喷雾降尘方法的改进与应用

康小景

（山西晋城煤业集团寺河煤矿二号井，山西 晋城 048019）

1 矿井概况

晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河二号井核定生产能力1.51Mt/a，可开采煤层为9#和15#煤层，层间相距30m左右，煤以薄及中厚煤层为主，为高瓦斯矿井，煤尘均无爆炸危险性。矿井有四个进风井，即主斜井、副立井、1#进风立井及2#进风立井，两个回风井，总进风量17066m3/min，总回风量17284m3/min，主要巷道为五进四回布置，其中进风巷为轨道运输大巷、胶带运输大巷、进风一巷、进风二巷、行人大巷，回风巷为15#煤西回风大巷、南回风大巷、9#煤西回风大巷、94102东巷，四条回风巷道的回风流经两个回风立井回到地面。

矿井共有五个盘区，即九四西盘区、九四东盘区、九七盘区、一五一盘区、一五三盘区，其中生产盘区有四个，即九四西盘区、九七盘区、一五三盘区；现有97304工作面、94313工作面2个综采工作面，153301备采工作面，97210巷、97101巷反掘、943153巷、153204巷、153103巷反掘5个掘进工作面。

2 防尘措施

在采取煤层注水的基础上主要采取的防尘措施有净化水幕、细化水幕、转载点喷雾、机组喷雾及支架喷雾等，并定期对巷道进行冲洗，但在喷雾使用过程中由于喷嘴及出水量的因素造成降尘效果差。因此，需要对喷雾降尘机具、方法进行改进，以期获得更好的防尘效果。

2.1 巷道喷雾

主斜井距井口20～100m巷道内安设一道细化水雾，轨道运输大巷、胶带运输大巷、进风一巷、进风二巷、行人大巷距巷口30～50m巷道内安设一道细化水雾，同时胶带运输大巷每1000m安设一道细化水雾；15#煤西回风大巷、南回风大巷、9#煤西回风大巷、94102东巷每500m安设一道净化水幕；采煤工作面进风巷距工作面50m巷道内设置两道细化水雾，间距至少为10m；采煤工作面回风巷距工作面50m巷道内设置两道净化水幕，间距至少为10m，距回风巷口30～50m设置一道净化水幕；掘进工作面距工作面迎头50m巷道内设置两道净化水幕，间距至少为10m；距回风巷口30～50m设置一道净化水幕，井下细水喷雾确保24h处于常开状态，并将细水喷雾30m范围内的巷道底板进行硬化。

井下胶带巷道运煤产尘是粉尘治理的关键环节，在生产作业过程中产生大量粉尘，为此试验了弧形水雾固定架，固定细化水雾于皮带H架上，对皮带进行水雾全覆盖，提高降尘效果。

图1 弧形水雾固定架

2.2 机组喷雾

喷雾降尘是采煤机与掘进机广泛采用的一种方法。喷雾系统分为内喷雾和外喷雾两种方式，掘进机外喷雾多用于捕集空气中悬浮的矿尘，内喷雾通过喷嘴向割落的煤岩处直接喷雾，在矿尘生成的瞬间将其抑制，喷嘴的好坏是决定降尘效果的关键，喷嘴形式多样，有锥形、伞形、扇形、束形，该矿采用扇形喷嘴，但在割煤过程中外喷雾容易被割落的煤矸砸坏且喷嘴极易堵塞，大大降低了机组喷雾的降尘效果。在机组下井前进行外喷雾装置技术改造，机组外喷雾通过螺丝丝扣连接并安设防护罩，增加了外喷雾的使用寿命，喷嘴砸坏时能及时更换。

2.3 转载点喷雾

该矿井主斜井装备带宽1000mm的大倾角胶带输送机担负主提升任务，井筒一侧布置行人台阶，兼进风和安全出口，胶带运输大巷装备宽1000mm胶带输送机，采煤工作面及掘进工作面主要采用胶带输送机配合工作面转载溜担负出煤系统，当煤矸转载时，由于胶带及溜子有一定速度且存在落差，煤矸中的细小粉尘在转载过程中会扩散到空气中，因此转载点喷雾是矿井粉尘防治的重点环节，转载点喷雾采用封闭加喷雾，在转载点加设密封罩，密封罩采用半封闭式，并设观测孔口，密封罩下部采用皮带帘进行遮挡，罩内安设喷嘴，喷嘴根据现场实际降尘效果采用单个喷嘴或多个喷嘴。

图2 皮带机头护罩

2.4 巷道冲洗

井下冲洗巷道是粉尘治理的重要环节，在生产作业过程中产生大量粉尘，污染作业环境，影响安全生产，为此试验了扇形压缩喷嘴冲洗巷道。

在没有采用扇形喷嘴冲洗巷道前，该矿采用16#软胶管接直通阀门进行冲洗巷道，该方法覆盖面小，效果差，用水量大。

扇形喷嘴冲洗巷道的基本原理是在16#软胶管出水处安装扇形压缩喷嘴，冲巷时出水成扇形状，加大冲巷覆盖面，提高效果，节约冲巷时间。

图3 扇形喷嘴

3 结论

（1）巷道安设细化水幕并保证24h处于常开状态，大大降低了矿井悬浮粉尘浓度，同时在胶带运输大巷安设弧形水雾固定架，对皮带进行水雾全覆盖，提高降尘效果。

（2）机组外喷雾通过螺丝丝扣连接，随时更换损坏或堵塞的喷嘴，提高了机组喷雾效果，从尘源点降低了粉尘浓度，同时加设防护罩增加喷嘴的使用寿命。

（3）转载点利用封闭罩加喷雾，减少出煤过程中飞扬的浮沉，降低进入工作面的风流含尘量。

（4）采用扇形喷嘴冲洗巷道治理巷道积尘，加大冲巷覆盖面，节约了冲巷时间，改善作业环境。