第五篇 矿井煤尘防治技术(必威体育精装版稿）.doc

第五篇 矿井煤尘防治技术 煤矿的每一个生产工序，例如煤层打眼、爆破落煤、采掘机割煤、放顶煤支架放煤、支架前移、破碎机破煤、转载、运输等，都是产生煤尘的尘源。既有移动尘源，也有固定尘源，分布面很广。煤尘一旦产生，便会随风流而飘移，以浮游状态弥漫于整个作业空间与巷道中，最后沉降下来成为沉积煤尘。据统计，在无防尘措施条件下，炮采工作面的煤尘浓度为300～500mg/m3，mg/m3。m，而占85%以上比例的尘粒，其直径在40μm以下。 我国绝大多数煤矿的煤尘都属于有爆炸性的煤尘。煤矿一旦发生煤尘爆炸事故，就会对矿井造成极大的灾难，国内外煤矿历史的教训是惨痛的。研究结果表明，1mm以下粒径的煤尘才具有爆炸性，而75～10μm粒径的煤尘爆炸性最强。煤矿中的浮游煤尘和沉积煤尘，其粒径恰在爆炸性最强的范围之内，因此具有极大的爆炸危险性。 为了进一步改善煤矿生产的作业环境，更有效地防止煤尘发生爆炸或参与爆炸及阻止已发生的爆炸灾害范围扩大，近几年我国煤矿针对新的采掘特点，研究并采用了许多防治煤尘的新技术、新产品，例如煤层注水新工艺、新设备；采煤机滚筒低压与高压外喷雾降尘新技术，特别是机载泵高压喷雾降尘技术；液压支架移架及放煤口放煤自动喷雾控制技术；新型湿式与干式布袋除尘器除尘技术；测定煤尘浓度的新仪器；隔绝煤尘爆炸传播的新技术、新装备等，均取得了良好效果，进一步提高了煤矿的防灾抗灾能力，受到了煤矿的好评。 第一章 煤尘产生与扩散的控制技术 随着大功率采掘机及综采放顶煤开采工艺的广泛采用，煤尘产生量大幅度增加，煤尘浓度也随之升高。针对这种状况，必须对主要尘源加强控制，采用新的防尘技术，进一步减少煤尘产生量，提高喷雾降尘效果及自动化程度，以及提高通风除尘能力和效果。主要新技术有：改进、提高的煤层注水防尘技术，新型采掘机喷雾降尘技术，液压支架移架、放顶煤支架放煤喷雾降尘自动化技术及新型通风除尘技术和装备。实践证明，这些新技术是可行的，防尘效果是好的。 第一节 煤层注水防尘技术 煤层注水湿润煤体是采煤工作面防尘的基本措施，长钻孔注水方式已被广泛采用，其降尘效果与注水煤层的裂隙与孔隙的发育程度、注水状况、尘源类别等因素有关，一般的降尘率可达到50%～85%以上。随着综采放顶煤开采工艺的广泛采用，长钻孔煤层注水的钻孔布置方式、封孔工艺、注水方法及装备也有了新进展。 一、钻孔布置 采用综采放顶煤工艺开采厚煤层，多数是一次采全高。由于水在煤层中沿垂直层理方向的渗透性很差，因此，在注水钻孔的布置上应考虑到煤层全厚度煤体的湿润问题。很多煤矿根据本矿的巷道布置情况和具体条件探索了各种布孔方式，较为典型的单向及双向布孔方式如图5-1-1-1及图5-1-1-2所示。上部钻孔与下部钻孔的孔口间距为1～3m，钻孔间距视煤层透水性而定，一般为10～25m，透水性强的煤层为较大值，反之为较小值。 图5-1-1-1 单向超长钻孔扇形布置方式 图5-1-1-2 双向双钻孔布置方式 二、封孔 封孔深度和封孔质量是注水技术中的重要环节。封孔深度应当超过沿巷道边缘煤体的卸压带宽度，一般不小于6m，当注水压力超过2.5MPa时，应达到6～20m。 封孔方法有两种，一种是水泥砂浆封孔法，另一种是封孔器封孔法。采用封孔器封孔虽然简便，但难以保证长时间多次重复注水的封孔质量，现已少用。相反，由于水泥砂浆封孔方法的改进和完善，以及封孔质量可靠，因此近几年得到了广泛采用。主要利用新型水泥砂浆封孔泵封孔。该泵的结构如图5-1-1-3所示。 图5-1-1-3 KFB型矿用封孔泵结构示意图 1-电机；2-离合安全器；3-变速系统；4-搅拌机；5-离合器； 6-离合器操作手柄；7-送浆泵；8-机座 先利用搅拌机将水泥和砂子制成高稠度水泥砂浆，再拨动离合器，启动送浆泵，将水泥砂浆快速地送进钻孔内。该泵的送浆能力较大，其封孔深度，对水平钻孔可达30m；对垂直向上钻孔可达20m。封孔泵的主要技术参数见表5-1-1-1。 表5-1-1-1 封孔泵主要技术参数表 工作压力 （MPa） 1.2 工作流量 （L/min） 8～10 电机电压 （V） 380或660 电机功率 （kW） 2.2 搅拌机净容量（L） 50 外形尺寸 （mm） 1400×400×900 质量 （kg） 220 三、注水 向煤层钻孔注水有两种方法：一是利用管网水直接导入钻孔，实施静压注水；二是利用水泵增高水的压力，实施动压注水。 1、静压注水 静压注水工艺最为简单，既节省费用，又便于管理。但它的适用范围受到了一定的限制。过去仅能对透水性强的煤层采用静压注水方法，而近年