3108工作面在后期回采中采取綜合防塵措施后，經(jīng)過(guò)半年的觀察發(fā)現(xiàn)除塵效果有了很大的改善，綜采工作面的粉塵濃度控制在40 mg/m3以下，大大提高了人員的工作環(huán)境質(zhì)量，保證了工作面安全快速回采，取得了顯著應(yīng)用成效。