W型通风综采工作面生产期间粉尘分布规律研究

2021-03-22韩院生

煤 2021年3期

韩院生

(潞安化工集团王庄煤矿，山西长治 046031)

近些年来，已经有多种除尘技术手段及措施应用于国内外，这些除尘设备在防治粉尘上起到了极其重要的作用。现如今，由于对综采巷道粉尘分布情况认识模糊，而且对其缺乏定量分析，目前的技术设备没有起到满意的降尘除尘效果。本文以某矿7105W型通风工作面为背景，通过对工作面不同地点粉尘进行测定，分析W型通风工作面粉尘分布规律，为降低工作面的粉尘浓度以及完善综合防尘措施提供指导意见[1-3]。

1 工作面基本概况

7105回采工作面通风方式为“W”型通风方式，工作面配风量2 570 m3/min，如图1所示。7105工作面各巷道长度均为1 965 m，切眼长252 m。本工作面采用走向长壁低位放顶煤采煤法，循环进度0.8 m，循环产量为1 772 t，日计划循环数4个。工作面3组排头架、3组排尾架，164组正规架，支架从运巷往进风巷方向进行编号，81～85号支架正对回风巷。

2 现场粉尘测定方案

2.1 工作面测点

采煤班从9号支架开始每隔10个支架为1个测点；检修班从18号支架开始，每隔15个支架为1个测点，进风巷侧的89号～164号支架，隔10个支架为1个测点。

2.2 采煤机测点

距离采煤机滚筒5 m、10 m、15 m、30 m、50 m处附近；采煤机司机位置；注意区分采煤机移动方向，上移和下移时分别测定(顺风割煤和逆风割煤)[5]。

3 工作面顺逆风割煤粉尘浓度分布

由于现场条件所限，采煤机机道空间采样困难，因此测定采煤机在工作面割煤行进时的采样点，只在支架内行人道的呼吸带上沿程布置采样点进行采样分析，研究采煤机在不同区段(近运巷侧和进风巷侧)顺逆风割煤时采煤机前后的全尘、呼吸性粉尘浓度的变化规律，以采煤机滚筒为起始，下风向为正方向，上风向为负方向，测试结果见表1。绘制采煤机在不同区段顺逆风割煤时采煤机前后粉尘浓度分布，如图2和图3所示。

表1 不同区段顺逆风割煤粉尘浓度分布

图2 近进风巷区段顺逆风割煤粉尘浓度分布规律

3.1 近进风巷区段顺逆风割煤粉尘浓度分析

如图2所示，综采工作面近进风巷区段顺逆风割煤时作业空间粉尘浓度分布规律相似，采煤机前粉尘浓度降低，采煤机后15 m位置粉尘浓度达到最大值，之后逐步降低并趋于稳定。

顺逆风割煤时采煤机上风侧粉尘浓度均较下风侧低，粉尘浓度相近，保持在40～50 mg/m3左右。

图3 近运巷区段顺逆风割煤粉尘浓度分布规律

顺逆风割煤时粉尘浓度最大的位置均位于采煤机下风侧15 m处，顺风割煤粉尘浓度最大达到490.4 mg/m3，逆风割煤粉尘浓度最大达到564 mg/m3，沿风流方向，此后粉尘的浓度开始逐渐降低至稳定，浓度基本在200 mg/m3左右。

采煤机后方呼吸性粉尘在15 m位置附近达最大值，大概30 m后粉尘的浓度开始逐渐降低至稳定，呼吸性粉尘浓度降低趋势较为缓慢，仍保持在高浓度160 mg/m3左右[4]。

3.2 近运巷区段顺逆风割煤粉尘浓度分析

如图3所示，受转载机、胶带巷、破碎机及前后溜影响，采煤机上风侧粉尘浓度大于进风巷采煤时上风侧粉尘浓度，近运巷区段顺逆风割煤下风侧人行道空间区域粉尘浓度先增后减，在15～20 m附近达到峰值，逆风割煤时全尘浓度最大达738.3 mg/m3。

近运巷区段顺逆风割煤时采煤机前后粉尘浓度分布及弥散规律与近进风巷区段规律相似，采煤机割煤时下风侧人行道空间区域粉尘浓度呈现先增加后减小的变化规律，并且顺风割煤和逆风割煤的粉尘浓度曲线变化规律相近，逆风割煤相同位置的粉尘浓度明显大于顺风割煤。

4 移架产生粉尘浓度分布规律分析

由图4得出移架产尘的粉尘浓度分布规律为：移动液压支架时产生的粉尘从支架间的缝隙和前沿落下，由于风流的作用，粉尘在巷道中不断扩散运动，移架时粉尘浓度从支架上风侧开始至下风侧迅速增大到最高，然后很快降低，在尘源下风侧5 m左右粉尘浓度达到最大，大约为300～400 mg/m3，随后从移架尘源下风侧10 m处粉尘浓度急剧下降，粉尘浓度都在50 mg/m3内浮动。