矿井井下防尘洒水管路系统的建立

阎晓宏

（山西大同煤矿集团有限公司煤峪口矿， 山西 大同 037001）

引言

矿井工作人员经常会患职业病，大多是由于在矿井井下作业时对井下的煤尘、岩尘等颗粒性物质的过多摄入导致的。除了要对采煤工作面进行煤层预注水之外，还应该要结合井下采掘过程中的具体环节以及粉尘颗粒浓度、地下环境因素等，建立起一套符合实际的完善的防尘洒水管路系统。该方法不仅可以使矿井内的粉尘危害得以消除，而且可以使矿井作业人员的健康得以保障。因此，井下防尘洒水管理系统成为了煤矿生产系统中最为重要的一项内容[1]。

1 水质要求以及水源的选择

1.1 水质要求

高压喷雾所使用的水标准应符合国家生活中的饮用水标准。特殊设备在选择使用水的标准时一定要符合厂家提供的水质标准。表1是行下洒水以及常见设备的用水标准。

表1 井下防尘水质标准

1.2 供水水源选择

其实有很多水源可供矿井进行选择，其中包含了地表水、矿井水以及工业用水等等。在对水源进行选择的时候，要结合矿井的条件以及需求，将节约用水作为标准，对水资源进行合理有效的利用，以此来降低使用水的成本，不仅能够对水资源进行循环利用，还能够起到保护环境的作用。

2 喷雾降尘系统的布置及工作要求

1）在开采矿井的过程中，将防尘供水管网铺设在回采工作面，给喷雾降尘系统提供水源。喷雾系统连通采煤机以及掘进机共同作业，使割煤、掘进、降尘等工作实现了同步。

2）将喷雾系统设置在顺槽胶带运输机的机头处和机尾处，利用喷雾进行降尘，使风流得到净化。

3）在矿井内设置定期冲尘制度，并配备冲尘软管。采煤队在开展工作的时候，需要每天冲洗所管辖的工作面以及其外50 m内的进回风巷至少一次；每三天对100 m之外的进回风巷进行一次冲洗，一旦累计的尘土超过所规定的区间，就需要对其进行一次冲洗，并且需要做好记录工作。开拓掘进队需要每班对所管辖的掘进工作面50 m范围内进行一次冲洗；每天对掘进工作面50～100 m的巷道进行一次冲洗，每二天冲洗一次距离掘进头100 m之外的掘进巷道，并且要做好记录工作。对于普掘工作面来说，需要在放炮前后对距离工作面范围30 m内的巷道以及煤各自进行一次冲洗，并且做好记录工作。对每班距离运煤系统20 m范围内的转载、卸载点巷道进行随时的冲洗工作。

4）日常检测由防尘队来担任，对全矿所有的防尘洒水管路系统进行调整和完善，早中晚三班专人值守，方便应对突发事件的发生，以便能随时随地解决全矿管路的畅通[2]。

3 矿井防尘洒水管网系统管网布置形式及选择

管路指的就是管道以及其他附件相互连接而成的一个整体。矿井管网系统是由井下许多不同的管路根据需求进行连接而形成的。

根据结构的不同，可以将矿井防尘管网系统分为树状网以及环状网两种。像树枝一样对管网进行布置就是树状网，其粗细程度由树干到树梢逐渐变细，根据供水方式的不同可以将树状分为倒立以及正立两种形状。如果井底水仓受到全矿井的集中供水，那么正立状树状网是该管网系统的主要形式。如果供水是通过地面水池集中进行的，那么就是倒立树状网。矿井防尘工作中最常见到的管网形状之一就是倒立树状网，一般在静压供水的矿井中比较适用。

主干管路经连接形成环状就是所谓的环状网。因为环联管通向四面八方，一旦有管线受到损坏，一侧断水受到影响的范围不大，不至于导致全矿井或者整个采区的防尘工作中断。在生产较为集中的水平煤层以及作业地点比较适合采用环状网，矿井所需要的水压基本相同，将几个大小不等的静压水池设立在井下同一水平，以此来对矿井进行统一的供水工作。

对两个形式进行相比，其主要的区别就在于，树状网的结构相对更加简单、主干管线更短、不用投入过多的资金，但是相比环状网来说可靠性更低一些，一旦有管路受到损坏，分布在其后的各分支管路的水都会隔断。针对这一弊端，环状网更具优势，但其所需的主干长度是管状网的两倍。在具体对两者形式进行选择的时候，必须要本着安全可靠、经济合理的原则结合该矿井的实际情况进行。

4 减少水压或是增加水压的措施

4.1 加大管网分支压力措施

由于管网分支没有足够的压力进行供水，导致部分井下网点的洒水工作无法进行时，可以利用压气水箱来加大压力，风压会对压气水箱进行限制，只能够在部分地点进行加压。一旦用水地点的标高被静压供水的水源超过时，就需要设置加压泵来使供水压力得到提高。

在对井下加压泵的位置进行设置的时候，需要结合加压泵的服务范围，通过水力来对此进行确定，尽量做到管网各分支之间的阻力值相近，除此之外，还需要解决开采工作中因加压泵位置不当导致的频繁搬家的问题。

4.2 减少管网压力措施

减压措施需要在静水压力小于2 MPa时实施。通常洒水设备所要求的供水压力远不及管网中的供水压力，也没有达到供水管允许承压的范围。针对此类问题，可以采用以下方法来进行解决，使超过洒水设备额定值的多余水头得到消除；在方法上可以采取缩小管径增加流速的方式来对洒水器前的多余作用水头进行消除。将减压阀门设置在需要减压的支管或者洒水器前。在将减压阀设置在洒水器前某一支管上的时候，可以再安装两个截止阀，一个用于截流、一个用于减压，具体可根据喷雾状况来进行适当的调节。在对压力进行控制的时候用电测压力表结合电磁阀来进行。将阻力片安装于洒水器之前的支管上。

以上几种方式都是依靠水流的阻力来进行减压工作，管网系统的静水压力不会得到真正的降低。所以，在设计洒水工作的时候，需要合理选择其所需用到的管材以及配件，必须与静水压相结合。

5 结语

矿井生产地点通常都是分散开的，在设计防尘洒水系统的时候，排除主管路外，在布置井下洒水管路的时候一定要结合洒水设备的分布状况合理进行分布。想要使洒水管线免受破坏，如果条件允许的话，尽量避开采动沉陷区域对洒水管线进行布设。