赵各庄矿掘进工作面除尘技术装备的应用
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第３ ５ 卷
第１ 期
河北联合大学学报 （ 自然科学版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｔ ｅ ｄ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎｏ ．１
关 键词 ： 掘进 工作 面 ； 粉尘； 通风 系统 ； 除 尘
摘
要： 掘进 工作 面 的防 尘降 尘是 煤矿 安全 生 产的 重要 工作 ， 主要 介 绍 了 自激 式水膜 除尘 器除
尘原理、 结构特征和工作机理， 分析 了掘进工作面通风除尘系统的工艺参数 ， 并在开滦集 团赵 各庄矿掘进工作面进行 了实际应 用， 达到 了比较好 的除尘效果 ， 有效地改善 了工人 的工作环
点 。为此 ， 该矿的粉尘防治已经达到了刻不容缓的地步了。
１ ２ ２ ４掘进工作面位于二水平轴东采区， 为１ ２煤层掘进工作面， 煤层结构单一 ， 中间含有少量灰 一 灰白
色黄铁矿结核 ， 煤层地板稳定性较差 ， 受底鼓及断层 影响， 煤层及产状变化较大。煤层厚度 １ ． ５ ０～ ２ ． ２ ０ ｍ， 平均厚度 １ ． ８ ４ ｍ； 煤层倾角为 ７ ～ｌ ５ 。 ， 平均为 １ １ 。 。工作面地质条件比较复杂 ， 断层构造极为发育 ， 且断层集
２ 自激式水浴水膜 除尘器
自 激式水浴水膜除尘器属于湿式除尘器中的一种 ， 它充分地利用了流体力学 中的知识 ， 结合巧妙的机械 结构设计 ， 通过节流引导高速气流冲击液面， 可产生具有 良好运动轨迹的水幕 ， 这个水幕可以把含尘气流 中 的粉尘颗粒捕获， 被捕获的粉尘颗粒 由于重力增加而沉降， 从而获得 良好的除尘效果。除尘器结构如图 ２ 所
中分布于风道一侧 ， 断层走向多呈北西方向， 主要为正断层。受断层切割、 牵引作用 ， 断层带附近煤层顶板稳
定性差 ， 煤层厚度及 产状变化 很大 。煤层顶底 板情 况如表 １ 所示 ， 该 工作 面煤层 的 Ｃ Ｈ 绝对 涌 出量 为
Ｏ． ２ ６ ｍ。 ／ ｍｉ ｎ， Ｃ Ｏ 绝对涌 出量为 Ｏ ． ４ １ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 煤尘爆炸指数为 ４ ３ ． １ ９ ％， 煤层 自然发火期为 ８～ １ ５ 个月。掘
褐色细腻、 含根化石 、 块状 灰 白色 、 上部略细块状 、 下部交错层理发育
细砂岩
１ ＿ 手 Ｂ 板； ２ 一 ２ ２ｘ ２ ２ ０ ０锚杆 ； ３ － 金属 网； ４ 一 电缆 ； ５ － 供 水管 ； ６ 一 排水管 ； ７ － 风筒 ； ８ － 梯子架 ； ９ － 皮带。
图 １ 巷道 断面示意 图
进巷道的断面为矩形 ， 面积为 ４ ０ ０ ０× ３ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 断面布置如图 １ 所示。巷道支护形式为 ： ４ ０ ０ ０× ３ ０ ０ ０ ｍ ｍ的 锚网支护； 掘进方式为采用掘进机落煤 ， 沿顶板施工 ， 皮带运煤 ， 锚网支护。采用“ 三、 八” 制作业方式 ， 两班
１ 工程 背景
开滦集 团赵各庄是 国有大型煤矿之一 ， 整个井田位于一个大的盆状向斜构造内， 总体呈现为一个不规则 的椭圆形。井田东西长 ７ ｋ ｍ， 南北宽 ３ ． ５ ｋ ｍ， 面积 ２ ２ ｋ ｍ 。近年来 ， 由于矿井改扩建 ， 各种大功率设备相继
投入使用 ， 掘进工作面配风量大幅提高， 使得掘进工作面产尘强度逐渐增大 。虽然工作 面采用了喷雾降尘、 煤层浅孔注水、 拦巷喷雾等除尘措施 ， 但降尘效果较差， 掘进工作面粉尘浓度最高时达 ６ ５ ０ ｍ ｇ ／ ｍ 以上， 作业 场所空气污染严重。据统计 ， ２ ０ １ ０年以来 ， 职工年体检查 出的矽肺病较 ２ ０ ０ ８年以前每年增加 ０ ． ３ 个百分
境， 保护了工作人 员的身体健康 ， 保证 了矿井的安全生产。 中图分类 号 ： Ｔ Ｄ ７ １ ４ 文献 标 志码 ： Ａ
０ 引 言
粉尘是煤矿五大灾害之一， 在我国历史上曾发生多起煤尘爆炸事故 ， 造成 了重大人员伤亡及财产损失。 煤尘还可以诱发矿工多种职业病 ， 严重影响着矿井井下工人的身体健康 。在煤矿的生产 中， 无论是矿井的安 全生产还是工人的职业健康都受到了粉尘的严重威胁 ， 高浓度的粉尘是煤矿的重大安全隐患 引， 因此煤矿 企业应对粉尘的危害给予足够的重视并加大对粉尘 的防治工作。随着机械化水平 的不断提高 ， 矿井粉尘的 产生量越来越大 ， 其 中掘进工作面是煤矿产尘量最多 的尘源之一ｌ ３ ， 目前开滦集 团赵各庄矿煤层普遍较 硬， 采煤机、 掘进机割煤产生的粉尘浓度较大， 而防尘除尘设备安装使用不到位使得粉尘浓度超过 国家安全 卫生标准。经过大量的实验研究赵各庄矿在掘进工作面上使用 了除尘效果 比较好 的 自 激式水膜除尘器 ， 经 过除尘器的综合测评 ， 除尘器的总除尘率达到了９ ６ ％以上 ， 因此该除尘器适合于赵各庄矿掘进工作面除尘 ， 为矿山的安全生产提供 了保 障。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － ０ ５ － １ １
２
．
河北联合大学学报（ 自 然科学版）
第３ ５ 卷
老
顶
泥质粉砂岩
泥质及砂岩 泥 岩
７． ０
深灰色、 中部含有wenku.baidu.com量铁质结核
直接顶 直接底
老 底
１ ３． ５ １ Ｏ． ３ Ｏ ８． ２
黑一 灰黑色、 下部为 泥岩 、 上部为砂岩
２ ０ １ ３年 １月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ３
文章编 号 ： ２ ０ ９ ５ － ２ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ０ １ － ０ ４
赵 各 庄 矿 掘 进 工 作 面 除 尘技 术 装 备 的应 用
陈晓坡 ， 浑 宝炬 ， 刘建庄
（ 河北联合大学 矿业工程学院 ， 河北 唐山 ０ ６ ３ ０ ０ ９ ）
第１ 期
河北联合大学学报 （ 自然科学版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｔ ｅ ｄ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎｏ ．１
关 键词 ： 掘进 工作 面 ； 粉尘； 通风 系统 ； 除 尘
摘
要： 掘进 工作 面 的防 尘降 尘是 煤矿 安全 生 产的 重要 工作 ， 主要 介 绍 了 自激 式水膜 除尘 器除
尘原理、 结构特征和工作机理， 分析 了掘进工作面通风除尘系统的工艺参数 ， 并在开滦集 团赵 各庄矿掘进工作面进行 了实际应 用， 达到 了比较好 的除尘效果 ， 有效地改善 了工人 的工作环
点 。为此 ， 该矿的粉尘防治已经达到了刻不容缓的地步了。
１ ２ ２ ４掘进工作面位于二水平轴东采区， 为１ ２煤层掘进工作面， 煤层结构单一 ， 中间含有少量灰 一 灰白
色黄铁矿结核 ， 煤层地板稳定性较差 ， 受底鼓及断层 影响， 煤层及产状变化较大。煤层厚度 １ ． ５ ０～ ２ ． ２ ０ ｍ， 平均厚度 １ ． ８ ４ ｍ； 煤层倾角为 ７ ～ｌ ５ 。 ， 平均为 １ １ 。 。工作面地质条件比较复杂 ， 断层构造极为发育 ， 且断层集
２ 自激式水浴水膜 除尘器
自 激式水浴水膜除尘器属于湿式除尘器中的一种 ， 它充分地利用了流体力学 中的知识 ， 结合巧妙的机械 结构设计 ， 通过节流引导高速气流冲击液面， 可产生具有 良好运动轨迹的水幕 ， 这个水幕可以把含尘气流 中 的粉尘颗粒捕获， 被捕获的粉尘颗粒 由于重力增加而沉降， 从而获得 良好的除尘效果。除尘器结构如图 ２ 所
中分布于风道一侧 ， 断层走向多呈北西方向， 主要为正断层。受断层切割、 牵引作用 ， 断层带附近煤层顶板稳
定性差 ， 煤层厚度及 产状变化 很大 。煤层顶底 板情 况如表 １ 所示 ， 该 工作 面煤层 的 Ｃ Ｈ 绝对 涌 出量 为
Ｏ． ２ ６ ｍ。 ／ ｍｉ ｎ， Ｃ Ｏ 绝对涌 出量为 Ｏ ． ４ １ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 煤尘爆炸指数为 ４ ３ ． １ ９ ％， 煤层 自然发火期为 ８～ １ ５ 个月。掘
褐色细腻、 含根化石 、 块状 灰 白色 、 上部略细块状 、 下部交错层理发育
细砂岩
１ ＿ 手 Ｂ 板； ２ 一 ２ ２ｘ ２ ２ ０ ０锚杆 ； ３ － 金属 网； ４ 一 电缆 ； ５ － 供 水管 ； ６ 一 排水管 ； ７ － 风筒 ； ８ － 梯子架 ； ９ － 皮带。
图 １ 巷道 断面示意 图
进巷道的断面为矩形 ， 面积为 ４ ０ ０ ０× ３ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 断面布置如图 １ 所示。巷道支护形式为 ： ４ ０ ０ ０× ３ ０ ０ ０ ｍ ｍ的 锚网支护； 掘进方式为采用掘进机落煤 ， 沿顶板施工 ， 皮带运煤 ， 锚网支护。采用“ 三、 八” 制作业方式 ， 两班
１ 工程 背景
开滦集 团赵各庄是 国有大型煤矿之一 ， 整个井田位于一个大的盆状向斜构造内， 总体呈现为一个不规则 的椭圆形。井田东西长 ７ ｋ ｍ， 南北宽 ３ ． ５ ｋ ｍ， 面积 ２ ２ ｋ ｍ 。近年来 ， 由于矿井改扩建 ， 各种大功率设备相继
投入使用 ， 掘进工作面配风量大幅提高， 使得掘进工作面产尘强度逐渐增大 。虽然工作 面采用了喷雾降尘、 煤层浅孔注水、 拦巷喷雾等除尘措施 ， 但降尘效果较差， 掘进工作面粉尘浓度最高时达 ６ ５ ０ ｍ ｇ ／ ｍ 以上， 作业 场所空气污染严重。据统计 ， ２ ０ １ ０年以来 ， 职工年体检查 出的矽肺病较 ２ ０ ０ ８年以前每年增加 ０ ． ３ 个百分
境， 保护了工作人 员的身体健康 ， 保证 了矿井的安全生产。 中图分类 号 ： Ｔ Ｄ ７ １ ４ 文献 标 志码 ： Ａ
０ 引 言
粉尘是煤矿五大灾害之一， 在我国历史上曾发生多起煤尘爆炸事故 ， 造成 了重大人员伤亡及财产损失。 煤尘还可以诱发矿工多种职业病 ， 严重影响着矿井井下工人的身体健康 。在煤矿的生产 中， 无论是矿井的安 全生产还是工人的职业健康都受到了粉尘的严重威胁 ， 高浓度的粉尘是煤矿的重大安全隐患 引， 因此煤矿 企业应对粉尘的危害给予足够的重视并加大对粉尘 的防治工作。随着机械化水平 的不断提高 ， 矿井粉尘的 产生量越来越大 ， 其 中掘进工作面是煤矿产尘量最多 的尘源之一ｌ ３ ， 目前开滦集 团赵各庄矿煤层普遍较 硬， 采煤机、 掘进机割煤产生的粉尘浓度较大， 而防尘除尘设备安装使用不到位使得粉尘浓度超过 国家安全 卫生标准。经过大量的实验研究赵各庄矿在掘进工作面上使用 了除尘效果 比较好 的 自 激式水膜除尘器 ， 经 过除尘器的综合测评 ， 除尘器的总除尘率达到了９ ６ ％以上 ， 因此该除尘器适合于赵各庄矿掘进工作面除尘 ， 为矿山的安全生产提供 了保 障。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － ０ ５ － １ １
２
．
河北联合大学学报（ 自 然科学版）
第３ ５ 卷
老
顶
泥质粉砂岩
泥质及砂岩 泥 岩
７． ０
深灰色、 中部含有wenku.baidu.com量铁质结核
直接顶 直接底
老 底
１ ３． ５ １ Ｏ． ３ Ｏ ８． ２
黑一 灰黑色、 下部为 泥岩 、 上部为砂岩
２ ０ １ ３年 １月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ３
文章编 号 ： ２ ０ ９ ５ － ２ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ０ １ － ０ ４
赵 各 庄 矿 掘 进 工 作 面 除 尘技 术 装 备 的应 用
陈晓坡 ， 浑 宝炬 ， 刘建庄
（ 河北联合大学 矿业工程学院 ， 河北 唐山 ０ ６ ３ ０ ０ ９ ）