綜采工作面防塵設(shè)計(jì)

緒言一．編制綜采工作面綜合防塵措施的指導(dǎo)思想采煤工作面是煤礦井下作業(yè)人員和電器設(shè)備高度集中的場(chǎng)所，也是煤礦生產(chǎn)過程中另一主要的產(chǎn)塵地點(diǎn)，尤其是綜采作業(yè)的產(chǎn)塵量會(huì)更大。工作面作業(yè)空間的礦塵，尤其是浮游礦塵時(shí)刻威脅著作業(yè)區(qū)人員的身體健康、并影響著作業(yè)區(qū)的安全生產(chǎn)。因此做好采煤工作面綜合防塵工作對(duì)于保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民群眾生命安全同樣具有重要意義。采煤工作面防塵的任務(wù)就是將采煤工作面及其回風(fēng)流巷道內(nèi)的粉塵濃度降低到國(guó)家規(guī)定的勞動(dòng)安全衛(wèi)生條件標(biāo)準(zhǔn)以下，為井下工人的正常生產(chǎn)和呼吸創(chuàng)造良好的勞動(dòng)環(huán)境。二．綜采工作面綜合防塵措施編制的主要依據(jù)綜采工作面綜合防塵措施編制的依據(jù)是《煤礦安全規(guī)程》、《礦井綜合防塵標(biāo)準(zhǔn)及檢查評(píng)定辦法》、《塵肺病防治條例》、《全國(guó)煤礦衛(wèi)生工作條例》等有關(guān)規(guī)定。第一章礦井工作面概況一、 礦井概況某礦地處平原。地面標(biāo)高+150m,井田走向長(zhǎng)度5km，傾斜方向長(zhǎng)度3.3km,井田上界以標(biāo)高-165m為界，下界以標(biāo)高-1020m為界，兩邊以斷層為界，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，井田可采儲(chǔ)量約1.08億噸，根據(jù)開采條件，煤炭供求狀況及《規(guī)程》規(guī)定，確定此礦為年產(chǎn)150萬噸的大型礦井，采用立井多水平上下山開拓，服務(wù)年限為72年。礦井相對(duì)瓦斯涌出量為6.6m3/T。二、 采煤工作面概況煤層賦存穩(wěn)定，煤層傾角10°，煤層厚度2.5m，煤的容重為1.4t/m3；煤層普氏硬度1?1.5；煤層的孔隙率為13%；煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)，發(fā)火期為16?18個(gè)月；煤塵有爆炸性；瓦斯相對(duì)涌出量1.7924m3/1,絕對(duì)涌出量4.95m3/min。頂板巖性偽頂：無；直接頂：砂質(zhì)泥巖，深灰色，塊狀含植物化石，厚0.4?5.2米；基本頂：粉砂巖，灰色，薄層狀，含細(xì)小云母，厚1.1?7.4米。底板特性直接底：泥巖呈深灰色，塊狀，含植物化石，厚0.6?6.5米；老底：砂質(zhì)泥巖，灰色塊狀，含少量植物根部化石。工作面標(biāo)高-253m?-294m，走向長(zhǎng)1050m，傾斜長(zhǎng)150m，綜采工作面產(chǎn)量為1620噸/日，日進(jìn)6刀，截深0.8m?！八?六”制作業(yè)，三班工作，一班檢修。工作面風(fēng)巷和機(jī)巷分別布置?50供水管路，由副井口儲(chǔ)水池靜壓供水。附：采煤工作面巷道布置示意圖（見圖1—1）。圖1—1采煤工作面巷道布置示意圖

圖1—1采煤工作面巷道布置示意圖第二章編制綜采工作面減塵措施《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，對(duì)于符合煤層注水條件的采煤工作面，應(yīng)采用煤層注水防塵措施。并根據(jù)各礦井和采煤工作面的實(shí)際情況，選取合理的注水方式、注水工藝、注水參數(shù)、注水設(shè)備。根據(jù)本礦煤層基本參數(shù)，應(yīng)選擇注水方式為長(zhǎng)孔注水。注水工藝及參數(shù)表2—1 煤層注水工藝參數(shù)表注水工藝注水參數(shù)單位鉆孔直徑50mm鉆孔長(zhǎng)度100m鉆孔間距20m鉆孔角度100封孔深度8m封孔方式Y(jié)PA型水力膨脹式封孔器注水壓力<2450kPa注水流量0.01m^h?m注水量315m3注水時(shí)間315h注水設(shè)備煤礦注水設(shè)備主要有鉆機(jī)、水泵、封孔器、分流器、水表等。見圖2—1圖2-1靜壓多孔注水系統(tǒng)示意圖第三章編制綜采工作面降塵措施第一節(jié)采煤機(jī)內(nèi)外噴霧和二次降塵技術(shù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采煤機(jī)必須安裝內(nèi)、外噴霧裝置，截煤時(shí)必須噴霧降塵。采煤機(jī)內(nèi)外噴霧參數(shù)應(yīng)該與采煤機(jī)要求的噴霧參數(shù)相匹配。如果采煤機(jī)原有的噴霧系統(tǒng)降塵效果不好，必須采用適當(dāng)?shù)囊謮m器進(jìn)行二次降塵。1?噴霧系統(tǒng)在噴霧系統(tǒng)中分為內(nèi)噴霧方式和外噴霧方式。采煤機(jī)必須安裝內(nèi)、外噴霧裝置。截煤時(shí)必須噴霧降塵，內(nèi)噴霧壓力不得小于2MPa，外噴霧壓力不得小于1.5MPa,噴霧流量應(yīng)與機(jī)型相匹配。如果內(nèi)噴霧裝置不能正常噴霧，外噴霧壓力不得小于4MPa。無水或噴霧裝置損壞時(shí)必須停機(jī)。內(nèi)噴霧方式的水由安裝在滾筒上的噴嘴噴出；外噴霧方式的水由安裝在截割部的箱體上、搖臂上或擋板上的噴嘴噴出。在內(nèi)外噴霧和冷卻系統(tǒng)。水的分配有以下兩種方式：第一種是水進(jìn)機(jī)組總水門后分成兩路，一路不減壓直接供內(nèi)噴霧；另一路減壓后分成兩個(gè)支路：一支路經(jīng)過電機(jī)和牽引部冷卻器供外噴霧，二支路直接供外噴霧。如圖3-1所示。3 *1 L_L-_kj. ”11圖3-1采煤機(jī)的冷卻與噴霧系統(tǒng)1—電拉箱；2—左截煤部；3—牽引部；4—冷卻器；5—中間箱；6—電動(dòng)機(jī)；7—右截煤部；8—接線箱；9—壓力表；10—水分配器；11—過濾器；12—開關(guān)閥2?內(nèi)噴霧送水方式內(nèi)噴霧必須把壓力水送到旋轉(zhuǎn)的滾筒上，其送水方式基本上有兩種：內(nèi)部送水（從空心滾筒軸中送水）和外部送水（從擋煤板架處將水送進(jìn)滾筒）。把壓力水送進(jìn)噴嘴的送水方式也有兩種：外鋪管式（將水管焊在葉片非運(yùn)煤的側(cè)面上，通過水管送水）和內(nèi)通道式（通過葉片內(nèi)部的通路送水）。3?噴霧泵站噴霧泵站的供水壓力和供水流量必須滿足噴霧要求，兩者相匹配是取得良好的噴霧降塵效果的重要保證。滾筒采煤機(jī)噴霧冷卻的水，基本上采用井下噴霧泵站供給的噴霧用水。噴霧泵站的主要設(shè)備是2臺(tái)噴霧泵，1臺(tái)使用，1臺(tái)備用；配套設(shè)備是1臺(tái)過濾器組。采煤機(jī)負(fù)壓二次降塵技術(shù)負(fù)壓二次降塵技術(shù)是利用噴吸裝置向塵源區(qū)域噴射霧流降塵，與此同時(shí)，在噴吸裝置內(nèi)部的射流后方形成負(fù)壓區(qū)，將噴吸裝置尾部負(fù)壓場(chǎng)內(nèi)的含塵空氣吸入并通過噴吸裝置再噴射出去，在這一過程中將煤塵捕捉下來。這種降塵方法的降塵效果與霧流參數(shù)（霧粒直徑、霧粒運(yùn)動(dòng)速度、霧粒密度）、負(fù)壓強(qiáng)度、吸人空氣量、吸氣口負(fù)壓場(chǎng)范圍、工作區(qū)風(fēng)速及方向等因素有關(guān)。對(duì)噴吸裝置而言，則與裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、安裝位置、方向、噴嘴形式、噴口尺寸、噴霧壓力及流量等因素有關(guān)。采用負(fù)壓二次降塵技術(shù)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)工作面是鮑店煤礦一個(gè)綜采放頂煤工作面。該工作面采用AM500型采煤機(jī)，速度為4.5m/min,采高為2.5?3.2m，截深為0.6m，煤密度為1.4t/m3，割煤量為12t/min,工作面風(fēng)量為641m3/min,采煤機(jī)機(jī)道的過風(fēng)量為468m3/min,平均風(fēng)速為1.28m/s。負(fù)壓二次降塵裝置安裝在采煤機(jī)頂部，位于機(jī)身兩端，如圖3-2所示。供水水泵安設(shè)在位于巷道內(nèi)的設(shè)備列車上。高壓水分成兩路：一路通過高壓膠管（高壓膠管由電纜拖移夾隨機(jī)拖動(dòng)）與采煤機(jī)降塵裝置連通；另一路經(jīng)高壓膠管與液壓支架和放煤口負(fù)壓二次降塵裝置相接。水泵選用MRB125/31.5型水泵，其額定流量為125L/min,額定壓力為31.5MPa,功率為75kW。圖3-2綜放面采煤機(jī)分體式負(fù)壓二次降塵裝置A—總裝示意圖：1—供水泵；2—輸水管路；3—除塵器；4—采煤機(jī)滾筒B—除塵器正視圖：1一噴射部分；2—吸氣部分；3—聯(lián)接固定部分第二節(jié)運(yùn)輸設(shè)備轉(zhuǎn)載點(diǎn)及破碎機(jī)噴霧灑水圖3—圖3—3運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴嘴安設(shè)方式1—供水管：2—膠帶；3—噴嘴噴霧降塵裝置落煤經(jīng)工作面溜子道運(yùn)送到運(yùn)輸巷道中間，由于機(jī)械振動(dòng)摩擦造成了煤的進(jìn)一步破碎和飛揚(yáng)。各個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn),由于兩臺(tái)溜子或膠帶運(yùn)輸機(jī)搭接之間有高差，所以碎煤和礦塵由上往下滾落，細(xì)微礦塵風(fēng)流吹起，產(chǎn)生局部煤塵飛揚(yáng)。轉(zhuǎn)載點(diǎn)煤塵飛揚(yáng)的治理一般是定點(diǎn)噴霧,但有時(shí)效果不佳，主要原因是噴嘴安設(shè)角度不對(duì)，或噴嘴數(shù)量不足，噴水量滿足不了滅塵的要求。因此，如采用單噴嘴噴霧，則應(yīng)選實(shí)心圓錐霧體的噴霧器，并安裝在轉(zhuǎn)載點(diǎn)回風(fēng)側(cè)1m處，成45°斜對(duì)塵源，這樣可提高霧粒和煤塵塵粒碰撞幾率，提高水霧降塵能力。如單噴嘴水霧不能消除礦塵飛揚(yáng)，還可如圖3-3所示成三星形設(shè)三個(gè)噴嘴，實(shí)現(xiàn)密封塵源式噴霧，試驗(yàn)證明其效果最佳。第三節(jié)液壓支架移架噴霧降塵技術(shù)綜采工作面自移式液壓支架在降柱、前移和放煤過程中將產(chǎn)生大量礦塵。因

此，液壓支架應(yīng)安裝噴霧降塵系統(tǒng)，選擇合理的噴霧參數(shù)控制移架或放煤過程中煤塵綜采工作面自移式液壓支架在降柱和前移過程中將產(chǎn)生大量礦塵。采用隨支架動(dòng)作而自動(dòng)控制的噴霧是最理想的降塵方法。1?自動(dòng)噴霧裝置及工作原理液壓支架自動(dòng)噴霧主要靠聯(lián)動(dòng)閥來實(shí)現(xiàn)。|建水口圖3-4聯(lián)動(dòng)閥外形圖1—閥座；2—第二單向閥；3—螺釘；4|建水口圖3-4聯(lián)動(dòng)閥外形圖1—閥座；2—第二單向閥；3—螺釘；4—第過并推動(dòng)活塞前進(jìn)，頂開水路單向閥閥芯，接 一單向閥通噴霧水，支架各噴嘴開始噴霧。支架轉(zhuǎn)入移架時(shí)，噴霧繼續(xù)。當(dāng)支架升柱時(shí)，升柱液路中分出一股乳化液，進(jìn)入聯(lián)動(dòng)閥座的升柱液孔后通向第一單向閥，打開閥芯，將密封在閥座液路中的壓力卸除。此時(shí)，第二單向閥在水壓和彈簧力的作用下閥芯復(fù)位，封住水路，支架的噴嘴停止噴霧。2.自動(dòng)噴霧供水系統(tǒng)液壓支架自動(dòng)噴霧供水系統(tǒng)，如圖3-5所示。對(duì)于已投入使用而又未安設(shè)自動(dòng)噴霧裝置的自移式液壓支架，可先在控頂區(qū)內(nèi)，每隔6?10架支架安裝2個(gè)傘形噴嘴，降架打開閥門噴霧（閥門可安在上風(fēng)流側(cè)），使霧流形成水幕，以捕集降、移架時(shí)產(chǎn)生的礦塵。安裝有自動(dòng)噴霧系統(tǒng)的自移式液壓支架，在降架和移架過程中，通過噴霧、移架，工人操作地點(diǎn)的礦塵濃度可降低80%以上。如圖3—6所示液壓支架自動(dòng)噴霧噴嘴布置示意圖。—降桂去F一??圖3-5液壓支架自動(dòng)噴霧供水系統(tǒng)示意圖1—噴霧泵站；2—膠管；3—三通；4—膠管；5—總閥門；6—聯(lián)動(dòng)閥；7—五通；8—噴嘴圖2-8巷道水幕示意圖1—水管；2—噴霧器2圖3—6液壓支架自動(dòng)噴霧噴嘴布置示意圖第四節(jié)噴霧水幕凈化風(fēng)流水幕是在敷設(shè)于巷道頂部或兩幫的水管上間隔地安上數(shù)個(gè)噴霧器噴霧形成的，如圖2-8所示。噴霧器的布置應(yīng)以水幕布滿巷道斷面盡可能靠近塵源為原則。凈化水幕應(yīng)安設(shè)在支護(hù)完好、壁面平整、無斷裂破碎的巷道段內(nèi)?！睹旱V圖2-8巷道水幕示意圖1—水管；2—噴霧器2第五節(jié)巷道沖塵和打眼防塵對(duì)煤塵沉積強(qiáng)度較大的巷道可采取水沖洗的方法，沖洗周期應(yīng)根據(jù)煤塵的沉積強(qiáng)度及煤塵爆炸下限濃度確定，在距塵源30m的范圍內(nèi)，沉積強(qiáng)度大的地方，應(yīng)每班或每日沖洗一次；距離塵源較遠(yuǎn)或沉積強(qiáng)度小的巷道，應(yīng)一天沖洗一次；運(yùn)輸大巷可半月沖洗一次；工作面必須定期清掃或沖洗煤塵，并清除堆積的浮煤，清掃或具體沖洗周期應(yīng)每班一次。打眼宜實(shí)施濕式鉆孔，采用有效防塵措施后采用干式鉆孔。9第四章編制綜采工作面排塵措施各礦井各采煤工作面應(yīng)該根據(jù)自身實(shí)際情況選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)。如在煤層傾角小于12°的工作面或者雖然大于12°，但能滿足《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的要求的采煤工作面，可采用下行通風(fēng)，在保證工作面正常供風(fēng)風(fēng)量的前提下，選擇最佳排塵風(fēng)速。第五章個(gè)體防護(hù)措施個(gè)體防護(hù)是指通過佩戴各種防護(hù)面具以減少吸入人體礦塵的最后一道措施。因?yàn)榫赂魃a(chǎn)環(huán)節(jié)雖然采取了一系列防塵措施，但仍會(huì)有少量微細(xì)礦塵懸浮于空氣中，甚至個(gè)別地點(diǎn)不能達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，因此個(gè)體防護(hù)是防止礦塵對(duì)人體傷害的最后一道關(guān)卡。個(gè)體防護(hù)的用具主要有防塵口罩、防塵風(fēng)罩、防塵帽、防塵呼吸器等，其目的是使佩戴者能呼吸凈化后的清潔空氣而不影響正常工作。防塵安全帽（頭盔）圖5-1AFM-1型防塵送風(fēng)頭盔1-軸流風(fēng)機(jī)；2-主過濾器3-頭盔；4-面罩；5-預(yù)過濾器煤科總院重慶分院研制出AFM—1型防塵安全帽（頭盔）或稱送風(fēng)頭盔（如圖5-1）與LKS—7.5型兩用礦燈匹配，在該頭盔間隔中，安裝有微型軸流風(fēng)機(jī)1、主過濾器2圖5-1AFM-1型防塵送風(fēng)頭盔1-軸流風(fēng)機(jī)；2-主過濾器3-頭盔；4-面罩；5-預(yù)過濾器AFM-1型送風(fēng)頭盔的技術(shù)特征:LKS-7.5型礦燈電源可供照明11h、同時(shí)供微型風(fēng)機(jī)連續(xù)工作6h以上，阻塵率大于95%；凈化風(fēng)量大于200L/min；耳邊噪聲小于75dB（A）；安全帽（頭盔）、面罩具有一定的抗沖擊性。第六章預(yù)防和隔絕煤塵爆炸措施開采有煤塵爆炸危險(xiǎn)性的礦井，其綜采工作面的防塵措施還應(yīng)該包括預(yù)防和隔絕煤塵爆炸的措施。如采用被動(dòng)式隔爆棚（水棚或巖粉棚），并選擇合理的技術(shù)參數(shù)。（如圖6—1所示）表6—1隔爆棚工藝參數(shù)表水棚工藝水棚參數(shù)隔爆棚型式集中式輔助隔爆水袋棚水袋的用水量1920L每個(gè)水棚水袋數(shù)量4個(gè)每個(gè)水袋裝水量40L所需水棚數(shù)12個(gè)設(shè)置位置第一排距工作面100m排距2m棚區(qū)長(zhǎng)度22m隔爆設(shè)施維護(hù)與管理1） 建立巡查制度，隔爆水棚設(shè)專人管理，定期檢查，每周至少檢查一次并及時(shí)填寫“隔爆設(shè)施安裝維護(hù)說明牌”。2） 保持隔爆棚的正常容水量，定期加水，保證水槽（或水袋）內(nèi)的水量不低于其容量的95％。3） 保持水棚的齊全與完好，發(fā)