大采高综采工作面湿式防尘网防尘技术

2019-12-27邓喜林张运增

山东煤炭科技 2019年12期

关键词：防尘降尘滤网

邓喜林张运增

（神东煤炭集团补连塔煤矿，内蒙古伊金霍洛旗 017209）

1 湿式捕尘网粉尘治理技术

湿式捕尘网工作原理：喷雾喷在滤网上，形成一层滤膜，增加了空气中粉尘和滤网的接触碰撞几率，能够有效提高捕尘效果。

1.1 架间捕尘网

1.1.1 捕尘原理

架间捕尘网技术是使喷雾在滤网上形成水滤膜，增加空气中粉尘接触率，提高捕尘效果，特别是对呼吸性粉尘的控制起到显著效果。

1.1.2 架间捕尘网结构

架间捕尘网由可伸缩卷轴系统、喷雾和滤网三部分组成。可伸缩卷轴一般采用钢管加工，伸缩转动系统实现液压马达控制；喷雾可单独安设，也可直接利用架间喷雾，喷嘴方向迎风流方向成45°角；滤网采用矿山筛网制作而成。

1.2 回风防尘滤网

1.2.1 捕尘原理

综采工作面回风防尘滤网降尘原理与架间捕尘网类似，主要用于降低工作面回风系统的总体粉尘浓度。

1.2.2 防尘滤网结构

综采工作面回风防尘滤网由主体框架、喷雾和滤网组成。主体框架采用钢管和板钢制作而成，防尘滤网的大小可根据巷道具体情况调节，但防尘滤网的宽度至少大于巷道宽度的4/5；滤网采用矿用筛网制作而成；喷雾安设在防尘滤网所在位置的上风侧2m位置顶板上，喷嘴方向迎风流方向成45°夹角。

1.3 捕尘网负压喷雾

负压喷雾主要是一种优化的喷雾技术，该技术对传统喷雾进行了改造优化，能够提高粉尘的治理效率，将作业产生的煤尘最大程度的直接降落。负压除尘技术要实现水雾在高压气流的作用下能够高速喷出，在0.6～1.8m的范围内形成一个有效负压区，雾颗粒可漂浮在空气中。此负压区可将带尘空气吸入，水颗粒即附着在尘颗粒上，从而使尘颗粒自重增加降落。

2 大采高综采工作面湿式捕尘网的应用

2.1 工作面概况

2.1.1 地质条件

补连塔煤矿12511大采高综采工作面位于补连塔煤矿12煤五盘区。煤层为不粘煤，黑色，稍有光泽，厚度3.95～9.50m，平均厚度7.44m，属于厚煤层。

2.1.2 采煤方法

补连塔煤矿目前回采的12511综采工作面采用一次采全高全部垮落法处理采空区的倾斜长壁后退式综合机械化开采。

2.1.3 通风方式

12511工作面采用U型负压通风方式，其中辅运顺槽与运输顺槽进风，回风顺槽回风。工作面风速为1.2m/s，满足实际生产过程中最优排尘风速要求。

2.2 大采高综采工作面产尘特点

大采高综采工作面产尘主要包括采煤机割煤产尘、液压支架移架产尘及工作面煤壁垮落产尘三部分。

由于采煤强度大，割煤高度较之前大幅度增加，高达7m以上，所需配套运输设备运煤能力也非常大，在不采取任何措施的条件下，大采高综采工作面的粉尘浓度均可达到500mg/m3左右。大采高综采工作面构成了整个矿井粉尘的主要来源地，其产生的粉尘占矿井全部粉尘量的70%左右。采取传统单一防尘措施效果往往很不理想，粉尘浓度仍可高达300mg/m3左右，严重影响了工作面作业环境。

大采高综采工作面受风流的影响，煤机割煤产生的粉尘有相当部分散逸，从而进入风流中造成污染。工作面空间较大，粉尘扩散范围也较广，造成污染范围扩大，同时高风速和大风量也给综采工作面的粉尘治理带来了一定的难度。如何有效控制大采高综采工作面的粉尘浓度，已经成为亟需解决的难题，必须采取可靠、完善、经济的综合防尘措施。

2.3 湿式捕尘网技术的应用

由于大采高综采工作面粉尘浓度影响范围大，持续时间较长，单靠喷雾技术很难有效控制整个作业空间的粉尘。为进一步提升大采高工作面的降尘效果，在工作面增加试用了湿式捕尘网技术。该技术与工作面负压除尘技术结合使用，进一步提高了工作面降尘效果。

在综采工作面支架前部、中部、后部各安设一道带喷雾捕尘网，在煤机经过时捕尘网收回，煤机经过后恢复原状，增加风流中的粉尘与水雾颗粒碰撞几率，提高降尘效率。如图1所示。

结合补连塔煤矿12511综采工作面实际情况，在工作面选用8000mm×4000mm可伸缩卷式捕尘网。伸缩式卷轴采用直径为5cm钢管为原材料制作而成，卷轴的伸缩与转动全部由液压马达实现自动控制。捕尘网喷雾直接利用了工作面现有的架间喷雾，喷嘴迎风流方向设置并与顶板成45°夹角。滤网初期采用一般矿山筛网，在使用过程中为了提高捕尘效果，不断对滤网材质进行了改进与优化，后期改为网孔为2mm×2mm的新型阻燃性聚乙烯塑料材质滤网。捕尘网底部距底板留设约1m的位置，在有效捕尘的同时，尽量减少对作业人员作业及溜槽运输的阻碍。同时，设计捕尘网时利用风压实现捕尘网自动升降，确保机动灵活性。

图1 大采高综采工作面架间捕尘网设计图

考虑工作面粉尘浓度分布情况，分别在工作面39#架、78#架、120#架液压支架上各安设一道架间捕尘网。

2.4 防尘滤网

综采工作面回风侧防尘滤网由主体框架、滤网和水幕组成。在使用过程中为了提高捕尘效果，不断对滤网材质进行了改进与优化，后期改为网孔为2mm×2mm的新型阻燃性聚乙烯塑料材质滤网。防尘滤网的大小要能够覆盖巷道全断面，可根据巷道具体情况如底板起伏变化、帮顶水管布置等调节防尘滤网面积大小，确保防尘滤网的宽度大于巷道宽度的4/5。配套的喷雾安设在防尘滤网所在位置的上风侧顶板上，喷嘴方向迎着风流方向成45°夹角布置，确保喷雾能够覆盖全断面且喷洒在防尘滤网上。如图2所示。

图2 大采高综采工作面回风防尘滤网设计图

结合补连塔煤矿12511综采工作面实际情况，在工作面回风巷距工作面80m位置处安设了悬浮推拉式防尘滤网。该防尘滤网主要有以下特点：（1）悬浮滑道三角式顶架，使用6分管加工倒挂式三角架，下方并列安装两条尺寸为300×300×300mm的不锈钢滑道，并安装4组负压除尘喷雾。（2）滤网主体使用6分管加工8块可拆卸滤网架，上侧4块安装配套滑道共8件双轴承滑轮，下侧连接使用Φ10mm、长度1500mm销轴和销轴孔合页式组合。该护网由6分管焊接1400×1240mm框架，每件护网单独安装拆卸，下方护网可以随意摆动角度。通过两套滑道，护网可以左右随意推拉滑动，给过往车辆留有足够空间。（3）防尘滤网三角顶架两侧使用6分管焊2.5m长，顶端焊挂钩滑轮，下方安装5T绞盘，让绞盘配套的挂钩通过滑轮反到三角架顶上。在顶板安装两套17.5mm锁具和40T链，通过转动绞盘，可以使顶架升到最高位置，移动轻便，降低劳动强度，且均有良好的巷道适应性和车辆通过性。（4）主体护网框架内部使用双层阻燃性聚乙烯塑料编织网编织而成，拆卸安装方便。

2.5 捕尘滤网的优化

捕尘网在使用过程中，发现捕尘效率与网质有很大关系。传统捕尘网多采用网孔5mm矿山专用铁丝筛网，捕尘效果较差。针对以上问题，对捕尘网材质进行了改造试验。补连塔煤矿将12511工作面机尾使用的防尘滤网材质改用新型阻燃性聚乙烯塑料材质滤网，网孔为2mm×2mm，并派专人对新材质滤网的使用效果进行了实地测量，实测结果如表1所示。