云冈矿运输巷道及掘进工作面防尘技术创新研究

2018-11-01刘腾飞

山东煤炭科技 2018年10期

刘腾飞

（大同煤矿集团宏泰矿山工程建设有限责任公司，山西大同 037003）

1 工程概况

大同煤矿集团云岗矿位于大同市西郊17 km处，是我国自行设计、施工、安装的特大型矿井。矿井采用一次设计、分期投产的方式，一期生产能力为150万t/年，二期为270万t/年。自从1995年改扩建工程完成，生产能力大幅度提高，从2007年到2015年煤炭产量连续7年突破500万t。当前主采煤层为8号煤，煤层平均厚度为2.03 m，倾角3°～5°，为近水平煤层，煤尘具有爆炸危险性。为进一步提高防尘技术效果，宏泰矿山工程建设公司对云岗矿巷道掘进的防尘技术进行创新研究，取得了良好效果。

2 云岗矿防尘技术措施现状分析

2.1 通风除尘和湿式作业

通风除尘的原理是通过风流作用将井下作业点的悬浮矿尘带出，降低作业现场的粉尘浓度。影响其降尘效果的因素主要有风速、粉尘密度、颗粒形状等等。湿式作业主要是利用水或其他液体，使之与尘粒相接触而实现捕集粉尘的方法。

2.2 净化风流

在敷设于巷道两帮的水管上利用分水三通安装能覆盖巷道全断面的喷雾，利用喷雾洒水降低各地点煤尘。一般安装位置为：矿井总进风流净化喷雾，安装在距井口20～100 m巷道内；采区进风流净化喷雾，安装在风流分叉口支流里侧20～50 m巷道内；采煤回风流净化喷雾，安装在距工作面回风口10～20 m回风巷内；采煤工作面上隅角，安装在采煤工作面切顶线位置；局部通风前净化喷雾，安装在局部通风机前10～15 m巷道内。

2.3 煤层注水

煤层注水是利用水的压力通过钻孔把水注入即将回采的煤层中，使煤体得到预先的湿润，以便减少采煤时浮游煤尘的产生量，一般可降低粉尘浓度60%～90%左右。长钻孔注水方式具有煤体湿润均匀、湿润范围大等优点。

3 云岗矿防尘技术措施创新研究方案

3.1 新式主要胶带转载自动喷雾

矿井运输胶带转载运输过程中，由于煤（岩）转载过程中呈下落状态，撞击承接胶带产生大量扬尘，扬尘随矿井风流漂浮，严重影响井下工作施工环境。云岗矿自2015年5月份引进一台ZP-127型主要运输胶带转载自动喷雾降尘装置，有效实现了防尘灭尘、喷雾降温、喷雾灭火等功能，该装置根据胶带运输煤（岩）承重程度进行喷雾降尘，杜绝了井下降尘水量过大所造成的不良因素，避免了水资源的浪费，有效减少员工洗尘劳动强度，提高了降尘效果，净化井下空气质量，有效改善井下工作施工环境，预防粉尘超标情况。胶带转载自动喷雾装置如图1所示。

图1 新式胶带转载自动喷雾示意图

3.1.1 运行原理

该装置由转载喷雾控制滚轮根据胶带运输承重控制喷雾水流开关、大小，控制滚轮与胶带存在一定距离。胶带空载运转期间，控制滚轮未承载重量，处于静止状态，转载喷雾处于关闭状态；胶带载货运转期间，胶带下沉，与控制滚轮相接处，控制滚轮承载重量，处于运转状态，由控制电路将信号传送到控制电路箱，控制电路箱开启水流开关，转载喷雾处于开启状态，正常喷洒水幕，降低转载煤尘量。

3.1.2 优缺点分析

优点：有效减少员工洗尘劳动强度，提高了降尘效果，净化井下空气质量，有效改善井下工作施工环境，预防粉尘超标。缺点：设备单价较高，安设过程较专业，需培训专职员工安设。

3.1.3 取得的效果

云岗矿自安设该设备后，观察前后粉尘浓度测定结果（如表1所列），矿井主要运输巷道粉尘量呈显著下降，有效控制了矿井粉尘浓度，为矿井安全生产和改善井下作业环境提供了有力保障。

表l 新式皮带转载自动喷雾安设前后粉尘浓度对比表

3.2 掘进队组风筒圈喷雾

掘进队组是煤矿重要产尘源，由于风筒距掘进工作面不超过7 m，工作面风流流速较高，作业期间产生大量粉尘，严重危害员工身体健康，采用掘进工作面长时间喷雾能够有效降低粉尘浓度。但增加了工作场所的湿度，恶化了工作环境，不利于员工正常作业。云岗矿综合多种防尘措施，创新研发风筒圈喷雾，小水量供水即能有效降低掘进工作面粉尘浓度，且水幕喷洒后，由风筒内高速风流扩散，大部分水漂浮在空气中，有效降低工作环境恶化程度。风筒圈喷雾装置如图2所示。