三高、两隔、一监控”综合防尘技术研究及应用1015

5 应用效果
5.1高压煤层注水效果
在桃园矿Ⅱ1023里机巷巷帮实施注水，考察高压煤层注水的效果，具体 结果如下表1
钻孔编号 煤样深度（m） 3 1 7 3.71 3.56 3.25 3.16 2.34 2.09 2 7 3.68 3.51 3.31 3.09 2.32 2.11 3 7 3.74 3.59 3.36 3.14 2.41 2.04 4 8 3.67 3.47 3.26 3.20 2.36 2.12 5 8 2.76 3.54 3.32 3.11 2.44 2.16
2.3高效化学降尘
原理
在防尘用水中添加降尘剂，提高降尘除尘效果。降尘剂是
一种表面活性剂，由亲水基和亲油基两种不同性质的基团 组成。添加后，在水液表面形成界面吸附层，一方面降低 水溶液表面张力，消除水雾和粉尘颗粒电荷相斥性，另一
方面增加亲油基和尘粒吸附作用。
现场应用技术装备与工艺：
现场采集煤岩样送实验室，通过组建的煤样润湿效果测试装置，选择多种 表面活性剂溶液，并配置成多种浓度，通过正交实验方法优选出润湿时间 最短、煤样含水率增加最高的表面活性剂，确定不同煤样所需的高效除尘 化学添加剂及其浓度配比。
“三高、两隔、一监控”综合防尘技术 研究及应用
汇报人：葛春贵
淮北矿业集团 总工程师
1 2 3 4
前言 “三高”减尘除尘技术 “两隔”隔尘技术 “一监控” 控尘技术 应用效果 结语
5
6
1 前言
淮北矿业集团经过多年探索研究，集成创新，建立 了掘进工作面 “三高、两隔、一监控”粉尘综合防 治技术模式， “三高”（煤巷高压煤层注水或岩巷 高效除尘风机、高压微孔喷雾、高效化学除尘）， “两隔”（高低浓度粉尘区间隔离 、高浓区域人员 与粉尘隔离），“一监控”（粉尘浓度自动监控） 。该技术有效解决了掘进工作面粉尘防治难题。
配套装置为矿用湿式除尘风机，配合风流转化器使用。综掘机割岩时，开 启除尘风机。综掘机截割产生的大量粉尘即被除尘风机吸入，经水过滤装 置进行除尘后，通过除尘风机后骨架风筒引至降尘水幕前，再经过高效隔 尘水幕和高压微孔喷雾系统进行二次降尘后，排放到巷道回风流中，最大 限度的减少粉尘污染空间。
3 “两隔”隔尘技术
3.1 高、低浓度粉尘区间隔离技术
采用高效降尘喷雾装置、隔尘水幕，将高浓度粉尘 区间与低浓度粉尘区间隔离。
现场应用技术装备与工艺：
该系统由高效降尘喷雾装置、隔尘水幕两部分组成；在综掘机后40～100m范围 内设置全断面降尘水幕组，每组水幕设置2～3道间隔不大于5m的水幕，全断面 挡严，并随着掘进作业向前推进，定期向前挪移。降尘水幕沿巷道轮廓用钢管 加工成骨架，中间留有能够开关灵活的门，不影响正常过人、过车及运料。水 幕上方安装全断面高压微孔喷雾，喷雾水源由注水泵提供，水源内添加捕尘剂
2.4高效除尘风机技术（岩巷综掘工作面）
原理
当综掘机作业时，开启除尘风机，利用高速旋转的风叶轮 所产生的负压，将粉尘吸入风机，经叶轮前喷水雾化装置，
使空气、水、尘混合形成尘雨，经分叉风道流向除尘器，
在除尘器过滤网中被净化。流动的水将过滤网上的粉尘， 不断冲洗下来，流向沉淀水箱。
现场应用技术装备与工艺：
Ⅱ1023机巷
煤
2011年4月22日
添加捕尘剂供给水幕喷雾用水和普通水源，减尘幅度提高了1.4倍。
6 结语
淮北矿业按照“源头少产尘、产尘不接尘、接尘不吸尘”的工作思 路，遵循“减尘、除尘、隔尘和管控”的防治流程，在掘进工作面
研发了“三高、两隔、一监控”综合防尘技术，形成了相应的技术装
备及工艺，现场应用效果显著。 “三高、两隔、一监控”综合防尘技术，立足源头治理、强化过程管 控、注重个人防护，全方位、全过程治理各工序产生的粉尘，有效 降低了掘进工作面的粉尘浓度。 截至去年底，淮北矿业接尘职工约4.7万人，尘肺病检出率为0.2%， 远低于全国平均水平，有效保护了职工的身心健康，保证矿井安全 生产。该技术得到了安徽煤监局、省经信委的肯定，并在全省推广 ，还先后得到了中华全国总工会、共青团中央和中国煤炭工业协会
(mg/m3) 业(mg/m3)
Ⅱ1024机巷
Ⅱ1024机巷 Ⅱ1024机巷 Ⅱ1024机巷 Ⅱ1024机巷
煤
煤 煤 煤 煤
2011年4月18日
2011年4月19日 2011年4月20日 2011年4月21日 2011年4月22日
71.7
73.8 81.35 77.86 73.26
18.4
20.7 24.1 20.56 20.2
4 “一监控”控尘技术
F2
高 效 降 尘 水 幕 装 置
F1
监控分站
粉尘超限自动喷雾装置
综掘机
电磁阀
D

综掘工作面安装F1、F2两台粉尘浓度传感器采集粉尘数据，通过粉尘超限自动喷雾装 置、监控分站与煤矿安全监控系统联网，粉尘浓度传感器悬挂在距顶不大于0.3m，距 帮不小于0.2m的范围内，安装数量不少于2台/面。
Ⅱ1023机巷 Ⅱ1023机巷
煤 煤
2011年4月18日 2011年4月19日
7.42 8.35
2.98 4.95
5.3 5.8
2.1 3.6
Ⅱ1023机巷
Ⅱ1023机巷
煤
煤
2011年4月20日
2011年4月21日
7.61
7.24 6.6
4.76
4.51 3.92
5.4
5.1 4.4
3.5
3.2 2.8
2.2高压微孔喷雾降尘技术
原理
现场应用技术装备与工艺：
配套装置为高压煤层注水泵站和高效降尘水幕喷雾装置。为了弥补综 掘机内、外喷雾效果差的不足，提高粉尘防治效果，在综掘工作面增设2 ～3套高压微孔微雾除尘装置，安设位置为综掘机后40～100m范围内，设 置在降尘水幕上方、距离顶板约0.6m。喷雾采用“工”字型设计，上下双 层，上层四个喷嘴，下层六个喷嘴，每个喷嘴均有一定的夹角。在高压注 水泵提供的16MPa高压驱动下，水流从微孔喷射而出，形成强雾化区，再 配合覆盖全断面的降尘水幕隔断粉尘传播，实现隔尘和降尘效果。
31.8
33.37 36.84 34.68 33.16
8.2
9.27 8.28 9.12 9.04
效果分析：从上述表中可以看出，普通煤层注水方法及添加剂注水方法与没 有注水前，粉尘浓度分别下降54.1%和79.6%，减尘效果非常显著。
5.4
高效隔尘水幕效果
地点
岩 性
时间
普通水源粉尘浓度 捕尘剂粉尘浓度 （全尘） （全尘） 掘进机 多工序 掘进机作 多工序 作业 业 3) 3 (mg/m (mg/m3) (mg/m3) (mg/m )
的好评和认可。
谢
谢
请批评指正！
，提高吸尘效果 。
3.2 作业面人与高浓粉尘隔离技术
压缩空气
初级油、水 分离器 去除油、水
超 细 过 滤 带
活性炭 分级过 滤调压 装置 去除有机气体 及异味提高空 气洁净度和舒 适感
口罩 口罩 口罩
去除压缩空 气中的微尘
工作原理
ຫໍສະໝຸດ Baidu
现场应用技术装备与工艺：
采用ZJY—2型全面罩正压呼吸装置，所用的新鲜空气提供路径为压风管路提供 ，空气源→油污、杂质、异味过滤器（活性炭）→清洁空气→减压阀→特种面罩 →人体口鼻，中间经过特制的油水分离过滤、活性炭过滤和活性炭树脂滤膜精细 过滤三级过滤，配置简便实用的专用调节减压阀，为新型全封闭正压呼吸面罩提 供风量适宜、空气清新的呼吸空气，通过正压面罩供人呼吸，消除粉尘对作业人 员的伤害。
2 “三高” 减尘除尘技术
2.1煤层高压注水减尘技术（煤巷掘进工作面）
原理
现场应用技术装备与工艺：
配套装置为高压水泵、水箱、手持风钻、螺旋钻杆、水压式封孔器等。掘
进作业前，在迎头垂直煤壁，施工一组3～5个钻孔（现场可根据巷道断面调整
）、孔径42mm、孔深6～8m的注水孔，呈三（五）花型，孔间距2m。使用封孔注 水器进行注水，以邻孔出水和煤壁出现湿润挂汗为一个孔注水工作完成的标志 ，注水时间一般为8～12分钟，注水压力不低于8MPa。
高压微孔喷雾除尘装置现场实测数据如下表
测试地点 设施安装前 全尘mg/m3 83.33 34.51 2.02 设施安装 全尘增建 降尘率% 后全尘 （ +） mg/m3 6.9 5.1 0.9 -76.43 -29.41 1.12 91.7 85.2 55.4
桃园煤矿1001综采 工作面 桃园煤矿四采区运 输上山 桃园煤矿一水平主 运石门


其中传感器F1安装在高效降尘水幕装置前5~10m处，对巷道内粉尘浓度进行实时测量。 当监测数值超过设定值时，传感器自动报警，并通过电磁阀自动打开高效降尘水幕装置 ，实现自动喷雾降尘；低于设定值时，粉尘超限喷雾装置通过电磁阀自动关闭高效降尘 水幕装置。
传感器F2安装在距F1不大于100m的范围内，对净化后的回风流中粉尘浓度进行实时测 量。当监测数值超过标准规定值时，粉尘超限喷雾装置通过煤矿安全监控系统的断电控 制器自动切断综掘机电源，停止破岩，集中除尘；当 F2低于标准规定值时，方可恢复综 掘机供电、作业。
取样钻孔 距注水钻 孔距离
（m）
6 9 12 15
18
效果分析：未注水前，原煤样的含水量为2.16%，注水后3～12m钻孔深度 煤样的含水率得到较大幅度的提高，而15～18m钻孔深度煤样的含水率变 化不大；普通煤层注水湿润半径大约为15m，添加剂注水湿润半径大约为 31m。
5.2
高压微孔喷雾效果
使用QDPW-2型气动高压微雾除尘设施、ZDPW-2型自动高压微雾除尘设施，降尘 效果显著，可明显改善作业环境。
5.3
高效化学除尘效果
以桃园矿Ⅱ1024机巷为例，考察高效化学除尘剂的应用效果。
普通注水粉尘浓度 地点 岩性 时间 掘进机 作业 (mg/m3) 多工序
添加剂注水粉尘浓度 掘进机作 多工序 (mg/m3)