负压二次降尘装置在采煤工作面的应用
负压消尘系统在南山矿综放工作面的应用和推广
负压消尘系统在南山矿综放工作面的应用和推广综采放顶煤技术机械化程度高、生产效率高、地质条件适应性强、巷道掘进率低、搬家次数少、生产成本低、易于实现单机单面高产，是南山矿建设高产高效现代化优强矿井的关键。
综放技术具有前部采机割硬帮煤、后部依靠矿压使顶煤冒落的工艺特点，工作面煤尘较大一直是一个很突出的问题。
工人作业环境差，存在安全生产隐患。
南山矿属高突矿井，瓦斯绝对涌出量较大，为防止瓦斯超限，工作面配风量较大，致使煤尘问题更加严重。
为彻底解决综放面防尘的技术难题，南山矿领导决定与中国矿大技术人员合作，在综采一、二队工作面试验中国矿大最新研制的负压除尘技术。
1.综采二队工作面要素综采二队开采盆底区15-2层南翼一分段底板层综放面，区段长度780米，初期走向430米，工作面长度150米，开采初期平均煤厚10.5米。
经采过一分层后，剩余煤厚7米，初期煤层层理及节理较发育，顶煤破坏度较好。
在开采后期本层煤煤厚变为11米，可采储量136.86万吨。
本区瓦斯含量较大，瓦斯绝对涌出量工作面5m3/min，瓦斯尾巷7.5m3/min，未发生过煤与瓦斯突出现象。
工作面配风量1050m3/min。
工作面总计安装112组ZF2800/16/24B型轻型低位放顶煤液压支架，最大采高2.4m；两端6架ZF3000/17/26型低位放顶煤专用端头过渡支架，最大采高2.6m。
工作面前部采用SGD-630/180型单中链可弯曲刮板运输机，后部采用SGZ-730/320型双中链可弯曲刮板运输机。
采煤机采用MG-150/375-W型双滚筒采煤机，滚筒直径1.4m。
2.除尘系统组成及主要参数（1）采煤机H2G-4型除尘器。
（2）支架前梁（前部运输机）H2G-2型除尘器。
（3）支架尾梁（后部运输机）H2G-2A型除尘器。
（4）泵站XQB110/20型清水泵、W30QX型清水箱。
（5）Φ25和Φ10高压管路，相应的管接头。
3.除尘器工作原理除尘器应用了1、水雾活塞原理；2、超细粒子亲和原理3、高压水雾的卷吸与屏蔽原理等三项基本原理。
负压除尘系统在综采工作面应用的使用规定
负压除尘系统在综采工作面应用的使用规定一、一般规定1、空压机操作人员必须经上岗培训，经考核合格后，持证上岗。
2、系统操作人员必须按本规程规定经常检查系统的运行状态，发现异常状态必须及时停机处理，不准设备带病运转。
3、在进行检修和维护工作时，必须切断空压机电源。
将隔离开关打在“OFF”位置，断开采煤机顺槽控制开关并闭锁挂牌。
闭锁刮板输送机，伸出支架护帮板。
4、在正常割煤过程中，不允许停止负压除尘系统，若遇特殊情况，需在停止割煤的前提下，方可停机检修。
5、空压机所有机械、电气保护装置必须完好齐全，动作灵敏可靠，严禁甩掉不用。
6、空压机开启运转正常后，方可开启煤机。
二、操作程序（一）、系统启动前准备工作1、检查系统设备、管路位置是否正常，周围有无遗落的有害物体。
2、检查空压机各部分外表是否完好，螺钉、接头等是否松动，接地线是否可靠。
3、略微扭开空压机油气罐底部排油阀，排出冷凝水后，关上阀门；检查空压机油位高度是否在限定范围内。
4、打开空压机排气管路上的阀门。
（二）系统启动、停止及自动运行1、系统启动程序⑴按下空压机启动按钮，启动空压机。
⑵打开系统供水阀（或开启水泵）。
2、系统停止程序⑴按住空压机卸载按钮5秒后，再按停止按钮1-2秒后才松开卸载按钮，停止空压机运行。
⑵关闭系统供水阀（或停止水泵）。
3、系统自动运行状态系统处于自动运行状态时，会根据输煤胶带运转情况自动启停，输煤胶带停止后，系统延时三分钟左右自动停止。
三、注意事项1、系统运行中注意检查喷头喷雾情况，调整气水阀门，使喷雾达到最佳效果。
2、系统运行中注意检查空压机运转是否正常，检查空压机运行参数。
3、设备检修后启动空压机时，先点启动按钮一、二次（二秒内），检查机器运转方向是否正确，如发现反转，应立即停机；如听到异常声响，应立即停机检查。
4、空压机需要紧急停机时，可以立刻按停止按钮（不推荐使用，这样会缩短机器使用寿命）。
负压二次降尘技术在半煤岩掘进机上的应用
断面宽为 ３ ． ９ ｍ， 高为 ２ ． １ ｍ， 上部为 １ ６ 煤， 平 均
厚度 ０ ． ９ ９ ｍ， 黑 色， 半 亮一 光亮型煤； 中部 为 灰 色 铝 质泥 岩 ， 质较纯、 致 密 性脆 ， 平 均厚 度 ０ ． ９ ２ ｒ ｎ ； 下部 为灰 色 中砂 岩 ， 以泥 质 胶 结 为 主 ， 性脆， 平 均 厚 度 ４ ． ３ ６ ｒ ｎ 。 掘 进过 程 中需截 割巷 道底 部 岩石。 产 生大
尘 爆炸 危 险 。 （ １ ） 工作 面概 况 。 矿 井 现在进 行 薄煤
但是 ， 距 离过 远 又不 能够 将 滚筒 附 近 的粉尘 控 制
住。 根据 现场 的试 验 ， 距 离迎 头 １ ． ５ ～ ２ ． ０ｍ 时的 降
层 的开 拓， 为 回采 １ ７ 、 １ ６ 煤 作 准备 ， 采 区巷 道 沿
因此 ， 在保 证 降尘效果 的 同时 ， 应 当降低 供水 的压 力， 使 得掘进 机 司机 视线 清晰 、 便 于操 作 。经过试 验， 水压达 到 ５ ＭＰ ａ的时候效 果 比较好 。从使用 负 压二次降尘装置 以后 的测定 结果 可知 ， 掘进机 司机
位置处的总粉尘降尘效率达到 ８ １ ％． 距离迎头 ２ ０ ｍ 处 的总粉尘 降尘效率 达到 ８ ４ ． ３ ％， 有效地 改善 了掘
般在 ３ － ６ ＭＰ ａ 。 喷嘴形 状 为６ ２ ｍ ｍ 的锥形 ， ４个 喷 嘴 为 １组 ， 左右各 １ 组 。② 装置 内含 尘 气 流 的除
尘率 。 它与 雾粒 的直 径成 反 比 ， 与 液气 相对 速度 、
简体 长度 和 液气 比成 正 比。经过 技术 测 定 ， 装置
器改 造 控制 系统 。 控 制 空气 压 缩机 的打压 和 卸荷 ， 并且 在 卸荷状 态 调频 降速 ， 有 效地 实现 节 能 。
采煤机负压二次降尘技术的研究与应用
随着 我 国煤炭 产 量 的 不 断提 升 ， 尘 的产 生 量 煤
也在大幅度增加 ， 煤尘的浓度也随之升高， 尤其是综
放工作面煤尘的污染 比一般综采工作面更为严重。 综放 工作 面 的综合 防尘 技术 已经 成为煤 矿安 全管 理 过程 中亟待解决的重大问题 。
水雾形成严密的气雾屏障 ， 将涡旋风流封住 、 吸收、 净 化 。该装置 体 积 小 ， 装 方 便 ， 于 维 护 ， 安 易 运行 成 本低 ， 能够实现采煤机割煤产尘 的有效 控制。其对 改 善 现场作业 环 境 ， 高 生产效 率 ， 提 降低 粉尘 危害都 具 有很 大作 用 ， 得推 广 和应用 。 值 技术难点 ： 供水系统高压水泵、 动供水控制水 自 箱及 供水 管路 的敷 设 ， 压二 次 降尘 装 置 与采 煤 机 负 的连接 。 主要技术 指 标 和水 平 ： 高压 水 泵 额 定 压 力 达 到 １ ａ最大 流 量 在 ４ ５Ｉ ／ 汽 雾 流 拦 截 粉 尘 屏 ０ＭＰ ， ． １ ｈ， １ 。
第１ 第１ ７卷 ０期
总煤泥量 ２ ％ ×回收率 ８％ ＝ ７ ， ０ ０ １８ｔ 每班洗精煤可 提升 ５４ｔ ３ ， 按精煤市场价 ７３ ｔ ６ 计算 ， 则每班通 过 提 升 洗 精 煤 量 可 增 加 利 润 ：６ ｔ×５ ４ｔ＝ ７３ ３
粉 尘就 地净化 ， 阻止和 减少 粉尘 向外扩 散 。
便 于在升 压 过 程 中应 随 时 观 察 有 无 异 常声 音 及 振 动 。第一 次使 用 时先将 位 于高压 泵液 力端 的安全 阀 完全 开启 ， 使泵 处 于低压 启动 ， 减压 阀 的压力进 行 对 合 理 调适 ， 逐渐 调节 到所 需工 作压 力 。
甚至会威胁 矿井 的安全生产 ， 管 已经 采用 了各类 综合 防尘 技术措 施 ， 防尘技术 的应 用还 需进一 步提 尽 但 高。而采煤机负压二次 降尘技术 的应用 ， 正是对采煤机 内外喷雾 降尘 效果的进一 步完善和 补充 ， 具有很好
回采面采煤机负压二次降尘技术应用分析
回采面采煤机负压二次降尘技术应用分析发布时间：2021-04-21T14:29:43.990Z 来源：《科学与技术》2020年第32期作者：田亮[导读] 在采煤机机械化水平不断提升、开采效率不断提升的情况下田亮贵州能渝煤业开发有限责任公司贵州 551802摘要:在采煤机机械化水平不断提升、开采效率不断提升的情况下，工作面产尘量也随之加大。
在实际开采过程当中，较大产尘量的存在，将严重恶化作业环境劳动卫生条件，因巷道当中煤尘的较多沉积而对矿井安全生产造成较大的威胁。
对此，即需要能够结合实际做好综合防尘技术的应用，更好的满足实际生产需求。
关键词：综采工作面;采煤机;降尘;应用分析引言国内经济高速发展必然会消耗大量的化石能源，煤炭消耗占总能源消耗的75％左右，尽管煤炭的燃烧带来了污染问题，但是我国天然气等清洁资源相对匮乏，很难满足工业化生产要求，近几年煤炭消费在总体能源消费中趋于下降，但依然是能源消费的主流。
随着煤炭开采的深入，井下作业变得非常普遍，深井煤矿提高产量的同时，必须处理好粉尘、瓦斯、火灾、透水、顶板等问题，粉尘是困扰煤炭安全生产的隐患之一，尽管相关部门强化对煤矿的安全监管，但每年仍会有煤矿事故和人数伤亡的出现，即使发达国家也不能实现0事故。
煤炭等岩尘的长期吸入对工作人员身体健康有不利影响[1]。
因此必须进行井下粉尘的检测和治理的研究，以保证煤矿的运行安全。
1粉尘的危害煤矿掘进工作面在进行凿岩、爆破、支护、喷浆和矸石装运等作业时会产生大量粉尘，有些粉尘粒径比较大会直接沉降下来，而有些粉尘粒径比较小会悬浮在空中被吸入到人的肺部，这种粉尘被称为呼吸性粉尘。
如果粉尘中含有的SiO2超过10%，这种粉尘就被称为矽尘，对人的危害极大。
而在煤矿掘进作业中，岩石粉碎的过程中会产生大量的SiO2，其悬浮在空中，人体吸入后会受到严重损伤，危及身体健康。
对此，煤矿企业必须要重视掘进工作面的防尘工作。
2煤矿井下粉尘的产生和运动规律在煤炭开采过程中，采掘机、钻眼、炸药爆破、顶板管理等环节均会有矿尘产生，尽管不同矿井矿尘有很大一定的差异，各生产环节的浮尘产生比例大致为：综采工作面产尘量占到整个矿井产尘量超过50%，综采工作面主要产尘地点为割煤作业、支架移架、放煤、煤炭运输和转载、顶板冒落等，掘进工作面产尘量占20％～38％；锚喷作业和运输通风巷道产尘量基本为10％左右；其他作业点也存在微量产尘土。
采掘工作面粉尘综合治理技术的探讨
益的增 长，而忽视 了职业病第一杀手一一 “ 尘肺病”的 出现 ，它以 不流血的 “ 渐进式死亡”威胁着广大煤矿职工的 生命安全 。由于尘 肺病 的形成与粉 尘具有重要 关 系，在综采成为我 国煤炭开采的重要 生产方式之 时 ， 研 究综采工作面粉 尘及其对人的毒害机理具有 重要 意 义 。 本 文 主要 探 讨 采掘 工作 面粉 尘 综合 治 理 技 术 。
一
一
பைடு நூலகம்
器喷射 的水雾和吸人 的空气 、煤尘 所形 成的混合气体 以很 高的速度 从风筒 另一端射 出，形成很 强的负压场 。与此 同时，失速 的雾粒悬 浮于工作面空气 中，也起到较强的降尘作用。 １ ． ２采煤机长筒式负压二次降尘装置 的结构及其使用效果 采煤机长筒式负压二次降尘装置的长筒由普通钢板焊接而成， 分成若 干节 。在长筒 内安 装有两组 主喷嘴，主喷嘴的耗水量约 占总 耗水量 的 ７ Ｏ ％～８ ０ ％。此外，为 了扩大长简两端吸风负压场的分布 范围，提高降尘效果，在 长筒两端各安装一组辅助喷嘴，辅助喷嘴 的耗水量约 占总耗水量 的 ２ ０ ％～３ Ｏ ％。长筒式降尘装置的操作非常 简单，由一个控制 阀控制主 、 辅两对 喷嘴组 。当采煤机向右牵引时， 右滚筒割顶煤，是产尘的主滚筒，此时开启左端主喷嘴组和右端辅 喷嘴组，装置的右端吸风 ，净化右滚筒产尘 ，左端喷射的雾化流靠 卷吸净化左端滚筒 （ 割底煤） 产尘；当采煤机 向左端牵 引时 ，关 闭左 端主喷嘴组和右端辅喷嘴组，开启右端主喷嘴组和左端辅喷嘴组 。 该装置的降尘效果与水压有直接关系，水压高，则雾流速度高 、雾 化程度好、耗水量多、吸风量大，两端 的降尘效果均好 。 ２改进现有 的降尘技术 ２ ． １改进采煤机的截割参数，减少产 尘量 采煤机的产尘量与滚筒 的形状、截齿数量 、形状和布置方式、 滚筒转速 以及 由此而决定 的截割速度 、滚筒 的截深和它 的输送能力 等参数有关 。通过对滚筒运动参数和结构参数 的改进 ，可减少粉尘 的生成 。采用机械方法可 以使单位煤产量 的产尘量 降低 ，但 降幅是 有限度的 。随着采掘机械生产率 的提高 ，只靠机械方法降尘是不 能 解决工作面空气 中含尘浓度超标 问题 的，特别是高产 高效工作面 的 发展 ，采煤机功率大为提 高，生产率 也相应提 高，采煤机 亦能截割 围岩和矸石 ， 这样工作面的含尘 浓度有可能高达 ４ ０ ０ ０ ￣８ ０ ０ ０ ｍ ｇ ／ ｍ ： ， 有 的甚至更 高。 ２ ． ２ 改进截割机构 的内外喷雾技术
大采高综放工作面综合防尘技术应用
图 ２ 二 次 负 压 降 尘 装 置 在 采 煤 机 上 的 安 装 示 意
大采 高综 放工作 面采煤 机 二次负 压 降尘 器 主要 由高压水泵 、供 水 自动控制 水箱 、二次 负压 降尘装 置 及高压管路等组成。采煤机二次负压降尘器 ，利用 设置在工作面巷道由高压水泵、供水 自动控制水箱 组成 的高压 泵站 ，将 低 压水 转 化 成 高 压水 并 通 过沿 巷道 至工作 面敷设 的高压管路 输送 到布 置在采 煤机 两 端 的二次 负压 降尘 装 置 ；二 次负 压 降尘 装置 将 供 给 的 高压水 ，转化成 控 制 采 煤 机滚 筒 割 煤产 尘 源 向 外 扩散 的汽雾 流屏 障 ，实 现 对采 煤 机 滚 筒 割煤 产 尘 的就地净 化 、阻止 和 减少 粉尘 向外 扩 散 。二次 负 压 降尘装置直接安装在采煤机的两端 ，用 Ｍ２４螺栓 固
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忌 第 １０５期
大 采 高综 放 工 作 面 综 合 防 尘 技 术 应 用
史 国跃 ，王永 林
（潞安环 能股份公 司 王庄煤矿 ，山西 长 治 ０４６０３１）
摘 要 ：针对大采高综放工作 面煤尘浓度 的增大 ，通过 采用采煤 机二次 负压降尘 器 、风 巷净化水 幕粉尘传 感器及红外线控制 自动喷雾装置等一系列综合 防尘技 术 ，有 效地 降低 了粉尘 浓度 ，改善 了作 业环境 ，保障 了职工 的身体健康 。 关键词 ：大采高 ；综放工作面 ；综合 防尘 中图分类号 ：ＴＤ７１４ ．４ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１００５．２７９８（２００８）０７．００８０．０２
（ａ）装置原理 图
３ 工作面风巷粉尘防治技术
６２０３大采 高 综 放 工 作 面 回风 巷 净 化 水 幕 粉 尘 传感 器及 红外 控制 自动 喷雾 装 置 ，可 根 据 粉 尘浓 度 和行 人通 过 自动开启 或关 闭水 幕 ，科 学合 理 ，自动化 水平 高 ，实 用性 强 ，传感 器 及红外 线控 制 自动 喷雾装 置原 理及 安装方 式 ，见 图 ３。该 装 置 主要 由主控 器 、 电动 球 阀 、粉尘 传感 器 、红 外 线 传 感器 四 部分 组 成 。 原理 是通 过粉尘 传感 器监 测 回风巷 粉尘浓 度 的变化 来控 制喷雾 水幕 的 开关 ，实 现依 据 环 境 粉 尘浓 度 自 动 防尘 的 目的 。人 员通 过 时 ，当红 外 传感 器 检 测 到 矿灯 通光量 的变 化后 ，强制 控制 喷雾水 幕关 闭 ，待人 员通 过后 ，再 转入 粉尘 传感 器控 制 。
综采工作面自动降尘技术研究与应用
综采工作面自动降尘技术研究与应用随着煤炭资源的不断开采和利用，煤矿工作面的降尘工作成为了亟需解决的问题。
传统的降尘方法主要是依靠人工操作和简单的喷洒水雾来控制煤尘扬尘，但由于煤矿工作面开采作业复杂、环境条件恶劣等原因，这种方法难以达到良好的降尘效果。
现如今煤矿行业急需研发一种能够实现自动化降尘的技术，综采工作面自动降尘技术因此应运而生。
煤矿工作面开采作业所产生的煤尘扬尘对矿工身体健康和环境保护造成了严重的影响。
煤尘飞扬会导致空气污染，严重影响周边地区的空气质量，对周围农作物、水源甚至周边居民的健康造成危害。
煤尘扬尘也容易引发火灾和爆炸等安全事故，给煤矿安全生产带来了巨大的隐患。
研发一种能够实现自动化降尘的技术，对于改善煤矿工作环境、提高煤矿安全生产水平具有十分重要的意义。
目前，国内外对于综采工作面自动降尘技术的研究还处于起步阶段，相关的研究成果并不多。
综采工作面自动降尘技术研究主要包括降尘原理的研究、降尘设备的研发和降尘系统的构建等方面。
1. 降尘原理的研究综采工作面自动降尘技术需要根据煤矿工作面开采环境特点和尘埃形成机制，确定降尘原理。
目前，通过机械搅拌、湿式分散、电场作用等方法，以及抑尘剂和煤尘结构改性等措施来实现对煤尘的降尘效果。
研究人员需深入理解煤尘颗粒的物理化学特性和扬尘机制，在此基础上探索降尘原理，为后续降尘设备和系统的研发提供理论依据。
2. 降尘设备的研发综采工作面自动降尘技术需要研发一种适用于煤矿工作面环境的降尘设备，该设备需要具备稳定性好、可靠性高、操作便捷等特点。
目前，国内外研究人员主要研发了喷雾式降尘装置、局部抑尘罩、湿式抑尘设备、离子风场等降尘设备，并进一步进行了实验验证。
但由于煤矿工作面环境复杂，降尘设备在实际应用中还存在着技术难点和问题需要解决。
3. 降尘系统的构建综采工作面自动降尘技术需要通过将降尘设备、传感器、控制器等硬件设备进行集成，构建出完善的降尘系统。
该系统需能够实现对工作面降尘设备的智能控制、实时监测和数据传输等功能。
负压诱导除尘技术在采煤工作面的应用
ｃｓ ｏ０＝ ０ ｈ —Ｆ 、 Ｆ Ｆ ‰ ／
生产期 间传统 的除尘方 法都 用上 了 ，然 而工作 面正 常生产 时产尘量仍然 惊人 。为 此 ，该矿 采用 负压诱 导 除尘新 技术 来解决工作面煤尘 问题 ，收到 了较好 的效果 。
１ 负压诱 导 除尘技 术 的设 备构 成及 工作 原理 １ １ 负压 诱 导除 尘技 术的设备 构成 ．
负压诱导除尘技 术是 一种 除尘新 技术 ，负压诱 导 除尘 技术采用气 水混合式 喷雾 ，每个 喷雾 头连接 一根水 管 和一 根 气管 ，每一个 喷头 的高速 汽雾射 流 可以在 其周 围形成 一
个负压 区来进行 除尘 。每个 喷雾头 所需水 是 由建立 在地 面
的水仓经过井 下供水 管路 提供 的 ；而每 个喷雾 头所 需 的高 压空气是 由设 置在采 区配电点 附近 的 Ｗ 一 ．／ ３ ０ ６一Ｃ型矿 用 活塞式空气压缩 机提 供 的。该 型号 矿用 活塞式 空气 压缩 机 的电机 功 率 为 ２ ｋ ２ Ｗ，排 气 量 为 ３ ８ ｖｎ ． ｍ ／ａ ，额 定 压 力 为 ｉ
器 过滤 后 ，煤尘在风机 内部离心分离 以水煤泥 的形式排 出。 粉 尘湿 润是液体 将尘 粒表 面气体 挤 出后 ，在其表 面铺 展 的过 程 。在 这一 过程 中，固一气 界面 消失 ，形 成 固一 液 界 面和 液一气 界 面，所 以湿润 过程 也就 是 固一液一气 三相 界 面上表 面能变 化 的过程 。粉 尘 的湿润性 是决 定喷雾 除尘 效果 的重要 因素 ，它 取决 于液体 和尘粒 表 面的接 触角 。接 触角 ０是指液体和尘粒界 面与液体表 面的切线 （ Ｂ） 的夹 Ａ 问
１ ２ 负压诱 导 除尘技 术 的工作 原理 ．
综放工作面采煤机负压二次降尘技术的研究与应用
随 着 综 放 开 采 的推 广 ， 放 开 采 高 产 、 效 、 综 高 低 耗 的优 点 日益 凸 现 ， 综 放 工 作 面 所 固有 的 产 但
尘 点 多 、 尘 量 大 、 尘 污 染 严 重 的 问 题 也 越 来 越 产 粉
多 ２ ％ ～３ ％ ； 架 放 煤 产 尘 ； 架 移 架 时 产 尘 。 ０ ０ 支 支
摘
要： 综放 工作 面 的 尘源 中采 煤机 的 产 尘约 占总 尘量的 一半 左 右 ， 文通 过兴 隆 庄煤 矿“ 本 综放 工作 面采
煤机 负压二 次降 尘技 术” 的现 场研 究及 应 用 ， 比较有 效地 解 决 了采 煤 机 的产 尘 问题 ， 明显 改善 了采 煤工 作 面的
劳动 环境 。
Ｊ ｎ． ０ ２ ｕ ２ ０
文 章 编 号 ：０ ０—２ ０ （ ０ ２ ０ １０ ３ ８ ２ ０ ） ２—０ ７ ０ ９—０ ４
综 放 工 作 面 采 煤 机 负 压 二 次 降 尘 技 术 的 研 究 与应 用
张 连 勇 ’ 邢 士 军 ’陈 龙 高’ 张 忠 阳 ， ， ，
（． 州矿业 集 团 兴 隆庄堞 矿 ， 东 充 州 ２ ２０ １兖 山 ７ １２；２ 梁 山县 建 筑 设 计 院 ， 东 梁 山 ２ ２ ０ ． 山 ７ ６ ０）
Ｓ ｅ Ｓ Ｎｅ ａ ｉ ｅ Ｐｒ ｓ ｕｒ ｎ ｌｙ Ｍ ｅ ｈａ ｉ ｅ ｂｌ ｖ ｌＣａ ｉ ｃ ｈｅ ｒ ｒ’ ｇ ｔｖ ｅ ｓ ｅ ｉ Ｆｕ ｌ ｃ ｎ ｚ ｄ Ｓｕ ｅ ｅ ｖ ｎｇ Ｆａ ｅ
Ｚ ＨＡＮＧ ｉｎｙ ｎ ＸＩ Ｌ ａ —ｏ ｇ， ＮＧ ｈ— ｎ ＣＨ ｏ ｇ ｇ ｏ Ｚ Ｓ ｉ ｕ ， ＥＮ Ｌ ｎ －ａ ， ＨＡ ｊ ＮＧ ｈ ｎ －ａ ｇ Ｚ ｏ ｇｙ ｎ
掘进机负压二次喷雾降尘装置的分析
掘进机负压二次喷雾降尘装置的分析摘要：对于既有降尘设备降尘效率不高，不能适应综采作业面降尘要求的现状，研制出了负压二次喷雾降尘设备，如ZPJ-0.2/0.4掘进机用喷雾降尘设备。
该设备可以在采取全覆盖水雾除尘前提下，依靠负压吸入式降尘设备过滤工作面气体。
验证结果表明，负压二次喷雾降尘设备对全尘与呼吸尘的下沉效率分别上升了43.42%与43.6%，降尘效果明显。
关键词：掘进机；喷雾降尘；煤矿掘进机是矿井综采工作的关键机械设施，有利于提升井底综采效率。
为防止掘进机运行时形成的粉尘随巷道中的气流分散干扰井底工作安全，一般在掘进机上增加喷雾降尘设备，如今最常见的外喷雾降尘设备运行时出现的水雾是平面状，既不能全覆盖下降大面积粉尘，并且耗水量多、降尘效率不高，所以，要研制出新的喷雾降尘产品，提高对环境中各类粉尘颗粒的下降性能。
1、概述ZPJ-0.2/0.4掘进机配备的喷雾降尘设备，依靠压缩气体驱动，运行时没有裸露旋转件（下面简称装置）是满足国内矿井多种掘进机应用的先进喷雾除尘设备。
装置应用标准：MT/T 240-1997《煤矿降尘用喷嘴通用技术条件》与Q/ZW40-2018《ZPJ-0.2/0.4掘进机用喷雾降尘设备》。
装置稳定运行条件如下：a)允许风速（0～10）m/s；b)运行温度（0～80）˚Ｃ；c)相对湿度小于95%（＋25˚Ｃ）；d)可以用于带甲烷的矿井中。
型号与含义：Z P J -0.2/0.4额定水压/额定气压，MPa掘进机用喷雾装置2、结构特点及运行原理装置包含风水联动开关设备、高精密压风及压力水过滤设备、风水磁化平衡设备与脉冲风雾发生器设备，风雾发生器固定器与高压胶管等。
依靠人工移动风水联动开关设备并启动压风与静压水，静压水通依靠管路流进风水磁化平衡设备，压风也通过管道同步送进风水磁化平衡设备，通过磁化之后静压水与压风分别送入设置在风雾脉冲发生设备，压风与静压水于风雾脉冲发生设备中混合后由喷口部位朝外扩散的飞速、微细脉动式飞速汽水风雾流，飞速汽水风雾流喷入掘进机截割头部位，完成对掘进机截割头割煤粉尘的就地净化、避免与削减粉尘分散[1]。
综放工作面综合降尘技术及应用
采煤机负压二次降尘器，利用设置在工作面顺槽 由高压水泵 、 供水 自动控 制水箱组成 的高压 泵站， 将低压水 转化成高 压水并通过 沿顺槽至工作面敷设的高压管路输送到布置在采煤机两端头上 的负 压二次除尘装置。负压二次除尘装置将供给的高压水 ，转化成控制 采煤机滚筒割煤产尘源向外扩散的汽雾流屏障和局部含尘风流净化 除尘系统，实现对采煤机滚筒割煤产尘 的就地净化 、阻止和减少粉 尘向外扩散。
尘危害的有效途径。
图 １注 水钻 孔 布 置 不 意 图
３ ． ２ 采 煤 机 二 次 负压 降 尘
２综放 工作面产 尘分析 综放工作面 的主要产尘源 有采煤机割煤及刮板输送机装煤 、工 作面移架 、放煤 口放煤 、破碎 机破 煤等生产工序 及环节 。采煤机割 煤是综放面最大 的产尘 点，持 续时间长，是动态产尘源， 占整个产 尘源的 ６ ０ ％ 左右 ；移架期 间产 尘点较多，粉尘治理困难 ，该部分粉 尘 中粒 径 大 的较 多 ；放 煤 口附 近风 速 较 低 、 风 量 小 ， 放 煤 过 程 中大 量 的粉尘 易向人 行道扩散 破 碎机破碎煤时也易产生大量的粉尘 ， 而且运输过程 中会造 成二次扬 尘、扩散污染环境 。由此可 以看 出， 综放工作面产尘 点较 多，分布广泛 ，产尘量大 ，单一 的粉尘防治措 施不能够有 效的控制 粉尘浓度，采取综合防尘措施是 降低工作面粉 尘 浓 度 的 必然 选 择 。 ３ 综放工作面综合防尘技术 ３ ． １煤层注水降尘 煤层注水防尘 ，是通过钻孔利用水 的压力将水注入 即将采掘 的 煤层 中，增加煤 的水分 ，使煤体 得到湿 润，并 降低煤 的强度和脆性 ， 增加塑性，从根本上降低采煤时各道工序产生 的粉尘量 。煤层注水 技 术是 综 合 防 尘 措 施 中最 基 本 、 最 有 效 的防 尘 措 施 ，近 二 十 年 在 我 国各矿 得到非常广泛的应用 。煤层注水 降尘机理主要为 ：（ １ ）润湿 了煤体 内的原生煤尘 。水进入裂隙后 ，可将其 中的原生煤尘在煤体 未破碎 前预先润 湿，使 其失去飞扬 的能力 ，从而有效 消除尘源 。（ ２ ） 有效地 包裹了煤体的每一个细小部分 。（ ３ ）改变煤体 的物理力 学性 质，水 进入煤体后使其塑性增强 ，脆性减弱 ，改变 了煤 的物理 力学 性质，当煤体因开采而改变 了煤体 的结构和物理力学性质 。煤层注 水工艺如下： （ １ ）采用工作 面双侧 长钻孔 注水方 式，钻孑 Ｌ 长度为 ７ ０ ｍ ，钻孔 间距为 ｌ Ｏ ｍ ；
负压消尘系统在南山矿综放工作面应用和推广论文
负压消尘系统在南山矿综放工作面的应用和推广综采放顶煤技术机械化程度高、生产效率高、地质条件适应性强、巷道掘进率低、搬家次数少、生产成本低、易于实现单机单面高产，是南山矿建设高产高效现代化优强矿井的关键。
综放技术具有前部采机割硬帮煤、后部依靠矿压使顶煤冒落的工艺特点，工作面煤尘较大一直是一个很突出的问题。
工人作业环境差，存在安全生产隐患。
南山矿属高突矿井，瓦斯绝对涌出量较大，为防止瓦斯超限，工作面配风量较大，致使煤尘问题更加严重。
为彻底解决综放面防尘的技术难题，南山矿领导决定与中国矿大技术人员合作，在综采一、二队工作面试验中国矿大最新研制的负压除尘技术。
1.综采二队工作面要素综采二队开采盆底区15-2层南翼一分段底板层综放面，区段长度780米，初期走向430米，工作面长度150米，开采初期平均煤厚10.5米。
经采过一分层后，剩余煤厚7米，初期煤层层理及节理较发育，顶煤破坏度较好。
在开采后期本层煤煤厚变为11米，可采储量136.86万吨。
本区瓦斯含量较大，瓦斯绝对涌出量工作面5m3/min，瓦斯尾巷7.5m3/min，未发生过煤与瓦斯突出现象。
工作面配风量1050m3/min。
工作面总计安装112组zf2800/16/24b型轻型低位放顶煤液压支架，最大采高2.4m；两端6架zf3000/17/26型低位放顶煤专用端头过渡支架，最大采高2.6m。
工作面前部采用sgd-630/180型单中链可弯曲刮板运输机，后部采用sgz-730/320型双中链可弯曲刮板运输机。
采煤机采用mg-150/375-w型双滚筒采煤机，滚筒直径1.4m。
2.除尘系统组成及主要参数（1）采煤机h2g-4型除尘器。
（2）支架前梁（前部运输机）h2g-2型除尘器。
（3）支架尾梁（后部运输机）h2g-2a型除尘器。
（4）泵站xqb110/20型清水泵、w30qx型清水箱。
（5）φ25和φ10高压管路，相应的管接头。
3.除尘器工作原理除尘器应用了1、水雾活塞原理；2、超细粒子亲和原理3、高压水雾的卷吸与屏蔽原理等三项基本原理。
煤矿二次负压降尘系统流场仿真及参数优化
煤矿二次负压降尘系统流场仿真及参数优化综采工作面的煤矿粉尘问题严重影响了煤矿井下的安全生产,危害了职工的身体健康。
因此,了解综采工作面滚筒割煤时产尘的扩散规律,加强对喷雾降尘机理的研究,提高降尘系统的降尘效率,降低工作面粉尘浓度,改善工作环境,为综采工作面的高效生产提供安全保障具有非常重要的意义。
二次负压降尘器是一种通过高速喷射水雾,利用水雾活塞原理形成的负压来达到卷吸粉尘并净化的高效降尘装置。
本文基于流体力学理论,利用计算流体动力学软件ANSYS FLUENT对二次负压降尘器喷管的内外流场进行了数值模拟仿真,为优化其结构和工作参数匹配提供了理论参考。
通过观察分析喷管内流场的仿真结果,可以得出不同的喷嘴喷射角度、喷射压力和喷管结构对二次负压降尘装置内部流场的影响规律,即其他条件不变时,随着喷嘴喷射角的增加,喷管吸气口端面边缘处的压力越来越大;随着喷射水压的不断提高,喷管喉管处产生的负压越来越强,即相对真空度也会逐渐变大;渐扩管长度一定时,随着扩散角度的增加,形成的负压,由开始的出口中心处比边缘强,逐渐转换为出口边缘处的负压比中心区域强,渐扩管角度变大出口端面的面积也随之增加,负压吸尘的面积范围也会变大,出口边缘的负压越大,越有利于对漂浮在出口附近的粉尘进行吸附,捕捉,沉降。
通过正交优化试验,观察分析喷管外流场的仿真结果得出,在其他工况一定的情况下,喷嘴口径、喉管长度、喷射水压和渐扩管扩散角度对喷管外部速度流场的变化和气液比都有影响。
各因素对喷管外速度流场降为零的距离影响由大到小依次是喷射水压、喷嘴口径、渐扩管角度和喉管长度。
对气液比的影响由大到小依次是喷嘴口径、喷射水压、渐扩管角度和喉管长度。
喉管的长度对气液比和喷管外部速度流场的影响效果很小,所以,在现场实际安装过程中,可以根据安装空间的大小进行适当的缩短,达到节省安装空间使装置结构紧凑的效果。
掘进机外喷雾负压二次降尘装置的研制与应用
掘进机外喷雾负压二次降尘装置的研制与应用聂文;程卫民;周刚;薛娇;崔向飞【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)012【摘要】为了有效喷雾沉降综掘工作面掘进机截割产尘,数值模拟确定了喷雾负压二次吸风装置吸风及内部风流场的运移规律,研制了可形成完全覆盖截割产尘的水雾幕及对截割臂周围粉尘有效吸入净化的新型掘进机外喷雾负压二次降尘装置,并对其性能进行了测定实验,结果表明:喷雾压力由2 MPa增大至8 MPa过程中,选用喷嘴在4 MPa压力时,喷雾场雾化角及距喷口1.5m处雾滴群的索特平均直径D32分别为87.6°及56.295 μm,综合雾化性能最优,新型装置的气液比先增大后减小,4 MPa时达到最大值1.269,因此,选定4 MPa为最佳喷雾压力;新型装置的现场试验结果表明:相对于原有方式,对全尘和呼尘的平均降尘率分别提高了19.4％和20.1％,其中,负压二次降尘分别提高了6.0％和6.5％.【总页数】7页(P2446-2452)【作者】聂文;程卫民;周刚;薛娇;崔向飞【作者单位】山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛266590;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛266590;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛266590;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛266590;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】TD714.2【相关文献】1.综掘工作面掘进机负压二次降尘装置的研究与应用 [J], 侯建龙2.基于负压二次降尘装置的自动降尘系统设计与应用 [J], 陈江波;曹爱霞;曾实现;岳庆超3.负压二次降尘技术在半煤岩掘进机上的的应用 [J], 马旭;张祥云4.掘进机负压二次喷雾降尘装置的研究 [J], 冯海钢;唐云鹏5.负压二次降尘技术在半煤岩掘进机上的应用 [J], 李剑峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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负压二次降尘装置在采煤工作面的应用
【摘要】针对采煤机截割煤过程中产尘量大，粉尘分散，污染严重的现状，采用在采煤机上安装负压二次降尘装置，把静压水转化为高压气雾流屏障和局部含尘卷吸风流净化除尘系统，有效降低粉尘浓度。
【关键词】负压二次降尘装置；降尘措施
1.引言
随着煤矿采掘机械化程度的提高，生产过程中的产生的粉尘量也大幅增加，粉尘治理的难度不断增加。
煤矿井下作业场所高浓度粉尘正在严重威胁着职工的生命安全和身体健康。
采煤机截割头附近是采煤工作面的主要尘源，当采煤机截齿切割煤体以及由螺旋叶片或涡形管进一步进行破碎时，会产生大量的煤尘。
产尘主要原因有：①截煤时，截齿刀尖前的煤被压实而成固压核，当接触力增加到极限值时，固压核被压碎产生煤尘；②大块煤采落后，紧跟在后面的截齿切割厚度减小，增加了产尘量；③被割下和被滚筒抛出的煤，在弹性恢复时沿裂缝继续分离成更小煤块，同时产生煤尘；④截齿磨钝后，各刃面变成了弧面，与煤碾压和摩擦产生粉尘；
⑤截齿对煤体的冲击，割下来的煤互相碰撞及滚筒螺旋叶片装煤时的二次破碎产生煤尘[1-4]。
2.负压二次降尘装置原理简介
采煤机在工作面的移动，增加了粉尘的污染范围和粉尘治理的难度。
为有效治理采煤机割煤过程中产生的粉尘，成庄矿在4219采放顶煤工作面采用重庆兆巍公司生产的KCP-2F型采煤机负压二次降尘装置，取得了良好效果。
2.1负压二次降尘装置主要配置及工作原理
KCP-2F型采煤机负压二次降尘器主要由BPZ75/12型高压水泵、供水自动控制水箱、负压二次除尘装置及高压管路等组成。
利用设置在工作面顺槽由高压泵、供水自动控制水箱组成的高压泵站，将低压水转化成高压水并通过沿顺槽至工作面敷设的高压管路输送到布置在采煤机两端头上的负压二次除尘装置；负压二次除尘装置将供给的高压水，转化成控制采煤机滚筒割煤产尘源向外扩散的汽雾流屏障和局部含尘风流净化除尘系统，实现对采煤机滚筒割煤产尘的就地净化、阻止和减少粉尘向外扩散。
其中各装置的技术参数如表1，2所示。
2.2 技术参数
表2 负压二次除尘装置技术参数
汽雾流拦截粉尘屏障张开角度处理含尘风量/ m3/min
55--82° 80-100
2.3负压二次降尘装置的安装、改造
（1）供水系统的安装
由高压水泵、自动供水控制水箱组成的采煤机负压降尘器高压供水系统安装见图1。
图1 采煤机负压降尘器高压供水系统示意图
1—高压泵站；2—高压供水管（管径Φ25，从顺槽泵站至工作面）；3—节头（Φ25—Φ25）；4—高压供水管（管径Φ25，从工作面中间至采煤机）；5—自动供水控制水箱；6—水箱内置过滤器；7—高压水泵
可以采用高压泵的出水用φ25mm高压胶管连接至进风巷的防尘管路上至工作面，工作面电缆槽中敷设φ25mm高压胶管一头与进风巷的防尘管路连接，一头与采煤机相连，从采煤机接入处在分别接两根φ13mm高压胶管至两滚筒上新安装的二次降尘装置上。
（2）负压二次降尘喷雾在工作面的安装
根据现场条件，由于采煤机在运行过程中摇臂要不断升高或降低，因此防尘装置的安装要以不影响采煤机运行为前提，出厂设计的卡式安装装置显得笨重，必须更换为钢带连接，卡在机组的前后截割箱上，安装示意图见图2。
图2 负压二次除尘装置在采煤机上的安装示意图
3.应用效果考察
3.1 工作面概况
4219综放工作面平均斜长180米，走向长772.8米，平均采高4.85米，采用倾斜长壁后退式综合机械化放顶煤采煤法，该工作面的通风方式为“一进两回”通风，工作面配风量916 m3/min，风速为1.29m/s。
3.2负压二次降尘装置的试用情况
2011年3月份，成庄矿4219综放工作面安装了采煤机负压二次降尘装置，该装置的高压水泵和自动供水控制水箱放置在2205进风巷的乳化液泵站处，高压泵的出水用φ25mm高压胶管连接至进风巷的防尘管路上至工作面，工作面电缆槽中敷设φ25mm高压胶管一头与进风巷的防尘管路连接，一头与采煤机相连，
从采煤机接入处在分别接两根φ13mm高压胶管至两滚筒上新安装的二次降尘装置上。
开启高压水泵后，经调试，防尘水压达到了10MPa，负压二次降尘装置的8个喷嘴雾化效果良好，但经过一段时间试运行，发现存在以下问题：
①高压泵水箱水满后，水箱进水关不严，导致进水管仍不断进水。
②采煤机开停装置与泵站高压泵未实行连锁，操作不方便，不能保证负压二次降尘装置的正常使用。
③虽然高压水泵显示供水压力已达10MPa，但由于喷雾口径太大，造成负压二次降尘装置喷嘴出水雾化效果不佳，降尘效果不太理想。
针对以上发现的问题，采用了以下办法解决：
①对水箱的堵芯进行了重新加工设计并更换，解决了水箱进水关不严现象。
②把二次负压降尘装置的8个喷嘴全部更换成高压小口径喷嘴，提高出水压力，强化雾化效果，雾化程度有了明显提高。
③从开启高压水泵的80A开关上接出一趟高压电缆，接到控制采煤机组的总控开关上，实现电气连锁。
采煤机送电开启的同时，高压水泵开始加压运行。
4. 除尘效果
为了解负压二次降尘装置的降尘效果，在负压二次降尘装置投入正常运行的前后，我们对工作面采煤机组司机处、机组后、工作面回风流、工作面等主要地点的粉尘浓度进行了测定，结果表明，工作面粉尘浓度平均降低了51.64%（见表3），有效改善了工作面的作业环境。
另外，使用负压二次降尘装置后，工作面的供水压力增加3倍的情况下，用水量减少了50%（见表4）。
表4 供水参数对比表
降尘方式喷嘴类型流量（L/min）供水压力（Mpa）
静压喷雾普通喷嘴180 2
高压喷雾高压喷嘴90 6
5.结论和建议
通过负压二次降尘装置在成庄矿4219综放面的应用，证明负压二次降尘装置降尘效果明显，工作面作业环境有了明显改善。
①特有的负压卷吸功能能够有效降低飞扬粉尘浓度，保障了职工身体健康，改善了作业环境。
②高压供水开关与采煤机组实现联动，保证了负压二次降尘装置的正常使用，不受人工操作的限制。
③采用二次负压降尘用水量少，供水压力大，雾化程度好。
④在使用中高压供水泵要尽量与控制机组的开关靠近，这样需要在工作面安装初期在开关架上布置一节空开关架，专门摆放高压水泵及箱体，可用很短的电缆实现高压泵与机组连锁，最终确保机组防尘装置实现自动化，不受人为因素影响。
参考文献：
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[2] 钱尊兴，李玉元.采煤机高压喷雾及负压二次降尘技术的试验与应用[J].工业安全与环保，2001，（10）：7-8.
[3] 秦文贵，张延松.采煤机负压二次降尘自动化技术实践[J].工业安全与防尘，2001，（3）：15-17.
[4] 胡金玉，吴兰荪.采煤机负压二次降尘技术[J].煤矿机电，2001，（2）：37-39.。