煤礦防塵方案

1、晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦井下綜合防塵方案根據(jù)目前成莊礦的現(xiàn)場(chǎng)情況，針對(duì)2243掘進(jìn)工作面和5305綜放工作面的煤塵防治提供如下方案。一、工作面防塵1、2243掘進(jìn)工作面防塵方案 充分利用現(xiàn)有防治設(shè)施，只增加一個(gè)簡(jiǎn)易裝置，在防塵用水中添加煤塵抑制劑，達(dá)到高效降塵的效果。如圖1所示，在2243巷回風(fēng)橫川附件防塵管理上增加一套管道自動(dòng)加液混合裝置（圖3）。防塵用水通過(guò)該裝置把煤塵抑制劑按比例加到水中，供給手動(dòng)凈化水幕、手動(dòng)噴霧和機(jī)組噴霧，從而到達(dá)降高效降塵的效果。 圖1 掘進(jìn)面噴霧裝置示意圖 2、5305綜放工作面防塵方案根據(jù)5305綜放工作面現(xiàn)有防塵設(shè)施，在5209巷進(jìn)8#橫川往切眼方向分別在2路防塵水

2、管上接上一套管道自動(dòng)加液混合裝置（單罐和雙罐）。單罐管道自動(dòng)加液混合裝置接較細(xì)的防塵管，不通過(guò)加壓泵直接供給轉(zhuǎn)載機(jī)噴霧、手動(dòng)凈化噴霧、破碎機(jī)噴霧和手動(dòng)噴霧（可根據(jù)降塵情況是需要開(kāi)啟）（如圖2）。雙罐管道自動(dòng)加液混合裝置接較粗的防塵管， 通過(guò)加壓泵供給液壓支架噴霧和機(jī)組噴霧。 圖2 5305綜放工作面噴霧裝置示意圖3、 管道自動(dòng)加液混合裝置管道自動(dòng)加液混合裝置（圖3）具有在井下實(shí)時(shí)向防塵管道中加入降塵劑的功能。根據(jù)文丘里原理設(shè)計(jì)泵吸裝置，通過(guò)泵吸流量控制閥確定清水與降塵劑的添加比例，只需水壓作為動(dòng)力就能滿足自動(dòng)加液混合的要求，不需要電力，不涉及防爆問(wèn)題。 圖3 管道自動(dòng)加液混合裝置示意圖該裝置為

3、中礦龍科能源科技（北京）的專利產(chǎn)品（專利號(hào)ZL3.8、8.0、.1、1.3）。 4、防塵水中添加煤塵抑制劑的作用中礦龍科公司依托優(yōu)秀科研人員及先進(jìn)的設(shè)備、設(shè)施，歷時(shí)近兩年，進(jìn)行了煤塵抑制方面的研發(fā)?？蒲腥藛T通過(guò)對(duì)煤塵性質(zhì)及抑制機(jī)理的系統(tǒng)分析，以化學(xué)藥劑分子的化學(xué)分析和潤(rùn)濕降塵原理作為理論根據(jù)，利用煤泥真空過(guò)濾脫水方法分析藥劑對(duì)煤塵的潤(rùn)濕性及保水性的影響，篩選一系列的化學(xué)藥劑。通過(guò)改進(jìn)常規(guī)實(shí)驗(yàn)方式得到適合煤塵潤(rùn)濕性能研究的潤(rùn)濕實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行不同藥劑間的復(fù)配實(shí)驗(yàn)，分析各種因素對(duì)煤塵潤(rùn)濕性能的影響，確定表面活性劑選擇的原則，并結(jié)合噴霧降塵模擬實(shí)驗(yàn)，最終成功配制出具有優(yōu)良抑塵效果的煤塵抑制劑。本產(chǎn)品已

4、申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，專利號(hào)為8.X。濕潤(rùn)型煤塵抑制劑由多種表面活性劑組成，是由親水基和疏水基組成的化合物。煤塵抑制劑溶于水時(shí)，其分子完全被水分子包圍，親水基一端被水分子吸引，疏水基一端則被排斥伸向空中，這樣潤(rùn)濕劑物質(zhì)的分子系在水溶液表面形成緊密的定向排列層(界面吸附層)，使水的表面分子與空氣接觸狀態(tài)發(fā)生變化，接觸面積大大縮小，導(dǎo)致水的表面張力降低，同時(shí)朝向空氣的疏水基與粉塵之間有吸附作用，而把塵粒帶入水中，使得粉塵得到充分潤(rùn)濕，聚集下降，以達(dá)到優(yōu)良的降塵效果。二、煤體注水防塵1、注水降塵機(jī)理（1）潤(rùn)濕了煤體內(nèi)的原生煤塵。在煤體內(nèi)部各種裂隙中，都或多或少存在著原生煤塵，它們隨煤體破碎而飛揚(yáng)于礦井空

5、氣中。水進(jìn)入裂隙后，可將其中的原生煤塵在煤體未破碎前預(yù)先潤(rùn)濕，使其失去飛揚(yáng)的能力，從而有效消除塵源。(2)有效地包裹了煤體的每一個(gè)細(xì)小部分。水進(jìn)入煤體各類裂隙、空隙和層理之中，不僅在較大的構(gòu)造裂隙、層理、節(jié)理中有水存在，而且在極其微小的孔隙內(nèi)部，都有水的注入，甚至在lm以下的微孔隙中也充滿了毛細(xì)水，這樣就使整個(gè)煤體有效地被水包裹起來(lái)。當(dāng)煤體由于開(kāi)采而受到破碎時(shí)，因絕大多數(shù)破碎面均有水存在，從而消除了細(xì)微煤塵的飛揚(yáng)，即使煤體破碎的極細(xì)，滲入細(xì)微孔隙的水也能使之預(yù)先潤(rùn)濕，預(yù)防浮游煤塵產(chǎn)生。(3)改變煤體的物理力學(xué)性質(zhì)。水進(jìn)入煤體后使其塑性增強(qiáng)，脆性減弱，改變了煤的物理力學(xué)性質(zhì)，當(dāng)煤體因開(kāi)采而改變了

6、煤體的結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)。水進(jìn)入煤體后，能使煤體塑性增加，脆性減弱，還能使內(nèi)聚力和摩擦角降低，改善煤體應(yīng)力集中及支承壓力和上覆巖層對(duì)煤體的影響。當(dāng)煤體受到外力作用時(shí)，許多脆性破碎變?yōu)樗苄宰冃?，因而大量減少了煤體破碎為塵粒的可能性，降低了煤塵的產(chǎn)生量。正確地采用注水防塵，煤塵的產(chǎn)生量比綜合采用其他多種防塵措施時(shí)低34倍，落煤效率可提高25%左右。在自然界里可以發(fā)現(xiàn)一些天然潮濕的煤層，開(kāi)采時(shí)一般都不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的煤塵問(wèn)題。而在那些干燥煤層中，即使在開(kāi)采用灑水的方法使耗水量達(dá)到和自然含水量一樣的標(biāo)準(zhǔn)，也決不可能達(dá)到同樣的防塵效果。實(shí)踐證明，煤炭浸潤(rùn)的水分增值達(dá)l%以上時(shí)，可使開(kāi)采時(shí)的降塵率達(dá)到50%以

7、上。（4）附帶的連續(xù)防塵作用。落煤后煤體己被濕潤(rùn)，在裝載、運(yùn)輸、提升到地面等過(guò)程中均具有一定的防塵作用。采煤工作面是產(chǎn)塵量最高的地方，如果在采煤過(guò)程中進(jìn)行注水，那么在整個(gè)井巷系統(tǒng)中將大量減少煤塵的產(chǎn)生和飛揚(yáng)，沉積和再飛揚(yáng)，能很好的改變整個(gè)礦井防塵面貌。經(jīng)過(guò)注水而得到預(yù)先濕潤(rùn)的煤炭，在整個(gè)礦井生產(chǎn)流程中都具有連續(xù)防塵作用。它不僅在落煤破碎時(shí)可以防塵，一切再破碎過(guò)程中均具有防塵作用，而其它的防塵方法則多數(shù)為局部性措施，不具備這種連續(xù)防塵作用。采煤工作面的煤炭產(chǎn)量占全礦產(chǎn)量的90%以上，它是礦井煤塵產(chǎn)生量的最高的地點(diǎn)，如果使90%的煤炭大部分預(yù)先濕潤(rùn)，則整個(gè)井巷系統(tǒng)中將大量減少煤塵的產(chǎn)生和飛揚(yáng)、沉積

8、和再飛揚(yáng)，這就必然改變了整個(gè)礦井的防塵面貌。 2、煤層注水中添加注水增強(qiáng)劑的作用煤層注水增強(qiáng)劑由數(shù)種表面活性劑與無(wú)機(jī)鹽復(fù)配的化學(xué)劑，其提高煤層注水量的機(jī)理是表面活性劑降低了水的表面張力，增大了水在煤層的毛細(xì)裂縫中滲透時(shí)的毛細(xì)管力、滲透作用加強(qiáng)。滿足了水在煤的內(nèi)表面鋪展條件，使煤體得到均勻的潤(rùn)濕。 3、回采工作面短孔煤體注水利用檢修班時(shí)間4個(gè)小時(shí)左右，在工作面煤壁上施工短孔進(jìn)行動(dòng)壓注水，注水壓力在57MPa左右，利用給機(jī)組噴霧的加壓泵提供動(dòng)力。在給機(jī)組噴霧的管路上多出3到5組三通，用于短孔注水用。鉆孔每排2個(gè)，1個(gè)水平孔，孔深6m，離底板高度1.2m；1個(gè)向上孔，孔深7.5m,仰角36度；排距2m（如圖4）。封孔器可直接連注液槍達(dá)到封孔注水目的，出現(xiàn)孔壁滲水就停止該孔注水。鉆具可選用高強(qiáng)降塵鉆桿QCG-1.5型、降塵鉆頭QCZ-T型、ZQJ-90型鉆機(jī)。圖4 回