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)場情況，針對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，只增加一個簡易裝置，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加液混合裝置（圖3）。防塵用水通過該裝置把煤塵抑制劑按比例加到水中，供給手動凈化水幕、手動噴霧和機(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加液混合裝置（單罐和雙罐）。單罐管道自動加液混合裝置接較細(xì)的防塵管，不通過加壓泵直接供給轉(zhuǎn)載機(jī)噴霧、手動凈化噴霧、破碎機(jī)噴霧和手動噴霧（可根據(jù)降塵情況是需要開啟）（如圖2）。雙罐管道自動加液混合裝置接較粗的防塵管， 通過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、 管道自動加液混合裝置管道自動加液混合裝置（圖3）具有在井下實時向防塵管道中加入降塵劑的功能。根據(jù)文丘里原理設(shè)計泵吸裝置，通過泵吸流量控制閥確定清水與降塵劑的添加比例，只需水壓作為動力就能滿足自動加液混合的要求，不需要電力，不涉及防爆問題。 圖3 管道自動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，歷時近兩年，進(jìn)行了煤塵抑制方面的研發(fā)?？蒲腥藛T通過對煤塵性質(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)分析和潤濕降塵原理作為理論根據(jù)，利用煤泥真空過濾脫水方法分析藥劑對煤塵的潤濕性及保水性的影響，篩選一系列的化學(xué)藥劑。通過改進(jìn)常規(guī)實驗方式得到適合煤塵潤濕性能研究的潤濕實驗方法，進(jìn)行不同藥劑間的復(fù)配實驗，分析各種因素對煤塵潤濕性能的影響，確定表面活性劑選擇的原則，并結(jié)合噴霧降塵模擬實驗，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、申請國家發(fā)明專利，專利號為8.X。濕潤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，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)先潤濕，使其失去飛揚的能力，從而有效消除塵源。(2)有效地包裹了煤體的每一個細(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，這樣就使整個煤體有效地被水包裹起來。當(dāng)煤體由于開采而受到破碎時，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，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，脆性減弱，改變了煤的物理力學(xué)性質(zhì)，當(dāng)煤體因開采而改變了

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煤體的影響。當(dāng)煤體受到外力作用時，許多脆性破碎變?yōu)樗苄宰冃危蚨罅繙p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，開采時一般都不會產(chǎn)生嚴(yán)重的煤塵問題。而在那些干燥煤層中，即使在開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。實踐證明，煤炭浸潤的水分增值達(dá)l%以上時，可使開采時的降塵率達(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，在裝載、運輸、提升到地面等過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，如果在采煤過程中進(jìn)行注水，那么在整個井巷系統(tǒng)中將大量減少煤塵的產(chǎn)生和飛揚，沉積和再飛揚，能很好的改變整個礦井防塵面貌。經(jīng)過注水而得到預(yù)先濕潤的煤炭，在整個礦井生產(chǎn)流程中都具有連續(xù)防塵作用。它不僅在落煤破碎時可以防塵，一切再破碎過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，如果使90%的煤炭大部分預(yù)先濕潤，則整個井巷系統(tǒng)中將大量減少煤塵的產(chǎn)生和飛揚、沉積

8、和再飛揚，這就必然改變了整個礦井的防塵面貌。 2、煤層注水中添加注水增強劑的作用煤層注水增強劑由數(shù)種表面活性劑與無機(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)裂縫中滲透時的毛細(xì)管力、滲透作用加強。滿足了水在煤的內(nèi)表面鋪展條件，使煤體得到均勻的潤濕。 3、回采工作面短孔煤體注水利用檢修班時間4個小時左右，在工作面煤壁上施工短孔進(jìn)行動壓注水，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，1個水平孔，孔深6m，離底板高度1.2m；1個向上孔，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。鉆具可選用高強降塵鉆桿QCG-1.5型、降塵鉆頭QCZ-T型、ZQJ-90型鉆機(jī)。圖4 回