专题-煤矿井下煤尘处理技术研究.docx

1、煤矿井下煤尘处理技术研究摘要：分析了煤炭开采过程中常用的煤尘治理措施，介绍了煤层注水、喷雾降尘、除尘器除尘、泡沫除尘等常用除尘技术，提出煤矿煤尘治理要根据各个产尘源的特点，在不同的工作面采取不同的治理措施。关键词：煤矿粉尘；治理措施；煤层注水；喷雾降尘；除尘器除尘；泡沫除尘Abstract: The commonly used during the mining of coal dust control measures, introduced the coal seam, spraying dust, dust removal, dust and other commonly used fo

2、am dust technology for coal dust control products according to various characteristics of dust sources in different face to different control measures.Key words: coal dust; control measures; coal seam; spray dust suppression; Dust; foam dust前言煤矿粉尘是煤矿五大灾害之一，它不仅严重影响煤矿的生产安全，而且严重威胁矿工的身体健康。当空气中煤尘浓度超过一定限度

3、，就有发生爆炸的危险。矿工长期在高浓度煤尘环境中生产工作，易患尘肺病，煤炭行业尘肺病患者总数在2005年已达到25万人左右，一大批工人因此丧欠劳动能力。因此，有效控制和降低粉尘浓度，杜绝煤尘爆炸事故，对促进矿井安全生产、保障矿工健康具有重大意义。1 煤尘的危害与防治措施1.1煤尘爆炸的危害煤尘爆炸是煤矿最严重的灾害事故之一。建国后，我国煤矿最大死亡人数最多的事故就是煤尘爆炸引起的。煤尘爆炸主要危害表现如下：（1）产生高温。煤尘爆炸要释放大量的热能，其瞬时温度可达23002500，可引起矿井火灾、烧毁设备、烧伤人员，也是引发连续爆炸的主要热源。（2）产生高压。煤尘爆炸的理论压力可达735kPa,

4、 但实际发生爆炸时往往超过此值，而且爆炸压力会随着离开爆源距离一定范围内呈跳跃式增大。可损坏设备，推倒机架，造成冒顶，人员伤亡。（3）产生冲击波。冲击波的传播速度可达2340m/s，使设备、支架、人员遭受损害，扬起落尘，被随之而来的火焰点燃，造成煤尘的连续爆炸。（4）气体成分发生变化。煤尘爆炸后要产生大量有害气体，尤其CO浓度一般为2%3%，最高可达8%10%，造成人员中毒。同时爆炸时大量耗氧，痒浓度迅速降低。煤尘爆炸与瓦斯爆炸相比，具有产生能量大，燃烧时间长，产生CO多等特点，因此煤尘爆炸产生的后果也最严重。结焦类的煤（气煤、肥煤、焦煤）的煤尘爆炸时要产生结焦附在巷道壁面及支架上。1.2 防

5、止煤尘爆炸的措施防止煤尘爆炸的措施包括防尘措施、防爆措施和隔爆措施。1.2.1防尘措施防尘措施的作用是减少井下煤尘的产生和飞扬。 打钻时的防尘湿式凿岩。湿式凿岩的实质，是随着凿岩过程的进行，连续地将水送至钻眼底部，以冲洗岩屑和湿润岩粉，达到减少岩尘的产生和飞扬的目的。水电钻打眼。水电钻主要用在回采和煤巷掘进工作面，亦可以用于软岩和半煤岩掘进工作面。干式捕尘。干式捕尘主要用于缺水、高寒地区和某些特殊条件下的岩石巷道掘进工作面。 放炮时的防尘水袋填塞炮眼。俗称“水炮泥”。其实质是将装满水的塑料袋装填在炮眼内，爆破时水袋被爆碎，并将水压入煤的裂隙和雾化，以达到防尘的目的。水封爆破。水封爆破不仅能降低

6、煤尘的产生量，而且还能减少瓦斯涌出，增加爆破的安全性和提高爆破效果。水封爆破的做法是：将炸药装炮眼内后，孔口密封好，然后向炮眼内注水，再进行爆破。该爆破法可用于煤巷掘进，也可用于回采。喷雾。喷雾是爆破时一种简单易行的降尘措施。喷雾器多为风水联合作用，以压风为主要动力，将低于风压98kPa196kPa的水喷射出去，使之雾化。它的射程大、雾粒细、喷射面宽、降尘效果好。水幕。掘进工作面放炮时，水幕也是一种降尘与消烟的有效措施。同时，水幕也设在采煤工作面的回风巷或尘源丰富的巷道中，用以降尘和净化风流。装岩(煤)时的防尘掘进或采煤工作面爆破之后，一般是先用水冲洗煤帮、岩帮，以清除沉积粉尘，然后对煤堆或岩

7、堆进行洒水，最后再装运。人工洒水。总的要求是让爆破下来的煤或岩石充分湿润，不仅要在装运前洒水，随着装运的进行还要经常地洒水，这样可使粉尘浓度降到2mg m3 左右。喷雾器洒水。采掘机械割煤时的防尘选择最佳切割速度。采掘机械的切割参数对产尘量影响甚大。一般采取减少齿数、增大齿距、加大截深和降低切割速度等措施。喷雾洒水。喷雾洒水是采掘机械切割煤体时普遍应用的一种降尘措施。有外喷雾洒水和内喷雾洒水，也可同时并用。除尘器除尘。炮沫除尘。泡沫除尘是利用表面活性发泡剂与水混合，通过发泡装置和导管喷射至采掘机械割煤区，以捕捉煤尘。由于生成的泡沫体积很大，罩住了尘源，达到防止粉尘飞扬的目的。通风除尘。合理的通

8、风措施能够有效地排除粉尘，它是机械化工作面的防尘手段之一。掘进通风的排尘效果与通风方式密切相关。压入式通风能够较快地清洗工作面空间，但含尘空气要经过整个巷道。抽出式通风，只有当风筒入风口距工作面不超过2m时，排尘效果才显著。所以说，混合式通风除尘效果最好。预先湿润煤体防尘预先湿润煤体是在煤体尚未开采之前用水加以湿润，增加煤体水分，以减少开采时的煤尘产生量。其方法有煤层注水和采空区灌水等。综采工作面防尘，采煤机割煤防尘采煤机割煤必须进行喷雾并满足以下要求：a）喷雾压力不得小于2.0MPa，外喷雾压力不得小于4.0MPa.如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于8.0MPa。喷雾系统应与采煤

9、机联动，工作免得高压胶管应有安全防护措施。高压胶管得来压强度应大于喷雾泵站额定压力的1.5倍。b)泵站应设置两台雾泵，一台使用，一台备用。自移式液压支架和放顶煤防尘，液压支架应自动喷雾降尘系统并满足以下要求：a）喷雾系统各部件的设置应可靠的防止砸坏措施，并便于从工作面一侧进行安装和维护。b)液压支架的喷雾系统，应安设向相邻支架之间进行喷雾的喷嘴；采用放顶煤工艺时应安设向落煤窗口方向喷雾的喷嘴；喷雾压力均不得小于1.5MPac)在静压供水的水压达不到喷雾要求时，必须设置喷雾泵站，其供水压力及流量必须与液压支架喷雾参数相匹配。泵站应设置两台雾泵，一台使用，一台备用。炮采防尘 钻眼应采取湿式作业，供

10、水压力为0.2MPa-1.0 MPa，耗水量为5Lmin-6Lmin，使排出的煤粉呈糊状。 炮眼内应填塞自封式水炮泥，水炮泥的充水荣容量应为200ML-250ML 放炮时应采用高压喷雾等高效降尘措施，采用高压喷雾降尘措施时，喷雾压力不得小于8.0MPa 在放炮前后宜冲洗煤壁、顶板并浇湿底板和落煤，在出煤过程中，宜边出煤边洒水。掘进防尘、机掘作业的防尘a）掘进机内喷雾装置的使用水压不得小于3.0MPa，外喷雾装置的使用水压不得小于1.5MPab)掘进机上喷雾系统的降尘效果达不到本标准（总体要求第2点）的要求时应采用除尘器抽尘净化等高效防尘措施。c)采用除尘器抽尘净化措施时，应对含尘气流进行有效控

11、制，以阻止截割粉尘向外扩散。工作面所形成的混合式通风应符合MT/T441的规定、炮掘作业防尘a）钻眼应采取湿式作业，供水压力以3.0MPa左右为宜，但应低于风压0.1MPa-0.2MPa,耗水量以2L/min-3L/min为宜，以钻孔流出的污水呈乳状岩浆为准。b)炮眼内应填塞自封是的水泥炮，水泥炮的装填量应在一节级以上。c)放炮前应对工作面30m范围内的巷道周边进行清洗。d)放炮时必须在距离工作面10m-15m地点安装压气喷雾器或高压喷雾降尘系统实行放炮喷雾。雾幕应覆盖全断面并在放炮后连续喷雾5min以上。当采用高压喷雾降尘时，喷雾压力不得小于8.0MPae)放炮后，装煤（矸）前必需对距离工作

12、面30m范围内的巷道周边和装煤（矸）对洒水。在装煤（矸）过程中，边装边洒水，采用铲斗装煤（矸）机时，装岩机应安装自动或人工控制水阀的喷雾系统，实行装煤（矸）喷雾。、通风防尘：掘进巷道排尘风速应符合煤矿安全规程规定。、其他防尘措施a）、距离工作面50m内应设置一道自动通过控制风流净化水幕。b）、距离工作面20m范围内的巷道，每班至少冲洗一次；20m以外的巷道每旬至少应冲洗一次，并清除堆积浮煤锚喷支护的防尘 打锚杆眼宜实施湿式钻孔，采取有效防尘措施后可采用干式钻孔。 锚喷支护的防尘：a）、打锚杆眼宜实施湿式钻孔，采取有效的防尘措施后可采用干式钻孔。b）、喷射机上料口及排气口应配备捕尘除尘装置。 c

13、）、采用低风压近距离的喷射工艺，其重点是控制一下参数：输料管长度 小于或等于50m工作风压 0.120.15MPa喷射距离 0.4-0.8md）、距锚喷作业地点下风流方向100m内应设置两道义上的风流净化水幕，且喷射混泥土时工作地点应采用除尘器抽尘净化。转载及运输防尘 转载点防尘a）、转载点落差宜小于或等于0.5 m，如超过0.5m，则必须安装溜槽或导向板。b）、各转载点应实施喷雾降尘，或采用除尘器除尘。c）、在装煤点下风测20m内，必须设置一道风流净化水幕。 运输防尘运输巷内应设置自动控制风流净化水幕。1.2.2防爆措施防止煤尘生成和防止煤尘引燃的措施称为防爆措施。（1）清扫沉积煤尘积聚在巷

14、道周边、支架及设备上的沉积煤尘要定期清扫。我国煤矿多为人工清扫，洒水后清扫，以防煤尘飞扬，清扫的煤尘要运走。（2）冲洗沉积煤尘定期用水冲洗巷道顶、帮和支架上的沉积煤尘，冲洗下来的煤尘要清理运出。（3）刷浆对主要巷道和硐室要进行刷浆。刷浆材料是生石灰和水，其体积比为1：1.4，用人工或机械喷洒在巷道帮、顶上。其作用是易观察巷道中煤尘沉积情况，同时，还可覆盖和固结已沉积的煤尘，使之不再飞扬。（4）撒布岩粉岩粉是惰性粉尘，在巷道周边撒布岩粉，能增加沉积煤尘中的不燃物质，可以防止和控制煤尘爆炸。但是，岩粉的防爆作用只有在煤尘中达到一定比例时，才能有效地发挥。随着煤尘产生量和煤尘沉积强度的增大，需频繁重

15、复洒布。（5）粘结沉积煤尘粘结沉积煤尘就是向巷道周边喷洒粘结液。粘结液主要由湿润剂和吸人盐类组成，它能把已沉积的和陆续沉积的煤尘粘结起来，使其丧失飞扬能力，防止其参与爆炸。1.2.3隔爆措施限制煤尘爆炸事故的波及范围，不使其扩大蔓延的措施，称为隔爆措施。隔爆措施有以下两种：（1）岩粉棚将岩粉装在岩粉棚上，设置于巷道之中。煤尘爆炸时，冲击波吹翻岩粉棚，造成岩粉飞扬，形成一段浓厚的岩粉云，截住爆炸火焰，以达防止爆炸蔓延扩大的目的。在矿井的两翼，相邻采区和相邻的煤层都必须用岩粉棚隔开。岩粉受潮不易飞扬时需更换，落入的煤尘要经常检查和清除。岩粉棚分为重型岩粉棚和轻型岩粉棚，重型岩粉棚作为主要岩粉棚，轻型岩粉棚作为辅助岩粉棚。岩粉棚的岩粉用量按巷道断面积计算，主要岩粉棚为400kg/m2, 辅助岩粉棚为200kg/m2,岩粉棚及岩粉棚架的结构及其参数：岩粉棚的宽度为100mm150mm;岩粉棚长度：重型棚为350m500mm，轻型棚为350mm；堆积岩粉的板与两侧支柱（或两帮）之间的间隙不得小于50mm；岩粉板面距顶梁