综采工作面综合防尘建设经验

佟振

摘 要：综采工作面是煤矿生产过程中主要的产尘地点，尤其是采煤作业时的产尘量会更大。邢东矿多年来一直致力于矿井综采工作面防尘建设，取得了良好的成绩。

关键词：煤层注水 采煤机自动喷雾 风流净化

中图分类号：TD714 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0097-01

1 综采工作面粉尘主要来源分析

综采工作面主要尘源为采煤机割煤产尘、液压支架移架降柱产尘、煤壁片帮产尘、装载、运输等环节产尘等。据有关资料显示，综采工作面在未采取任何防尘、降尘措施的条件下，粉尘浓度可以高达3000 mg/m3以上，而割煤产尘一般占工作面产尘的60%～75%，液压支架移架产尘一般占工作面产尘的15%～20%，其它尘源占10%～15%，综合以上产尘源分析，将产尘源作为控制的关键节点，采取有针对性的措施，进行降尘除尘，就能收到事半功倍的效果。

2 煤层注水降尘

首先我们改变了原有的注水方式，煤层注水由原来的静压注水改为动压注水，同时增大了注水压力、注水量，提高了煤体含水率，从源头上大大降低煤尘的产生。

最初设计的注水钻孔，采用双向长钻孔单排布置方式，孔径50 mm，孔间距25 m，孔深21 m，单孔注水量平均33 m3。后经注水降尘效果评估，将注水钻孔间距缩小为12.5 m，孔深加大到25 m，并与煤层形成一定倾角，这样钻孔能湿润较大区域的煤体，获得较长的注水时间，煤体湿润均匀，采、注无干扰。单孔注水量平均增加到45 m3。注水压力为5MPa。上下巷钻孔总长度，达到工作面倾向长度的77%以上。改进钻孔及注水量后，最大程度的保证了工作面煤体里水分含量，煤层中煤体湿润系数由原来的1.1增加到了2.1，注水时间要求超前于开采煤体80 m左右，这样防止了注水时间间隔过长导致的水分流失，保证煤体含有足够量水分，极大的降低了割煤时产生的煤尘。

钻孔单孔注水量：

Q=k×M×lj×l×ρ×δ

=1.1×3.93×12.5×25×1.34×0.025

=45 m3

式中：Q—— 单孔注水量，m3；

k—— 钻孔前方煤体湿润系数，1.1；M—— 煤层厚度，3.93 m；

lj—— 钻孔间距，12.5 m；l—— 钻孔长度，m；

ρ—— 煤的密度，1.34 t/m3；δ—— 吨煤注水量，0.025 m3/t。

3 自动跟踪除尘装置降尘

安装使用了采煤机自动跟踪除尘系统和支架触控喷雾系统，实现了机组割煤的随机自动喷雾和移架触控喷雾，灭尘于煤尘未起之时。

（1）系统在工作面的主要配置：在机组上安装一套电源电压为127 V的HFB127型红外线定位发射器，发射机组位置的信号；每隔三组液压支架，安装一组KXB127型矿用隔爆型红外线接收控制箱，接收红外线定位发射器的信号，对采煤机进行定位跟踪喷雾；每组支架安装一个ZP-5C型矿用移架传感器，自动监测工作面移架作业位置，配套安装相应的控制阀和扇形喷雾装置，进行自动喷雾。

（2）具体应用：采煤机割煤作业时，安装于采煤机内侧的红外线定位信号发生器将采煤机位置信号发送至固定在液压支架上的红外线接收控制箱的采煤机位置传感器，接收控制箱将收到的采煤机位置信息传送至综采工作面定位喷雾装置显示控制箱，显示控制箱按预先设定的参数和功能进行计算与程序控制，根据采煤机的运行位置，采煤机下风流6组支架根据设定的时间同时自动喷雾（设定的喷雾时间为12s），改变了割煤时机组单独喷雾的模式。采煤机移动过程中，机组上的红外定位发射器发出信号，架间红外定位接收控制箱接收信号，始终保持机组下风流有6组支架同时自动喷雾。工作面移架作业时，移架传感器将降架信号发送至红外线接收控制箱，并通过通讯电缆将降架信息传送至综采工作面定位喷雾装置显示控制箱，控制箱根据所移支架的位置，在其风流下方自动开启/关闭本架及相邻5组支架共六组扇形强雾进行喷雾降尘，经延时后关闭当前移架除尘喷雾，实现工作面移架智能喷雾除，改变了单架喷雾的模式。

4 水幕、转载点除尘

对传统使用的水幕、转载点喷雾进行改进，进一步提高喷雾降尘效果。

（1）水幕设计成水幕群。在距工作面30、60 m处各设置了一组水幕，每组水幕群由3道间距为1 m的水幕构成；除原有的横向水幕外，在每道水幕上加装垂直顶板的竖水幕，每组喷头由2个组成，增大水雾的厚度，每道水幕又形成一个组合水幕；3道水幕之间用纱帘连接组成纱帘棚，又起到进一步的阻尘降尘作用。工作面含尘风流经第1组水幕后降尘率为20%～30%，经第二组水幕后，降尘率为30%～40%。

（2）改进了转载点喷雾。转载点煤尘飞扬的治理一般是定点喷雾，但有时效果不佳，主要原因是喷嘴安设角度不对，或喷嘴数量不足，喷水量满足不了灭尘的要求。针对以上情况，我们在运输皮带上安设了触控式传感器，在手动基础上外加了皮带运煤自动喷雾装置，并且根据实际测量皮带转载点喷雾安设2个防尘喷雾降尘效果最佳而且没有多余水量浪费，规定所有防尘喷头朝向落煤侧15 °，这样可提高雾粒和煤尘尘粒碰撞几率，提高水雾降尘能力，实现了无需人工干预，实现了出煤自动喷雾，节省了劳动力。

通过以上各种防尘措施，从源头和生产中大大改善了工作面工作条件。

5 结语

综采工作面在各个阶段综合防尘效果分析

通过采取综合的防尘新技术、新方法，综采工作面的煤尘，由初期的292 mg/m3，下降到50.5 mg/m3，减少了工作面风流呼吸性粉尘含量的同时，还大大改善了工作面的工作环境和气候条件，为井下作业人员提供了良好的作业环境，杜绝了事故的发生。

参考文献

[1] 程卫民，刘向升，郭允相，等.综放工作面煤层混合式注水防尘技术[J].煤炭科学技术，2008（9）.

[2] 康丹，程宏波，徐长厚.MGTY400930-3.3D采煤机综合防尘系统设计[J].煤矿现代化，2008（2）.endprint

摘 要：综采工作面是煤矿生产过程中主要的产尘地点，尤其是采煤作业时的产尘量会更大。邢东矿多年来一直致力于矿井综采工作面防尘建设，取得了良好的成绩。

关键词：煤层注水 采煤机自动喷雾 风流净化

中图分类号：TD714 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0097-01

1 综采工作面粉尘主要来源分析

综采工作面主要尘源为采煤机割煤产尘、液压支架移架降柱产尘、煤壁片帮产尘、装载、运输等环节产尘等。据有关资料显示，综采工作面在未采取任何防尘、降尘措施的条件下，粉尘浓度可以高达3000 mg/m3以上，而割煤产尘一般占工作面产尘的60%～75%，液压支架移架产尘一般占工作面产尘的15%～20%，其它尘源占10%～15%，综合以上产尘源分析，将产尘源作为控制的关键节点，采取有针对性的措施，进行降尘除尘，就能收到事半功倍的效果。

2 煤层注水降尘

首先我们改变了原有的注水方式，煤层注水由原来的静压注水改为动压注水，同时增大了注水压力、注水量，提高了煤体含水率，从源头上大大降低煤尘的产生。

最初设计的注水钻孔，采用双向长钻孔单排布置方式，孔径50 mm，孔间距25 m，孔深21 m，单孔注水量平均33 m3。后经注水降尘效果评估，将注水钻孔间距缩小为12.5 m，孔深加大到25 m，并与煤层形成一定倾角，这样钻孔能湿润较大区域的煤体，获得较长的注水时间，煤体湿润均匀，采、注无干扰。单孔注水量平均增加到45 m3。注水压力为5MPa。上下巷钻孔总长度，达到工作面倾向长度的77%以上。改进钻孔及注水量后，最大程度的保证了工作面煤体里水分含量，煤层中煤体湿润系数由原来的1.1增加到了2.1，注水时间要求超前于开采煤体80 m左右，这样防止了注水时间间隔过长导致的水分流失，保证煤体含有足够量水分，极大的降低了割煤时产生的煤尘。

钻孔单孔注水量：

Q=k×M×lj×l×ρ×δ

=1.1×3.93×12.5×25×1.34×0.025

=45 m3

式中：Q—— 单孔注水量，m3；

k—— 钻孔前方煤体湿润系数，1.1；M—— 煤层厚度，3.93 m；

lj—— 钻孔间距，12.5 m；l—— 钻孔长度，m；

ρ—— 煤的密度，1.34 t/m3；δ—— 吨煤注水量，0.025 m3/t。

3 自动跟踪除尘装置降尘

安装使用了采煤机自动跟踪除尘系统和支架触控喷雾系统，实现了机组割煤的随机自动喷雾和移架触控喷雾，灭尘于煤尘未起之时。

（1）系统在工作面的主要配置：在机组上安装一套电源电压为127 V的HFB127型红外线定位发射器，发射机组位置的信号；每隔三组液压支架，安装一组KXB127型矿用隔爆型红外线接收控制箱，接收红外线定位发射器的信号，对采煤机进行定位跟踪喷雾；每组支架安装一个ZP-5C型矿用移架传感器，自动监测工作面移架作业位置，配套安装相应的控制阀和扇形喷雾装置，进行自动喷雾。

（2）具体应用：采煤机割煤作业时，安装于采煤机内侧的红外线定位信号发生器将采煤机位置信号发送至固定在液压支架上的红外线接收控制箱的采煤机位置传感器，接收控制箱将收到的采煤机位置信息传送至综采工作面定位喷雾装置显示控制箱，显示控制箱按预先设定的参数和功能进行计算与程序控制，根据采煤机的运行位置，采煤机下风流6组支架根据设定的时间同时自动喷雾（设定的喷雾时间为12s），改变了割煤时机组单独喷雾的模式。采煤机移动过程中，机组上的红外定位发射器发出信号，架间红外定位接收控制箱接收信号，始终保持机组下风流有6组支架同时自动喷雾。工作面移架作业时，移架传感器将降架信号发送至红外线接收控制箱，并通过通讯电缆将降架信息传送至综采工作面定位喷雾装置显示控制箱，控制箱根据所移支架的位置，在其风流下方自动开启/关闭本架及相邻5组支架共六组扇形强雾进行喷雾降尘，经延时后关闭当前移架除尘喷雾，实现工作面移架智能喷雾除，改变了单架喷雾的模式。

4 水幕、转载点除尘

对传统使用的水幕、转载点喷雾进行改进，进一步提高喷雾降尘效果。

（1）水幕设计成水幕群。在距工作面30、60 m处各设置了一组水幕，每组水幕群由3道间距为1 m的水幕构成；除原有的横向水幕外，在每道水幕上加装垂直顶板的竖水幕，每组喷头由2个组成，增大水雾的厚度，每道水幕又形成一个组合水幕；3道水幕之间用纱帘连接组成纱帘棚，又起到进一步的阻尘降尘作用。工作面含尘风流经第1组水幕后降尘率为20%～30%，经第二组水幕后，降尘率为30%～40%。

（2）改进了转载点喷雾。转载点煤尘飞扬的治理一般是定点喷雾，但有时效果不佳，主要原因是喷嘴安设角度不对，或喷嘴数量不足，喷水量满足不了灭尘的要求。针对以上情况，我们在运输皮带上安设了触控式传感器，在手动基础上外加了皮带运煤自动喷雾装置，并且根据实际测量皮带转载点喷雾安设2个防尘喷雾降尘效果最佳而且没有多余水量浪费，规定所有防尘喷头朝向落煤侧15 °，这样可提高雾粒和煤尘尘粒碰撞几率，提高水雾降尘能力，实现了无需人工干预，实现了出煤自动喷雾，节省了劳动力。

通过以上各种防尘措施，从源头和生产中大大改善了工作面工作条件。

5 结语

综采工作面在各个阶段综合防尘效果分析

通过采取综合的防尘新技术、新方法，综采工作面的煤尘，由初期的292 mg/m3，下降到50.5 mg/m3，减少了工作面风流呼吸性粉尘含量的同时，还大大改善了工作面的工作环境和气候条件，为井下作业人员提供了良好的作业环境，杜绝了事故的发生。

参考文献

[1] 程卫民，刘向升，郭允相，等.综放工作面煤层混合式注水防尘技术[J].煤炭科学技术，2008（9）.

[2] 康丹，程宏波，徐长厚.MGTY400930-3.3D采煤机综合防尘系统设计[J].煤矿现代化，2008（2）.endprint

摘 要：综采工作面是煤矿生产过程中主要的产尘地点，尤其是采煤作业时的产尘量会更大。邢东矿多年来一直致力于矿井综采工作面防尘建设，取得了良好的成绩。

关键词：煤层注水 采煤机自动喷雾 风流净化

中图分类号：TD714 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0097-01

1 综采工作面粉尘主要来源分析

综采工作面主要尘源为采煤机割煤产尘、液压支架移架降柱产尘、煤壁片帮产尘、装载、运输等环节产尘等。据有关资料显示，综采工作面在未采取任何防尘、降尘措施的条件下，粉尘浓度可以高达3000 mg/m3以上，而割煤产尘一般占工作面产尘的60%～75%，液压支架移架产尘一般占工作面产尘的15%～20%，其它尘源占10%～15%，综合以上产尘源分析，将产尘源作为控制的关键节点，采取有针对性的措施，进行降尘除尘，就能收到事半功倍的效果。

2 煤层注水降尘

首先我们改变了原有的注水方式，煤层注水由原来的静压注水改为动压注水，同时增大了注水压力、注水量，提高了煤体含水率，从源头上大大降低煤尘的产生。

最初设计的注水钻孔，采用双向长钻孔单排布置方式，孔径50 mm，孔间距25 m，孔深21 m，单孔注水量平均33 m3。后经注水降尘效果评估，将注水钻孔间距缩小为12.5 m，孔深加大到25 m，并与煤层形成一定倾角，这样钻孔能湿润较大区域的煤体，获得较长的注水时间，煤体湿润均匀，采、注无干扰。单孔注水量平均增加到45 m3。注水压力为5MPa。上下巷钻孔总长度，达到工作面倾向长度的77%以上。改进钻孔及注水量后，最大程度的保证了工作面煤体里水分含量，煤层中煤体湿润系数由原来的1.1增加到了2.1，注水时间要求超前于开采煤体80 m左右，这样防止了注水时间间隔过长导致的水分流失，保证煤体含有足够量水分，极大的降低了割煤时产生的煤尘。

钻孔单孔注水量：

Q=k×M×lj×l×ρ×δ

=1.1×3.93×12.5×25×1.34×0.025

=45 m3

式中：Q—— 单孔注水量，m3；

k—— 钻孔前方煤体湿润系数，1.1；M—— 煤层厚度，3.93 m；

lj—— 钻孔间距，12.5 m；l—— 钻孔长度，m；

ρ—— 煤的密度，1.34 t/m3；δ—— 吨煤注水量，0.025 m3/t。

3 自动跟踪除尘装置降尘

安装使用了采煤机自动跟踪除尘系统和支架触控喷雾系统，实现了机组割煤的随机自动喷雾和移架触控喷雾，灭尘于煤尘未起之时。

（1）系统在工作面的主要配置：在机组上安装一套电源电压为127 V的HFB127型红外线定位发射器，发射机组位置的信号；每隔三组液压支架，安装一组KXB127型矿用隔爆型红外线接收控制箱，接收红外线定位发射器的信号，对采煤机进行定位跟踪喷雾；每组支架安装一个ZP-5C型矿用移架传感器，自动监测工作面移架作业位置，配套安装相应的控制阀和扇形喷雾装置，进行自动喷雾。

（2）具体应用：采煤机割煤作业时，安装于采煤机内侧的红外线定位信号发生器将采煤机位置信号发送至固定在液压支架上的红外线接收控制箱的采煤机位置传感器，接收控制箱将收到的采煤机位置信息传送至综采工作面定位喷雾装置显示控制箱，显示控制箱按预先设定的参数和功能进行计算与程序控制，根据采煤机的运行位置，采煤机下风流6组支架根据设定的时间同时自动喷雾（设定的喷雾时间为12s），改变了割煤时机组单独喷雾的模式。采煤机移动过程中，机组上的红外定位发射器发出信号，架间红外定位接收控制箱接收信号，始终保持机组下风流有6组支架同时自动喷雾。工作面移架作业时，移架传感器将降架信号发送至红外线接收控制箱，并通过通讯电缆将降架信息传送至综采工作面定位喷雾装置显示控制箱，控制箱根据所移支架的位置，在其风流下方自动开启/关闭本架及相邻5组支架共六组扇形强雾进行喷雾降尘，经延时后关闭当前移架除尘喷雾，实现工作面移架智能喷雾除，改变了单架喷雾的模式。

4 水幕、转载点除尘

对传统使用的水幕、转载点喷雾进行改进，进一步提高喷雾降尘效果。

（1）水幕设计成水幕群。在距工作面30、60 m处各设置了一组水幕，每组水幕群由3道间距为1 m的水幕构成；除原有的横向水幕外，在每道水幕上加装垂直顶板的竖水幕，每组喷头由2个组成，增大水雾的厚度，每道水幕又形成一个组合水幕；3道水幕之间用纱帘连接组成纱帘棚，又起到进一步的阻尘降尘作用。工作面含尘风流经第1组水幕后降尘率为20%～30%，经第二组水幕后，降尘率为30%～40%。

（2）改进了转载点喷雾。转载点煤尘飞扬的治理一般是定点喷雾，但有时效果不佳，主要原因是喷嘴安设角度不对，或喷嘴数量不足，喷水量满足不了灭尘的要求。针对以上情况，我们在运输皮带上安设了触控式传感器，在手动基础上外加了皮带运煤自动喷雾装置，并且根据实际测量皮带转载点喷雾安设2个防尘喷雾降尘效果最佳而且没有多余水量浪费，规定所有防尘喷头朝向落煤侧15 °，这样可提高雾粒和煤尘尘粒碰撞几率，提高水雾降尘能力，实现了无需人工干预，实现了出煤自动喷雾，节省了劳动力。

通过以上各种防尘措施，从源头和生产中大大改善了工作面工作条件。

5 结语

综采工作面在各个阶段综合防尘效果分析

通过采取综合的防尘新技术、新方法，综采工作面的煤尘，由初期的292 mg/m3，下降到50.5 mg/m3，减少了工作面风流呼吸性粉尘含量的同时，还大大改善了工作面的工作环境和气候条件，为井下作业人员提供了良好的作业环境，杜绝了事故的发生。

参考文献

[1] 程卫民，刘向升，郭允相，等.综放工作面煤层混合式注水防尘技术[J].煤炭科学技术，2008（9）.

[2] 康丹，程宏波，徐长厚.MGTY400930-3.3D采煤机综合防尘系统设计[J].煤矿现代化，2008（2）.endprint