CN102359376A - 一种综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法 - Google Patents
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Abstract
一种综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法，适用于煤矿井下综掘工作面粉尘治理。在井下巷道掘进期间，通过启动在工作面迎头和掘进机司机之间的无人区安设的空气幕产生器形成空气幕，在迎头与空气幕之间形成封闭区域，阻止粉尘向外扩散；同时，向形成的封闭区内注入细水雾，通过细水雾在封闭空间内的迅速弥散，捕捉湿润沉降封闭区内的粉尘，实现综掘工作面的空气幕与细水雾联动降尘。该方法工艺简单，操作方便，耗水量少，使用成本低，降尘效率高，且注入封闭区的细水雾可以对综掘工作面迎头的煤岩体表面进行润湿，防止切割煤岩时产生火花而诱发瓦斯煤尘爆炸，具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法，尤其适用于煤矿井下综掘工作面的降尘。
背景技术
综掘工作面是煤矿井下的最主要产尘点之一，作业过程中粉尘产生量大，大量粉尘悬浮于空气中，不仅使得工作面能见度降低，对巷道正常掘进造成较大影响，而且对作业人员的身体健康构成严重危害，据统计，85%以上的煤矿尘肺病患者的作业地点在岩巷掘进工作面。因此，有效控制综掘工作面的粉尘，对于保障井下作业人员的身心健康具有十分重要的现实意义。
为治理综掘工作面粉尘，目前普遍采用煤层注水、掘进机内外喷雾、除尘风机抽尘净化等方法，但由于这些方法自身的局限性导致降尘效果还不理想。如，煤层注水系统及工艺复杂，耗水量大，需施工大量注水钻孔，工程量大，成本较高。掘进机内外喷雾降尘使用的喷嘴出口直径小（通常小于4mm），降尘期间喷嘴极易堵塞，且雾体粒径较大，沉降快，使得喷出的水滴与粉尘之间的接触率较低；加之，使用过程中受掘进面通风影响，大量粉尘较快地随风流向外扩散，进一步缩短了水滴与粉尘的接触时间，难以达到预期的水与粉尘充分接触、润湿降尘的效果；因此，内外喷雾方法降尘效率较低且降尘用水的利用率低。除尘风机有效吸程较短，难以有效控制粉尘的向外扩散漂移，吸尘率较低，且存在电气安全隐患，对于瓦斯涌出量大的掘进工作面，有因电气泄露造成瓦斯爆炸的隐患；因此，不适用于瓦斯涌出较大的掘进工作面的降尘。除此之外，目前还有空气幕与除尘风机联合使用的降尘方法，即通过空气幕将掘进工作面产生的粉尘控制在一定的范围内，再使用除尘风机对封闭区的粉尘进行吸尘处理；该方法为一种干式降尘方法，除有以上所述除尘风机本身的缺陷外，封闭区域内的粉尘、瓦斯浓度相对较高，一旦切割煤岩时产生火花容易诱发煤尘、瓦斯爆炸等恶性事故。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单、操作简便、安全可靠、降尘效率高、使用成本低的综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法。
技术方案：本发明的综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法：在综掘机进行切割破碎煤岩体作业时，利用空气幕将综掘工作面迎头破碎煤岩体产生的粉尘进行封闭，同时在综掘工作面迎头出现的粉尘封闭区内注入细水雾进行联动降尘，步骤如下：
a.在煤矿井下综掘工作面迎头与掘进司机之间的无人作业区安设空气幕产生器，并在封闭区内巷道顶帮与侧壁交界处布置细水雾发生器；
b.用高压胶管分别将空气幕产生器和细水雾发生器与工作面同一压风管路连接，并在压风管路上设置能够同时打开与关闭空气幕和细水雾进行联动控制的截止阀；
c.当综掘机进行作业时，启动空气幕产生器形成空气幕，在综掘工作面迎头与空气幕之间形成控制粉尘扩散的封闭区域，以此阻止掘进机作业产生的粉尘向外扩散；
d.启动空气幕产生器的同时启动细水雾发生器，通过细水雾输送管向综掘工作面迎头形成的封闭区内注入细水雾，细水雾流量为6 m3/min~10m3/min，雾滴直径小于80μm，对封闭区域的粉尘进行湿润、凝聚和沉降，同时细水雾湿润巷道围岩或煤体，以防止切割煤岩产生火花引发瓦斯煤尘爆炸事故。
所述的空气幕距掘进工作面迎头的距离为2.0 m~4.0m；所述细水雾输送管的出口距掘进工作面迎头的距离为1.0 m~3.0m，细水雾输送管的出口内径为25mm~50mm；所述压风管路的压力为0.2MPa ~0.5MPa。
有益效果：本发明通过空气幕在煤矿井下综掘工作面迎头和综掘机司机之间的无人区形成封闭空间，使掘进过程中产生的粉尘控制在空气幕与迎头之间的有限区域内，防止粉尘向整个巷道扩散，污染巷道空气；同时，通过在封闭区内巷道顶帮与侧壁交界处布置的细水雾出口向封闭区域注入细水雾，由于注入的细水雾与常规的内外喷雾相比粒径小（<80μm）、沉降速度慢，能够很快弥散至整个封闭区域，快速捕捉到分布在该封闭区域内的粉尘并与之充分接触；大量的细水雾包裹在粉尘颗粒的表面，使得粉尘被细水雾快速润湿沉降；提高了降尘效率和水的利用率，与普通内外喷雾相比，本方法降尘效率可提高30%以上，耗水量可减少50%以上。内径为25mm~50 mm的细水雾出口克服了常规内外喷雾使用过程中喷雾喷头经常堵塞的缺陷，保证了细水雾连续稳定地向封闭控尘区输送。降尘过程中通过从巷道顶帮全断面地向下喷射压缩空气形成的空气幕对粉尘全面拦截和阻挡，操作简便，对工人的视线和作业空间不造成任何影响；同时，弥散在封闭区域内的细水雾还对综掘工作面迎头的煤岩体进行深度湿润，可防止切割煤岩时产生火花而诱发煤尘、瓦斯爆炸，比常规的以除尘风机为主的干式降尘方法安全性更高，适用性更强；此外，以煤矿井下最常见和最易获取的水、气为原料，成本低廉。其在本领域中具有广泛的实用性。
具体实施方式
本发明的综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法，当煤矿井下综掘工作面掘进机切割煤岩时，启动空气幕，利用空气幕将综掘工作面迎头破碎煤岩体产生的粉尘进行封闭，通过空气幕阻止粉尘向外扩散，将产生的粉尘控制在封闭区域内；并同时向形成的封闭区内注入细水雾，通过细水雾对空气幕形成的封闭区域内的粉尘进行捕捉与润湿，将粉尘湿式沉降，实现联动降尘，具体步骤如下：
a.在煤矿井下综掘工作面迎头与掘进司机之间的无人作业区安设空气幕产生器，并在封闭区内巷道顶帮与侧壁交界处布置细水雾发生器，细水雾发生器包括细水雾输送管和分布在细水雾输送管上的喷嘴，细水雾输送管的出口内径为25mm~50mm；
b.用高压胶管分别将空气幕产生器和细水雾发生器与工作面同一压风管路连接，并在压风管路上设置能够同时打开与关闭空气幕和细水雾进行联动控制的截止阀，压风管路的压力为0.2MPa ~0.5MPa；
c.当综掘机进行作业时，启动空气幕产生器形成空气幕，空气幕距掘进工作面迎头的距离为2.0 m~4.0m；在综掘工作面迎头与空气幕之间形成控制粉尘扩散的封闭区域，以此阻止掘进机作业产生的粉尘向外扩散；
d.启动空气幕产生器的同时启动细水雾发生器，细水雾输送管的出口距掘进工作面迎头的距离为1.0 m~3.0m；通过细水雾输送管向综掘工作面迎头形成的封闭区内注入细水雾，细水雾流量为6 m3/min ~10m3/min，雾滴直径小于80μm，对封闭区域的粉尘进行湿润、凝聚和沉降，同时细水雾湿润巷道围岩或煤体，以防止切割煤岩产生火花引发瓦斯煤尘爆炸事故。
实施例1、在综掘机掘进司机位之前、距综掘工作面迎头2.0m处沿巷道顶帮断面方向安设空气幕产生器，在沿巷道顶帮及侧壁的交界线铺设内径为32mm的细水雾输送管，细水雾输送管的出口距综掘工作面迎头距离为1.0 m。空气幕产生器和细水雾发生器的气路分别经高压胶管连接压风管路，在压风管上设置截止阀，通过截止阀同时控制细水雾和空气幕的开与关。综掘工作面掘进期间，打开截止阀，空气幕产生器形成空气幕，在综掘工作面迎头与空气幕之间形成封闭区域，空气幕阻止掘进机切割煤岩体时所产生的粉尘向外扩散。同时，细水雾发生器产生细水雾，通过细水雾输送管向空气幕形成的封闭区域内注入细水雾，细水雾的流量控制在6m3/min~10m3/min，压力控制在0.2MPa ~0.5MPa、粒径控制在80μm以下，大量注入封闭区内的细水雾与封闭区内的粉尘充分接触，对粉尘进行湿润、凝聚和沉降。随着综掘工作面迎头的前进，当空气幕与综掘工作面迎头的距离大于4m或细水雾输送管出口与综掘工作面迎头的距离大于3m时，调整空气幕产生器和细水雾输送管，确保空气幕和细水雾出口始终分别处于距离综掘工作面迎头2.0m~4.0m和1.0m~3.0m的范围内。
Claims (4)
1.一种综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法，其特征是在综掘机进行切割破碎煤岩体作业时，利用空气幕将综掘工作面迎头破碎煤岩体产生的粉尘进行封闭，同时在综掘工作面迎头出现的粉尘封闭区内注入细水雾进行联动降尘，步骤如下：
a.在煤矿井下综掘工作面迎头与掘进司机之间的无人作业区安设空气幕产生器，并在封闭区内巷道顶帮与侧壁交界处布置细水雾发生器；
b.用高压胶管分别将空气幕产生器和细水雾发生器与工作面同一压风管路连接，并在压风管路上设置能够同时打开与关闭空气幕和细水雾进行联动控制的截止阀；
c.当综掘机进行作业时，启动空气幕产生器形成空气幕，在综掘工作面迎头与空气幕之间形成控制粉尘扩散的封闭区域，以此阻止掘进机作业产生的粉尘向外扩散；
d.启动空气幕产生器的同时启动细水雾发生器，通过细水雾输送管向综掘工作面迎头形成的封闭区内注入细水雾，细水雾流量为6 m3/min ~10m3/min，雾滴直径小于80μm，对封闭区域的粉尘进行湿润、凝聚和沉降，同时细水雾湿润巷道围岩或煤体，以防止切割煤岩产生火花引发瓦斯煤尘爆炸事故。
2.根据权利要求1所述的综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法，其特征是：所述的空气幕距掘进工作面迎头的距离为2.0 m~4.0m。
3.根据权利要求1所述的综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法，其特征是：所述细水雾输送管的出口距掘进工作面迎头的距离为1.0 m~3.0m，细水雾输送管的出口内径为25mm~50mm。
4.根据权利要求1所述的综掘工作面空气幕与细水雾联动降尘方法，其特征是：所述压风管路的压力为0.2MPa ~0.5MPa。
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