防尘控制技术（共7篇）
防尘控制技术 篇1
1 引言
粉尘污染在空气污染中占有很大的比例, 很多工作活动都会产生细颗粒粉尘, 威胁到人体的健康[1]。由于粉尘颗粒大多非常细小, 遇风易飞扬, 对周围附近人员的健康和安全造成不良影响。例如造成毒害和刺激, 降低能见度, 引起设备磨损腐蚀等。为此国内外在粉尘控制技术方面进行了大量的研究, 使得防尘技术水平不断地完善和提高。近年来国内外研究出了许多的新型除尘方法及除尘设备。其中化学抑尘[2]是近年来我国发展起来的一项防尘新技术, 实践证明其防尘效果很好, 特别是降低对人体有害的呼吸性粉尘效果更加明显, 但针对化学抑尘的研究还比较薄弱, 现有的各种抑尘剂存在性能单一、工艺复杂、成本高、污染环境及应用推广度不够等问题。因此, 研究开发适用范围更广、性能更稳定、效果更明显、价格更低廉、污染更小的抑尘剂具有明显的经济及社会效益。笔者在论述化学抑尘技术的基础上, 研制了抑尘效果好、稳固周期长、成本低廉及污染小的新型抑尘剂。
2 新型化学抑尘剂的组成及性能
抑尘剂-1:由海藻酸钠和氯化钙组成。
成膜剂、粘结剂———海藻酸钠:具有成凝胶和成膜的能力, 其含有大量游离的羧基, 性质活泼, 具有很高的离子交换功能, 极易与Ca2+、Cu2+、Fe2+、Mn2+等离子发生交换, 形成三维网状结构的凝胶来抑制粉尘飞扬。
保湿剂、助剂———无水氯化钙:吸湿能力极强, 能吸收大气中的水分, 增加粉尘颗粒的单重, 并能与海藻酸钠发生交联反应, 生成交联的三维网状的海藻酸钙聚合物。
抑尘剂-2:由羧甲基纤维素钠、硅酸钠组成。
成膜剂、粘结剂———羧甲基纤维素钠:具有粘合、增稠、增强、保水作用, 粘度在pH值为6~9时最佳。因此常作为絮凝剂、螯合剂、增稠剂、保水剂、成膜材料。
保湿剂、粘结剂———硅酸钠:溶于水成粘稠溶液, 是一种无机粘合剂, 可作为粉尘粘结剂。
3 化学抑尘稳固性的测定
3.1 无侧限抗压强度和间接抗拉强度试验
基于《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》 (JTJ057—94) 进行无侧限抗压强度试验和间接抗拉强度试验。
将养护后的圆柱形试件置于强度测力仪的升降台上, 调节升降旋钮和速度控制旋杆, 保持mm/min的恒定速率增加。抗压强度Rc按下式计算, 试验原理如图1所示。
式中:P为试件破坏时的最大压力 (N) ;A为试件的截面积, A=πd2/4, d为试件的直径 (mm) 。
对圆柱形试件不加垫条直接施加径向压力[3], 直至试件被压裂, 如图2。劈裂强度Ri按下式计算:
式中:P为试件破坏时的最大压力 (N) ;L为试件的长度 (mm) ;d为试件的直径 (mm) 。
3.2 水稳定试验
将试件浸泡于水中 (保持试样不被破坏且体积恒定) , 10min后取出并擦干试件表面的水分, 然后测定其无侧限抗压强度值。在此用水稳定系数Kr来衡量其水稳定性。水稳定系数Kr按下式计算:
式中:R标准为标准状态下的抗压强度, MPa;R浸水为浸水状态下的抗压强度, MPa。
4 抑尘剂最佳配比的确定
4.1 抑尘剂的选择配比
利用蒸发率 (SVR) 的变化情况评价保湿剂对粉尘的作用能力[4], 以确定试剂的百分比范围。在此研究了不同质量分数的吸湿保水材料 (硅酸钠和无水氯化钙) 的抗蒸发特性。
根据试验结果, 得到无水氯化钙和硅酸钠对粉尘的吸湿保水能力, 如图3, 4。综合考虑氯化钙、硅酸钠的成本及湿润能力, 试验最终选择5%~10%这一适宜的浓度范围作为正交试验因素水平的选择依据。
其他试剂的剂量范围主要根据实验室配制结果和实际生产中的要求来确定, 达到效果显著且节省成本的目的。为确定粉尘中抑尘剂的最佳掺量配比, 试验选用L9 (34) 正交表, 各成分均取3个水平, 并以无侧限抗压强度、间接抗拉强度和水稳定性3个指标作为抑尘效果的考核指标。
4.2 试件的制备和养护
按既定的各种配比制备抑尘剂, 将其与普通粉尘拌和均匀, 对照组试件按最佳含水量拌和, 然后将配好的粉料分3次压入试模中, 最后将试件脱模即得Φ50mm×50mm圆柱形试件。将成型的试件在自然条件下养护, 完成抑尘剂与粉尘颗粒之间的各种物化反应, 养护龄期为14d。
4.3 实验结果及分析
采用极差分析法对表1正交试验结果进行分析得到: (1) 无侧限抗压强度试验得到最优配方方案0.5%海藻酸钠+5%氯化钙;重要顺序:氯化钙>海藻酸钠。 (2) 水稳定试验得到最优配方方案2%海藻酸钠+0%氯化钙;重要顺序:海藻酸钠>氯化钙。 (3) 间接抗拉强度试验得到最优配方方案1%海藻酸钠+5%氯化钙;重要顺序:海藻酸钠>氯化钙。 (4) 综合考虑实用性及经济性最终选得抑尘剂-1的最佳配比为:1%海藻酸钠+5%氯化钙。
采用极差分析法对表2正交试验结果进行分析得到: (1) 无侧限抗压强度试验得到最优配方方案0.2%羧甲基纤维素钠+10%硅酸钠;重要顺序:硅酸钠>羧甲基纤维素钠。 (2) 水稳定试验得到最优配方方案0.2%羧甲基纤维素钠+0%硅酸钠;重要顺序:硅酸钠>羧甲基纤维素钠。 (3) 间接抗拉强度试验得到最优配方方案0.2%羧甲基纤维素钠+10%硅酸钠;重要顺序:硅酸钠>羧甲基纤维素钠。 (4) 综合考虑实用性及经济性最终选得抑尘剂-2的最佳配比为:0.2%羧甲基纤维素钠+10%硅酸钠。
由上述实验结果可知:抑尘稳固效果不是随抑尘剂掺量的增加而增大, 避免了盲目加大试剂用量而带来的成本浪费;只加纯水的试件培养一段时间后浸泡于水中, 试验结果见表3, 由于粉尘颗粒之间没有形成网状膜, 粉尘颗粒之间的粘结力不及添加抑尘剂的试件;在粉尘中添加海藻酸钠和氯化钙, 加入羧甲基纤维素钠及硅酸钠都可明显提高粉体的结构强度, 相对于在粉尘中添加单一的海藻酸钠、羧甲基纤维素钠的抑尘效果较好。
5 抑尘剂实际应用研究
将粉尘按照表4添加最佳配方抑尘剂-1、抑尘剂-2及水, 制成圆柱形试件。将成型的试件置于自然状态下分别养护3d、7d、14d、28d, 之后取出进行无侧限抗压强度试验。
由表4可知, 在粉尘中喷水的抑尘效果不及2种抑尘剂的作用效果, 其中抑尘剂-1的效果较抑尘剂-2的效果显著。
通过扫描电镜[5]定性分析养护好的粉尘样本, 观察其微观形貌, 见图5~8。
由图5~8可以观察到粉尘的微观结构中颗粒与颗粒之间的关系, 添加水及抑尘剂的粉尘的团聚程度明显高于未经处理的原状试样。相比与加水和抑尘剂-2, 抑尘剂-1的抑尘固结程度更好, 粉尘的团聚体的粒径较大。
将处理后的粉尘放大至20000倍, 见图9。可以看出在粉尘颗粒之间充满着凝胶状和纤维状水化物物质, 这些水化物与粉尘颗粒牢固地胶结在一起, 形成了很高的强度。它是抑尘剂与粉尘颗粒及自身相互反应产生的。这些凝胶物质覆盖在粉尘颗粒表面并将颗粒包裹成较大的团粒状结构, 这些团粒状结晶体排列非常紧密, 从而使粉尘具有一定的强度和稳定性, 这些微观形貌照片恰恰充分证实抑尘剂对粉尘颗粒的包裹、网状连接和孔隙填充作用。
6 结论
(1) 基于无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验及水稳定试验, 研究了有效测定化学抑尘剂抑尘效果的测量方法。
(2) 基于吸水、保湿、凝结原则, 充分考虑各试剂的性价比、污染等问题确定了2种抑尘剂的组分。通过对2种新型的抑尘剂的正交试验, 对其配方进行了优化, 其最优配比分别为1%海藻酸钠+5%氯化钙, 0.2%羧甲基纤维素钠+10%硅酸钠。
(3) 基于2种新型抑尘剂的最优配比, 研究了应用在实际的抑尘效果, 可显著增强粉尘颗粒间的相互作用, 提高抑尘、除尘效果。
通过实验, 研究出了抑尘效果好、稳固周期长、成本低廉及污染小的新型化学抑尘剂, 并运用科学合理的剂量来改善和提高粉体物理力学性质及工程性质 (如抗压、抗剪、抗冲刷和抗渗能力) , 从而使粉尘颗粒相互积聚稳固, 达到防尘、抑尘目的。
摘要：指出了为有效抑制粉尘飞扬, 研制了两种新型的抑尘剂。运用正交试验方法, 对两种新型抑尘剂的配方进行了优化, 以无侧限抗压强度、间接抗拉强度及水稳定性为指标初步确定了两种新型抑尘剂的最佳配比。同时将得到的最优配比的抑尘剂应用到实际中, 并通过电镜进行了微观分析, 结果表明:两种新型抑尘剂的抑尘效果明显高于纯水, 尤其是抑尘剂-1的效果最佳。
关键词：粉尘,防尘控制技术,抑尘剂
参考文献
[1]李锦, 柳建龙.改良MPS型抑尘剂在料堆防尘中的试验研究[J].工业安全与防尘, 2000 (1) :13~15.
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[4]李建法.新型高分子沙土稳定材料的研制与应用[D].南京:中国林业科学研究院林产化学工业研究所, 2003:110.
[5]Sugano Masashi, Yamazaki Yoshio, Ikeda Masaaki, et al.Image forming apparatus with an unapproved copy preventing means.USP:5481378[P].Washington:USP, 1996-01-02.
防尘控制技术 篇2
火力发电厂产生粉尘的过程有以下几个方面:输煤皮带机将燃煤向原煤仓运输;碎煤机将大块煤破碎;球磨机将煤块磨成煤粉;制粉系统粉粒状煤粉的输送、筛分, 煤粉燃烧后粉煤灰输送过程等, 都伴随着大量粉尘。火电厂生产过程中主要使用的有毒有害原料有:Na Cl O、HCl、碱、N2H4·H2O、氨水、SF6。产生的有害气体有:酸气、NH3等, 锅炉燃烧过程中产生的CO, 脱硫系统的有害气体, 检修焊接方面的有毒气体等。
1 防尘
粉尘的危害对人体的影响是不容忽视的, 制定防止粉尘危害的具体措施更是我们应该放在首位的工作。国家安全局已经把工作的职业健康纳入正常日程。因此, 我们必须全方位去思考, 尤其是电力企业, 要采取综合性防尘措施, 才能充分发挥除尘设施的效能, 领导人员亲自抓, 深入工人群众中了解工作环境, 这样才能真正做到防止粉尘危害、保护工人健康的作用。综合发电企业防尘措施, 基本上归纳为以下几个方面。
1.1 密闭控制
密闭控制就是让粉尘集中在一个没有空气流动, 不外泄的空间里。无论产生粉尘的物质是在运输过程中, 还是火力发电企业生产过程中因破碎、筛分、清理、混碾而产生的粉状物料的处理过程, 都应采取密封方式进行控制。根据不同的扬尘特点, 采取不同的密闭方式。一般分为局部密闭、整体密闭和密闭小室。
1.2 消除正压
火电厂粉尘外逸的原因主要是由于锅炉燃烧系统、制粉系统运行中形成正压;燃料输煤系统卸储过程中形成正压。为了减弱和消除这种影响, 需要采取以下措施:a) 降低落料高差。按照物料颗粒尺寸, 空气诱导量分别与降落距离的1/2或2/3次幂成比例, 距离越短, 物料诱导空气量就越少;b) 适当减少溜槽倾斜角。可以增加颗粒与溜槽壁之间的摩擦或碰撞, 以降低诱导空气的能量;c) 加强燃烧, 调整负荷变化时及时调整风量, 使锅炉保持微负压运行。制粉系统的启动、停止要严格执行规程, 避免因操作调整不当造成正压, 使煤粉外逸, 破坏生产人员工作环境, 影响身体健康。
1.3 消除空气扰动
造成扬尘的另外一个原因是由于设备的转动、振动或摆动而产生的空气扰动。为解决此类问题, 可将设备进行整体密闭。这种装置应做得宽大些, 并避免把排风口设在直接扬尘处。比如要球磨机外加隔音罩, 即可以防噪音, 又可以防止煤粉从不严密处直接外漏到生产厂房, 减少粉尘与空气的扰动, 一定范围内有效减少扬尘程度。所有落煤管之间, 落煤管与漏 (煤) 斗之间及其与设备之间的法兰、接口处, 以及在管 (斗) 壁上开设的检查门 (孔) 处, 均应加填料密封。
1.4 湿式作业水力消尘
湿式作业、水力消尘是一种简便、经济、有效的防尘措施, 在生产和工艺条件许可的情况下, 应先考虑采用。水对大多数粉尘有良好的“亲和力”, 在物料的装卸、转运过程中往物料中加水, 可以减少粉尘的产生和飞扬。在车间内用水冲洗地面、墙壁、设备外罩、建筑构件, 能有效防止二次扬尘。
1.5 通风除尘
通风除尘是目前应用较广、效果较好的一种防尘措施。通风除尘就是用通风的方法, 把从尘源处产生的含尘气体抽出, 经除尘器净化排入大气。按照通风过程中使空气流动的动力不同, 可分为自然通风与机械通风两大类。按照通风范围的大小又可分为局部通风与全面通风两大类。发电企业常用的除尘器大致可分为过滤式除尘器 (如袋式除尘器) 、电除尘器 (分干法清灰和湿法清灰) 、湿式除尘器 (如水膜除尘器、文丘里除尘器等) 。
2 生产实践过程粉尘控制
2.1 煤系统煤尘规定
发电厂的防尘设计, 应采用综合防治措施, 运煤系统煤尘治理应符合下列规定:煤尘中含有10%以上游离Si O2时, 工作地点空气含尘浓度, 不应超过2mg/m3;除尘系统向室外排放浓度, 不应大于100mg/m3;煤尘中含有10%以下游离Si O2时, 工作地点空气中含尘浓度, 不应超过10 mg/m3;除尘系统向室外排放浓度, 不应大于150 mg/m3。
2.2 吸尘
降低输煤系统室内含尘量的常用手段就是吸尘。即在皮带机的导料槽处和煤仓间的原煤斗处设置除尘点, 以形成导料槽和原煤斗内的负压, 抑制粉尘飞出, 目前火力发电厂运煤系统除尘设施一般采用的是湿式除尘器和干式除尘器两种方式, 并统称为通风除尘。通风除尘方式是对于运煤系统煤尘飞扬的重点地段, 由机械除尘来捕捉粉尘, 将产尘设备造成的粉尘通过吸尘罩、管道、除尘器后由风机吸引从而使导料槽出口或煤仓进料口等处造成负压, 使粉尘不易外泄, 并通过除尘器内进行过滤进化处理, 被过滤出的粉尘由除尘器的排出口排出, 进化后的清洁空气由风机排风管道排至室外大气中。
带式输送机头部滚筒处, 应装设胶带承载面清扫器。在尾部滚筒附近或垂直拉紧装置第一个改向滚筒前, 应设置空段清扫器;当煤场设备采用悬臂或门式斗轮堆取料机时, 宜选用带喷水装置的机型。
皮带输煤系统的除尘, 根据煤质的性质和产生扬尘点的不同, 可采用喷雾式除尘方法和机械式除尘等方式。
电除尘器落灰管上, 应配备密封良好的卸灰阀和输送设备, 如果是气力除灰系统的设计, 应采取有效的防泄漏措施。
2.3 个人防护方面
个人防护是防尘技术措施中重要的辅助措施[1]。从事粉尘作业工人佩戴的防尘口罩、防尘面具、防尘头盔是保护呼吸器官不受粉尘侵害的个人防尘用具, 也是防止粉尘侵入人体的最后一道防线。防尘工作的实践表明, 即使粉尘作业场所已采取了通风除尘、湿法防尘、静电抑尘等防尘措施, 并使作业点的含尘浓度显著降低, 但总还有一些未被捕集, 而危害性又大的微细粉尘飘浮在车间空气中。
3 生产实践中有毒有害化学物质防护措施
a) 火力发电企业化学车间经常用到酸和碱类物质。酸、碱槽车每次到来后, 由专责人通知化验班盘点库存酸、碱量, 由化验班对新来酸碱进行纯度化验, 并安排专人带运输车前去检斤, 然后带车到运行卸车。卸酸、碱时必须由化学运行在岗专责人员进行操作 (泵的启停、阀门开关等) , 禁止其他无关人员操作;在卸酸、碱工作中, 严格按化学规程要求佩戴好劳动保护用品;化学运行值班人员随时检查卸酸、卸碱情况, 发现有酸、碱漏泄及时关闭相关阀门, 停止卸酸、碱, 联系检修处理, 酸、碱卸完后, 由运行专责人通知化验班进行卸后盘点库存酸、碱量, 通知化学检修将酸、碱泵管路内存留的酸、碱液排净, 避免发生危险;b) 生产实践过程中还要防止化学物质中毒。要做到, 溶氨液时应缓慢开启氨瓶出口门, 发现漏泄及时关闭出口门, 并注意通风;倒酸、碱应及时监督储存罐、计量罐液位状况, 发现漏泄及时关闭出口门, 并注意通风;使用联胺时要佩戴好防护用品;配制、使用化学药品时, 要求配制、使用人员熟知药品特性, 严格按相关安规要求执行, 防止误食、误触有毒药品;c) 火电厂在化学生产车间还要预防有毒有害气体的中毒。综合多年工作经验现将控制措施归纳如下:酸、碱、氨水入厂必须严格验收符合化学使用标准, 生产厂家正规化工厂;酸、碱、氨水入厂卸车设专人看护, 发现酸碱漏泄马上停止卸车, 应立即用碱性溶液或酸性溶液进行中和, 防止地下管道受损和造成污染事故, 瓶装氨水卸车搬运轻放防止氨水瓶破碎氨气散发;酸、碱库、氨间必须有通风装置并保证通风装置好用;酸、碱罐装卸液位高度不高于2/3减少酸气散发;氨间存放氨水不超过20箱;使用后的氨水箱瓶应及时回收, 减少瓶内残留氨水散发增加工作场所氨气浓度;酸、碱、氨计量罐做好密封减少有害气体散发;当进入酸、碱库、氨间刺激气味强烈, 应首先将通风设备启动, 在保证二人情况下查看原因;制水控制室和汽水控制室必须备有急救药品如0.5%Na HCO3溶液和2%稀H3BO3溶液;酸、碱库、氨间必须备有随时可用水源;制水控制室和汽水控制室配备自给式空气呼吸器等救生用具。
4 脱硫系统的有害因素及采取措施
脱硫系统烟气中的有害气体:SO2、NOx、烟尘等, 其含量的多少要看燃用的煤质, 煤质含硫率高, 烟气中有害气体浓度就高, 其数值可利用烟气在线监测仪表测量出来的。采取措施如下措施:
a) 入炉煤硫分是影响脱硫剂用量的主要因素, 从入厂煤入手, 控制好入炉煤硫分, 将入炉煤硫分严格控制在设计值范围内, 即硫分含量在0.6%以下;b) 严格按照脱硫剂的品质要求进行取样检测, 浑江发电公司300 MW机组石灰石粉产品指标:Ca CO3纯度≥90%;颗粒度≥325目 (即粒径≤44μm) , 200 MW机组生石灰品质指标Ca O:Ca O≥80%;其颗料的粒径要求:颗粒≤0.2 mm, 透筛率>95% (筛余率<5%) , 要求取样真实, 检测准确, 对品质不合格的脱硫剂按照技术协议规定严格执行;c) 脱硫装置各表计应定期校验, 对p H计定期巡视检查, 保证p H值准确。每班至少冲洗1次, 表计不准应增加冲洗次数, 并人工测量、通知检修处理;d) 根据烟气流量、烟气SO2含量及脱硫率及时调整石灰石浆液密度和调整石灰石供浆量, 保持石灰石浆液密度变化平缓稳定, 保证p H值、脱硫效率稳定, 避免石灰石粉的损耗。根据负荷情况及时调整供浆量, 夜间低负荷时应及时调整供浆量, 或降低石灰石浆液浓度, 保证脱硫率在90%以上的前提下, 减少耗粉量。在脱硫效率 (90%以上) 保证的情况下, p H值保持在低限运行, 避免石灰石粉的损耗。在脱硫效率保证的情况下, 减少液气比, 减少浆液循环泵的运行台数。吸收塔内浆液密度保持在1 050 kg/m3~1 180 kg/m3之间, 以保证脱硫效率, 避免石灰石粉的损耗, 避免设备磨损。通过行之有效的措施保证烟气排放的各项指标符合国家环境保护标准, 以减少对大气的污染及危害。
5 检修焊接方面防毒措施[2]
做好焊接通风除尘, 尤其是在焊工进入狭小的空间内时更要注意;在焊接材料能保证其工艺性能和力学性能的前提下, 尽量使用发尘量较低的焊条或焊丝;焊工个人做好防护工作, 尤其注意戴好防护口罩。针对放射损伤的防护措施主要有:接触钍钨棒后, 应用流动水和肥皂洗手, 并经常清洗工作服及手套等;配备专用砂轮来磨尖钍钨棒, 砂轮机应装设除尘设备;钍钨棒存储应置于密闭铅盒内, 存储地点安装通风装置;选用合理的工艺规范避免钍钨棒的过量烧损。
6 结语
多年来防尘、防毒工作的实践证明, 技术措施起决定性作用, 同时, 个人防护卫生保健措施是技术措施有力补充。在多数情况下, 单靠一种方法难以解决粉尘、有毒物质危害问题。技术措施、管理措施、个人防护卫生保健措施三方面相辅相成, 才能取得较好的效果。要切实做好防尘、防毒工作, 生产过程的每一个环节都能采取有效的措施、手段来予以控制, 这在生产实践中尤为重要。
参考文献
[1]俞德源.劳动安全卫生国家标准资料汇编[M].吉林:延边大学出版社, 1998.
矿井掘进通风与综合防尘技术 篇3
1 利用矿井风压通风
1.1 长壁工作面双巷同步掘进通风
长壁工作面进、回风巷道一般比较长, 国内最长的已经超过6 000 m。对于长度大的工作面进、回风巷道, 在掘进中如果全长采用局部通风机通风, 则通风长度大、需要风筒长、通风阻力大、能耗大、效果差。
对于双巷布置的巷道, 在采用双巷同步掘进时, 应把两条巷道分别与采 (盘) 区主要进风和回风巷道相连, 并用联络巷将进、回风巷道贯通形成由进风巷———联络巷斗回风巷组成的矿井风压通风风路, 实现利用矿井风压通风。
局部通风机通风距离由用于通风的联络巷的间距决定。为便利用矿井风压通风的通风距离随掘进工作面推进而延伸及防止风流短路, 须随新的通风联络巷掘通, 及时转移局部通风机, 并在旧联络巷中设置临时密闭。
1.2 使用连续采煤机多巷掘进通风
连续采煤机掘进通常为3~5条平行巷道同步掘进, 为便于施工和通风, 其间每隔一定距离用联络巷连通, 根据通风需要这些巷道被分为两组, 一为进风巷, 一为回风巷, 在进、回风巷之间的联络巷中设置密闭或风帘等设施用于控制风流, 形成由进风巷———最靠近工作面的联络巷———回风巷组成的矿井风压通风风路。
就进、回风巷道的分组和风流方式来说, 通风系统分为单风流和双风流两种。如果新鲜风流从一侧相邻的巷道流入, 污风由另一侧相邻的巷道排出, 即单风流通风;如果新鲜风流从中间相邻的巷道流入, 污风由两侧巷道排出, 即双风流通风。
为不影响正常生产, 风障通常设在巷道一侧, 将断面分为宽、窄两部分, 窄部 (一般宽0.6m) 仅用于通风, 宽部用于进出设备和人员兼通风。若新鲜风流从宽部进入、窄部排出, 为抽出式通风;若新鲜风流由窄部进入、宽部排出, 为吹入式通风。
风障是一道临时隔离墙。为防止漏风, 风障应牢固地挂在顶底板间, 并在顶底板处不留间隙。为有效清除工作面有害气体, 风障应随工作面推进向前延伸, 并应始终保持其前端距工作面距离不超过3m。
还有一种可伸缩的滑动风障, 可随采煤机前进能方便及时地延伸。
当采用风障通风不能满足工作面通风要求时, 可增设局部通风机通风。局部通风机通风主要有以下几种方式。
第一, 抽出式通风。可以消除流经连续采煤机司机处的污浊气流, 煤尘从工作区抽走。但工作面壁角处易积聚瓦斯, 如果风筒滞后4.5~6m, 则整个工作面可能会发生瓦斯积聚, 而且连续采煤机司机位于工作面和风筒端头之间, 仍处于污浊风流中。
第二, 机装稀释通风机与抽出式通风机相结合通风。这种通风方式是在采煤机上安装1台小型液压驱动的通风机, 动力由采煤机液压系统提供。其优点是能有效地在巷道边远壁角处形成风流, 有效排出工作面瓦斯。缺点是当抽风风筒入口滞后稀释通风机时会产生循环风, 因此应经常保持抽风风筒入口超前稀释通风机, 另外当抽出式通风机停转而采煤机继续工作时也会在稀释通风机周围产生循环风, 并有积聚瓦斯的可能。
第三, 机装集尘器与抽出式通风机相结合通风。在采煤机不同位置安装若干个水射流集尘器, 再用一个较大的通风机采用抽出式通风。这种通风方式能够很好地解决回风巷煤尘飞扬的问题。
2 采用局部通风机通风
在无机械通风的条件下, 独头巷道中的空气与外界空气 (新鲜空气) 的交流随巷道长度增加而逐渐减缓, 直至几乎完全停止。当独头巷道足够长时, 其中的空气条件主要由巷道条件决定, 即便在无作业的情况下也会出现瓦斯集聚, 导致进入的人窒息或中毒死亡, 以及在条件具备时发生瓦斯爆炸。因此, 对于报废的独头巷道, 必须进行密闭, 严禁人员进入。对于施工的独头巷道, 必须进行机械通风。机械通风是掘进通风的主要方式之一, 采用的通风机械为局部通风机。
掘进工作面采用局部通风机通风的通风系统由局部通风机、风筒和巷道组成。局部通风机的工作方式有压入式和抽出式两种。掘进工作面通风系统布置方式有压入式、抽出式和混合式。
3 综合防尘技术
在巷道掘进中, 不可避免要产生粉尘, 如果不采取有效的防尘措施, 将会引起严重的后果。尤其是在岩巷爆破施工时, 在钻眼、爆破、装岩、运输等过程中会产生大量含游离Si O2 (含量为30%~70%) 的粒径小于5μm的岩尘, 这些岩尘极易在空气中浮游而被人吸入体内导致矽肺病。
我国煤矿在掘进工作面综合防尘的经验主要包含以下几个方面。
第一, 湿式钻眼。严禁在没有防尘措施的情况下进行干法生产和干式凿岩。
第二, 喷雾洒水。爆破前后、截割过程、装转载过程等在工作面及相应作业点进行喷雾洒水。
煤矿综采工作面的防尘技术分析 篇4
煤矿综采工作面防治粉尘的工作主要从下面几个角度出发: (1) 煤矿在进行开采前, 借助煤层注水技术工艺, 提升煤层湿润的程度, 然后与合理开采技术相结合, 尽量把煤矿开采过程中产生的粉尘含量降到最低; (2) 在实际进行开采时, 和特定防尘技术相结合, 对粉尘源头进行控制, 把粉尘控制在一定的区域中, 避免粉尘的扩散; (3) 借助相关的除尘设备, 排除或者过滤煤矿内产生的粉尘。
1.1 煤层注水技术
在采煤工作面开采前, 对煤层先进行注水, 使其湿润度达到一定的要求, 这是一种防尘的基础技术, 而且这一技术使用的范围相对广泛。对煤层事先进行注水, 首先需要施工钻孔, 然后向煤层注水, 提升煤层含水率, 这样能够减少采煤作业时产生的粉尘。在进行注水时增加活性剂, 防尘效果更加显著。长钻孔煤层注水方法在煤矿的开采中已经十分普遍, 但随着煤矿综采能力的提高, 使用这一技术出现的问题也愈发明显, 比如, 对钻孔进行布置的方式, 封孔的工艺, 注水的方式等都有问题存在, 需要引起人们的重视。
1.2 采煤机喷雾防尘技术
在使用采煤机进行采煤时, 滚筒切割和运送煤炭都会造成大量粉尘, 这一环节是综采工作面防尘技术的重要部分。目前, 喷雾除尘技术一般涉及以下方面: (1) 采煤机滚筒摇臂径向雾屏及液压支架探梁辅助喷雾降尘技术。这一技术主要是在采煤机滚筒摇臂和液压支架的探梁上设置锥形喷嘴, 借助这一装置喷射出空心的雾流, 进而形成屏障, 降低切割煤炭时出现的粉尘; (2) 采煤机内外喷雾降尘技术。如果从传统技术出发, 这一技术经常会因为内喷雾的喷嘴被堵塞或者系统的密封出现问题而漏水, 外喷雾也经常因为水压的不足或者其他原因而无法发挥出有效的作用。当前, 国外已经有使用三级过滤系统解决因为水质问题而导致内喷雾出现堵塞的现象。而高压喷雾在美国、法国等很早就得到了应用, 除尘效果也达到了85%~95%, 在国内, 一些煤矿的固定泵供水高压外喷雾技术与机载泵高压外喷雾降尘技术也有了一些试点和应用; (3) 采煤机高压喷雾负压二次降尘技术。这一技术主要借助高压喷雾降尘与负压喷雾降尘原理, 喷吸装置向粉尘源头地区喷射出雾流进行降尘, 在进行喷射的同时, 喷吸装置的内部射流后部会形成一片负压区, 很有粉尘的空气被负压场吸入, 然后借助喷吸装置在被喷射出去, 这时候, 粉尘就会被捕获。这一技术的结构比较简单, 运行的效果也比较好, 防止含有粉尘的气流污染到作业的区域, 并防止其向其他空间扩散。
1.3 液压支架移架自动喷雾降尘技术
自移式液压支架在前移和降柱产生的粉尘量会占据整个综采工作面粉尘量的三分之一左右, 以前液压支架防尘主要使用利用人工进行控制的手动喷雾进行防尘, 但这一方法操作程序比较烦琐, 效果也不是十分理想。当前, 国内已经出现了液压支架自动喷雾控制阀, 使液压支架在进行推溜、降柱和移架时可以自动进行喷雾并除尘, 除尘效果比较显著。
1.4 空气幕隔尘技术
这一技术主要是借助在风形条口吹出的条缝性空气射流, 使污染源发出的污染物和周围的空气产生隔离效果, 确保工作区域的卫生状况。这一技术在国内的一些煤矿已经有了应用, 一般都是设置在采煤机上, 在采煤机的滚筒进行截煤时, 喷射出的空气流就能够组织粉尘向其他位置扩散, 采煤的工作面使司机和煤壁侧隔离, 并在两者中间形成透明、无形的屏障, 进而实现隔尘效果。
1.5 除尘设备降尘技术
20世纪60年代, 英国就已经研制出了采煤机吸尘滚筒, 能够降低其割煤时出现的粉尘, 到了七十年代, 原苏联与美国研制出了效率很高的除尘器, 以便对工作面的粉尘进行防治。国内在九十年代才陆续开始研究一些适合在煤矿综采工作面使用的除尘设备, 比如外旋双层雾流罩封尘源除尘装置, 但是除尘设备的种类比较少, 还没有满足现实的需求。
2 提升综采工作面防尘效果的趋势
综采工作面的机械化水平提高增强了开采效率, 但是也有很大的缺点, 其在工作时会造成大量粉尘, 对相关人员的健康和安全产生威胁。所以, 需要采取措施提升防尘效果, 以便为现场工作人员塑造一个安全卫生的环境。
防尘技术研究的趋势主要在下列方面: (1) 对现有的煤层注水技术进行改进。这一现象需要根据综采工作面的实际状况, 对钻孔的布置方法、封孔技术以及注水的设备等合理进行选择, 使注水的效果达到预期的效果, 以便能够更好防尘; (2) 提高喷雾除尘的自动化程度。目前, 采煤机和液压支架以及喷雾除尘器等设备的自动化程度都还有很大的提升空间。采煤高压外喷雾的出现对综采工作面防尘具有十分显著的效果。而且, 喷雾装置的效果与实用性也会有很大改善; (3) 创新采煤的工艺。研究采煤工艺并进行创新可以有效降低粉尘出现。比如, 改进采煤机截煤的工艺改进, 滚筒采煤机如果降低转速, 加深切割深度, 那么粉尘产生量就会降低。牵引速度和切割速度都对粉尘产生有重要作用的因素, 所以需要强化采煤工艺的研究。
3 结语
在煤矿生产中, 综采工作面的防尘技术具有重要的意义, 需要引起相关人员的重视, 不断改进与完善防尘技术, 切实发挥出各种防尘设备的作用, 提高防尘的效果, 进而提高整个煤矿的安全性, 保障员工的健康与安全。
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矿井采掘防尘技术的应用研究 篇5
关键词：采掘,防尘,研究
0 引言
在矿井生产的过程中,煤尘及岩尘的大量产生,会对人们生产及健康造成很大威胁,所以我们要根据煤矿自身的实际情况,采取适合的防尘措施,从而保证人们的健康,创造出好的生产环境。
1 采煤工作面的煤尘治理
1.1 煤壁浅孔动压注水,从而减少煤尘的产生量
各个工作面浅孔动压注水一般是由采区打眼工主要负责,用电煤钻钻孔。在钻孔施工好后进行封孔器的安装,用注液枪进行注水,要充分的保证注水时间和质量。采煤工作面的注水需要有详细的记录,包括数量、孔深、注水量和责任人的登记。
1.2 安装风流净化水幕
在风巷的上出口安装环形喷雾强,从而更好的配合防尘网,起到净化空气的目的。喷雾器一般安装在距离工作面隅角大约22m以外的地段,在进行开启时能够更好的喷洒雾化水幕,经尘网过滤作用,从而更好的隔绝煤尘的传播,可以有效的降低放炮产生的煤尘。
1.3 安装手动和自动两道平喷雾
自动喷雾一般是采用的自制的喷雾装置,如果煤流太大,那么喷水量将会增大,当煤流小时,喷水量也会随之减少,甚至是停止。手动喷雾是操作人员根据煤流的多少以及煤的干湿度进行人工调节喷雾量。
2 在综采工作面采用防尘技术
2.1 安装随机自动连喷装置
在使用煤机内外喷雾的过程中,用架接喷雾来降低空气中的粉尘浓度,此装置是光控装置,用矿灯去照射此装置的探头,便可以实现自动连喷。
2.2 采用风水喷雾风水喷雾主要是利用风来使水压加强,喷雾的雾化好、射程远,喷水的覆盖面较大,达到了很好的防尘效果。
2.3 二次降尘装置
采煤机的负压二次降尘技术,主要是利用喷吸装置来向煤尘的源头区域进行喷雾流的降尘,同时,喷吸装置射流后形成负压区,将降压场尾部的含尘空气吸入后再喷射出去,在这个过程中很好的将煤尘捕捉下来。
2.4 应用转载机同步自动喷雾
以前的采煤工作面的回风道在转载机外6-8m的部位安装了一组回风流净化幕,一般是采用手动阀门控制,但是经常因为人为的因素导致了水幕忘记开动,从而使得风尘得不到控制;皮带、转载机经常停运,但是水幕正常工作,所以就造成了水资源的浪费,影响了煤质。
3 掘进工作面的防尘研究
3.1 采用高压远程放炮自动喷雾技术
在炮掘工作面当中,虽然放炮的时间并不是很长,但是产生了极多的粉尘,很多煤矿的全岩巷道大多都采用炮掘,针对在放炮的过程中工作面粉尘高,所以设计了枪口式喷雾装置。该装置主要是由掘进工作面的供风供水装置形成。在放炮的过程中会产生爆炸冲击波,该冲击波被传感器接收转化为电信号被主机接收,主机控制供风和供水的两路的电磁阀,使之打开,从而实现了远程喷雾。因为高压风进水管口和进风管口的位置合理,喷雾强的枪口角度也经过反复的验证,使得能够达到远距离喷雾,雾化效果很好,经过检测,运用该技术,能有效降低煤尘率,降尘率十分高,在90%以上。
3.2 应用圆柱体形多喷头喷雾
当前较为常见的喷雾装置为支架式前探水泵喷雾装置和喷淋管,此装置不能够很好的进行远距离的全断面覆盖,使降尘的效果不够明显。圆柱体多喷头装置能够实现全断面采掘面的有效降尘从而来解决粉尘扩散的问题。
3.3 采用湿式打眼
掘进工作面一定要采用湿式打眼。同时,煤与半煤巷应该采用风钻打眼,在进行打眼时,应该派专人负责对眼口进行喷雾降尘。
4 大巷运输系统的防尘
4.1 煤眼前安装喷雾头,煤眼的后方安装喷雾水幕
当煤眼放煤车向后移动时,打开喷雾水幕,从而对矿车上的原煤进行喷雾。矿车经过喷雾煤尘后,会在原煤的车皮上形成一道湿煤外壳,当车放完后,列车外出时,再次打开后方的喷雾装置和前方的单个喷雾装置,对于经震动后的原煤列车上部开裂处进行灭尘,经过两次灭尘后。将不会再产生煤尘,从而解决了原煤列车的煤尘飞扬的现象。
4.2 大巷的个别地点加设单组弧形喷雾
在大巷的个别地点加设单组弧形喷雾,可以起到灭尘的效果。需要在固定道床设置手动装置,使水流能够更好的流进水沟。可以在其他的地段设置自动的喷雾,机车经过的时候喷雾会自动打开,从而有效的对于矿车的原煤降尘,从而保护道床。
5 净化通风
(1)常开式降温喷雾。该喷雾是利用大喷头制作,雾化效果极好,能够使喷雾与回风充分的接触,使换热面积的换热效率更加的好。(2)滴管式风筒净化装置。我们可以使用塑管钻孔的方式,沿着风筒的上部进行敷设,通过控制阀门来确保水量逐步形成水滴,从而沿着风筒流下,使风筒能够保持长期的湿润,从而达到不间断的防尘。(3)其他。在使用新技术、设备的同时,我们也不能够放弃使用以前的防尘措施:放炮需要使用水泥炮、喷雾洒水、湿式打眼、等方法来做到有效的降低粉尘。
6 小结
通过以上几个环节的防尘措施,可以从源头上治理煤尘飞扬,有效的控制矿井的粉尘浓度,减少粉尘的危害,使煤矿企业更加卓有成效的发展。
参考文献
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基于矿井综合防尘技术探讨分析 篇6
煤炭作为一级能源, 服务于人类日常生活中的方方面面, 然而地下开采煤矿却存在相当大的危险, 其中煤矿粉尘危害甚为严重, 如若处理不当, 不仅会造成环境污染, 还会直接威胁到下井人员的人身安全。煤矿粉尘是指煤矿开采过程中产生的岩矿微粒, 多为岩尘和煤尘, 依据煤矿开采方式及使用设备的不同, 粉尘污染程度略有差异, 但是即使是小程度的粉尘污染, 在达到某个临界点时同样会对工作人员的生命造成危害, 因此提高煤矿综合防尘技术应充分予以重视, 下面将论述煤矿粉尘的危害性与矿井综合防尘技术的诸多事宜[1]。
1 煤矿粉尘的危害性
煤矿粉尘的危害性主要表现在四方面:a) 损害机器设备。煤矿粉尘对机器设备的损害主要表现在磨损机器、降低设备寿命和引起设备故障上, 降低工作效率;b) 煤尘爆炸。煤尘引起爆炸是煤矿开采中由于粉尘浓度超标引发的严重事故之一, 其引发原因是积聚到一定浓度的煤尘遇到能引发爆炸的热源, 达到临界燃点, 发生瞬间爆炸。煤尘爆炸威力巨大, 爆炸会产生大量有害气体, 不仅使人生命安全受到威胁, 还有可能毁坏整个矿井和污染环境;c) 使矿井工人易患尘肺病。尘肺病是由于人体大量吸入粉尘集聚在肺部造成的, 粉尘集聚会严重损害呼吸系统, 引起呼吸困难, 长此以往将危及生命, 以目前的医疗水平, 尘肺病的治愈率比较低, 并且即使能够治愈, 也需要花费高额的治疗费用, 近几年, 尘肺病得病率呈上升趋势, 并且尘肺病已成为矿井工人的职业病, 这都是由于粉尘超标造成的, 因此提高防尘措施刻不容缓。基于以上煤矿粉尘的严重危害, 采取有效的防尘措施十分重要。
2 矿井综合防尘降尘技术现状
2.1 矿井防尘技术
煤矿矿井中最主要的两种防尘措施是煤层注水方式防尘和人身自我防护。a) 煤层注水方式是通过向煤层中注入一定量的水, 提高煤层含水率, 降低煤矿开采粉尘产生率以达到防尘目的的有效方法, 一般在进行煤层注水时, 常采用长臂和短臂钻孔注入方式, 且视煤层渗透能力和开采进度确定钻孔施工参数, 封孔一定要严密;b) 工作人员的防尘措施主要是在下井作业时, 佩戴好防尘用品, 此类防尘用品需具有一定防尘效用, 如防尘口罩用过滤性的防尘材料制成, 以在恶劣环境中达到防护效果, 另外作业人员在工作时应尽量在粉尘浓度安全的情况下作业, 避免在粉尘较大的作业场所进食饮水, 降低煤粉粉尘对人体的危害。
2.2 矿井降尘措施
煤矿矿井广泛采用的降尘方式主要有两种:a) 喷雾洒水方式降尘, 此种方式是利用水的吸附性, 使水滴吸附在漂浮着的煤粉粉尘颗粒上, 增加粉尘的重量使其降落, 达到有效降低粉尘浓度的目的;b) 水炮泥爆破方式降尘, 此种方式使用一种特殊的爆破装置———水泥炮, 是由炮泥、水炮泥、炸药三种物质填充而成, 在爆炸时, 利用高压爆破力使水渗透到原煤中, 降低开采时煤尘的产生率, 水泥炮爆破方式不仅能使降尘率达到65%, 而且能大量降低爆破时有害气体的产生率, 拥有远胜于其它爆破方式的优势。
2.3 矿井除尘措施
目前, 煤矿矿井中采用的除尘措施大致可分为三类:物理方式除尘、化学方式除尘及生物方式除尘。下面主要就前两种进行说明:
a) 物理方式除尘, 包括通风除尘、捕尘器捕尘等。通风除尘方式是通过向矿井通风的方式降低矿井中的粉尘浓度以达到除尘目的, 但是实践发现, 风速大小直接影响除尘效果, 也就是说要达到有效除尘目的需要寻找合适的风速区间, 且不同工作面最佳风速区间不同, 例如综采工作面最佳区间风速为1.5 m/s~2.5 m/s, 这样的风速既能够将煤尘颗粒带走, 同时又能够防止粉尘回旋, 使除尘效果加倍;捕尘器捕尘是利用特殊捕尘装置, 将其安装在粉尘集中区域进行物理除尘, 例如在钻孔装置处安装水力引射式钻孔捕尘器, 其工作原理是在钻孔作业时打开捕尘器, 利用钻杆的离心力和装置的高压气流将煤粉粉尘收集到集尘装置中, 利用高压水流使在集尘装置和主除尘管间形成压力差, 促使集尘装置中收集到的粉尘依靠压力、重力等作用, 与主除尘装置的水充分接触以达到湿式捕尘效果。捕尘器大多是利用重力、粘滞力、电磁力等物理方式达到捕尘目的;
b) 化学方式除尘主要是泡沫除尘, 其工作原理是利用发泡装置将与表面活性剂充分混合的水制造出泡沫, 再利用喷射装置将泡沫水喷洒到粉尘集聚处, 达到除尘的目的, 此种方法广泛应用在掘进机上。
3 提高矿井综合防尘技术的措施
基于以上煤矿矿井综合防尘技术, 提出改进防尘措施的方法如下。
3.1 建立完善的矿井综合防尘管理体系
有章可循、有法可依才能提升工作效率, 拥有健全的矿井综合防尘管理体系才能使矿井煤粉粉尘危害处于可控范围内, 减少事故发生率, 降低员工患病几率。健全的防尘管理体系需要配备能够不断完善的防尘综合管理制度、专业的职能机构及严格的防控监督系统。煤矿相关管理部门还应设立专门检测粉尘浓度和执行防尘措施的防尘职能部门, 重视防尘工作, 强化防尘管理意识, 最大程度地保证作业人员的人身安全。
3.2 PLC自动控制的应用
应用先进的PLC自动控制技术揭开了防尘技术的新篇章, PLC自动控制技术能够自动控制防尘。下面以PLC自动控制喷雾除尘为例来说明具体情况, 经编程设计成功后将PLC自动设备投入使用, 使用的喷雾除尘设施是高、低压两级除尘水幕, 其执行结果是当逻辑判断粉尘质量浓度较高时, 执行开启两级除尘水幕, 其中低压水幕用来过滤大直径粉尘颗粒, 高压除尘水幕用来捕捉小颗粒粉尘, 大约开启15 min;当逻辑判断粉尘质量浓度处于中等水平时, 仅开启高压除尘水幕, 有效除去呼吸性小颗粒粉尘, 大约开启10min;当逻辑判断粉尘质量浓度较小时, 则无需开启两级除尘水幕, 可以通过加湿空气清除小颗粒粉尘。另一方面PLC空气湿度检测装置还实时监测空气湿度, 以供PLC控制装置判断空气湿度。PLC自动控制技术在煤尘浓度检测上的应用主要是实时监测空间内煤尘浓度, 供防尘人员和管理人员参考, 或用来检测防尘效果是否达标等。
3.3 建立矿井综合防尘系统
矿井综合防尘系统的防尘原则是最大程度地降低粉尘产生率, 将悬浮在采掘空间中的煤粉粉尘最大限度地沉降, 通过捕尘器降落的粉尘搜集起来, 达到综合防尘的目的, 简而言之, 综合防尘系统是将防尘、降尘、除尘三方面结合起来, 有效达到防尘功效。为将煤粉粉尘对环境的污染降到最低, 还会在矿井周边种植有净化空气效果的绿色植物。综合防尘系统是集众多防尘技术和防尘措施, 而且考虑对环境的影响, 是全面的防尘措施, 但建立系统需要资金支持, 中小煤矿在这一方面比较受限。
4 结语
煤矿矿井粉尘不仅降低工作效率和工作质量, 造成环境污染, 还严重威胁采矿人员的人身安全, 目前各个煤矿矿井虽然对防尘降尘采取了一些措施, 但是发挥和提高的空间还很大, 应结合自身实际情况, 探讨选择适合自身煤矿的最优综合防尘技术和措施是遏制矿井事故和职业危害、提高采矿开矿效率的最有效措施, 特别是自动化控制的加入使综合防尘技术又提升到一个新高度。
摘要：分析煤矿矿井综合防尘技术, 概述了煤矿矿井中粉尘对采矿开矿设备、环境及人体的各种巨大危害。分析了目前各大中小煤矿有关矿井综合防尘降尘技术现状, 结合防尘具体状况提出改进综合防尘技术的几项措施以供参考。
关键词：煤矿矿井,综合防尘,粉尘危害,改进措施,PLC控制
参考文献
煤矿综采工作面防尘技术研究现状 篇7
关键词：煤矿,综采工作面,防尘技术
0 引言
煤矿的综采工作面在放煤口或支架移动的过程中易产生大量的粉尘, 由于产尘的地点分散, 防尘的难度加大, 综合防尘工作的管理就变得尤为重要。粉尘作为煤矿的五大危害之一, 存在引发爆炸的危险, 并且容易让工作人员吸入肺部, 危害作业人员健康, 同时还会对空气造成严重污染。因此, 必须加强对综采工作面防尘技术的研究, 为防尘工作提供安全保障。
1 煤矿综采工作面防尘技术的研究现状
随着煤矿机械化程度越来越高, 开采强度也越来越大, 对综采工作面的利用程度也越来越高。综采工作面的采煤机截煤、运煤、移架、移溜等工序中都会产生大量的粉尘, 随着工作面的工作强度越来越大, 综采工作面割煤时产生的粉尘浓度甚至会达到4 000-8 000 mg/m3, 严重威胁着工作人员的健康和煤矿的安全生产。煤矿工作人员长期吸入粉尘, 轻者会换上呼吸道炎症, 重者甚至会患上尘肺病。在实际工作面中, 煤层注水、工作面系统安设喷雾装置后, 工作面的粉尘浓度明显下降。但是, 由于工作面工作期间, 巷道粉尘浓度达到180 mg, 割煤机喷雾不能控制割煤时的尘源, 导致粉尘的浓度较高。
由于综采工作面的综合防尘要求越来越高, 较多煤矿开始重视工作面的防尘工作。部分煤矿开始投入资金安装除尘设备, 采取了一系列的防尘技术, 重点配置了优质的采掘工作面和井底车场和变电所等, 实现了监控系统的升级。煤矿的采掘队配备了探放和排水设备, 实现了探掘分离。斜井架空人车和蓄电池变频电机车等装置提高了煤矿生产的安全系数。部分煤矿改造了防尘电路和自动净化水幕。煤矿还建立了安全风险抵押机制, 构建了安全管理体系, 实行金字塔安全管理法和岗位描述法等方法, 实现煤矿的安全生产。
2 煤矿综采工作面防尘技术分析
防治综采工作面粉尘的技术是通过以下三个方式实施的。 (1) 在采煤工作开始之前, 采用注水工艺来适当提高煤体的湿润性, 并辅之以科学合理的开采工艺, 达到有效降低煤体产尘现目的。 (2) 在准备开采时, 利用特定的防尘技术进一步控制尘源, 将粉尘控制在特定的位置和空间中, 使之不能进一步扩散。 (3) 在采煤工作结束之后, 及时通过有关的设备及除尘技术, 及时把产生出来的粉尘过滤并排除掉。这三个方面就是综采工作面防尘技术的指导思路。
2.1 煤体预先注水防尘技术
采煤工作开始前, 预先向煤体注水湿润是采煤工作面防尘工作的基本措施, 也是我国当前应用较多的措施。预先向煤体注水这一基本防尘机理主要是通过打钻孔的方式向煤体中注水, 从而提高煤体的含水量及湿润性, 并进一步减少采煤时粉尘的产生。在向煤体注水的过程中, 为了有效地提高煤体的润湿效果, 可以通过添加表面活性剂的方式增加工作面防尘效果。当前, 我国各大煤矿纷纷广泛采用长钻孔技术向煤层注水, 但由于综采水平的普遍提高, 长钻孔煤层注水技术的封孔工艺、注水方法、钻孔布置方式和装备上的难题也变得更加困难, 长钻孔煤体注水技术尚需进一步的完善。
2.2 采煤机械喷雾防尘技术
当前煤矿机械化采煤工作中, 产生粉尘最突出的当属采煤机, 由于采煤机滚筒割煤并向刮板输送机中装煤时会产生大量的粉尘, 使其成为综采工作面防尘工作的重点所在。目前, 国内外主要通过喷雾除尘技术来应对采煤机割煤时产生的粉尘。该技术主要包括以下几个方面。
1) 采煤机滚筒摇臂径向雾屏和液压支架探梁辅助喷雾降尘技术。此技术主要是通过在采煤机的滚筒摇臂并在液压支架探梁上装设锥形喷嘴, 利用喷嘴喷射出空心雾流, 进而形成雾流屏障来减少滚筒割煤时出现的粉尘。
2) 煤机内、外喷雾降尘技术。以往采用的采煤机内、外喷雾降尘技术往往由于内喷雾喷嘴堵塞或者系统密封漏水, 外喷雾也常常由于水压不足等诸多方面而未能完全发挥降尘作用。不过, 当前国外已经出现了通过三级过滤系统来解决水质不佳而出现的内喷雾堵塞问题。高压外喷雾技术在早些时候已经在美国、法国等国家开始应用, 其降尘效果达到85%~95%。我国目前也在部分煤矿搞起了固定泵供水高压外喷雾技术和机载泵高压外喷雾技术的试点应用。
2.3 转载点自动喷雾降尘技术
采煤机在向刮板输送煤时, 机身和其他转载部位将会产生大量的粉尘。当前主要是通过自动喷雾技术来控制转载点产生的粉尘。由于对水的雾化方法不一, 该项技术主要出现在以下几个方面: (1) 预荷电喷雾技术。 (2) 声波雾化技术。 (3) 自调式风水喷水技术。 (4) 采用“自动喷雾控制器”喷雾技术。这多种喷雾技术的应用使得转载点喷雾防尘有着更为广阔的技术空间。
2.4 除尘器降尘技术
上世纪60年代的英国已经研制出了采煤机的吸尘滚筒, 能够有效降低采煤机割煤时产生的粉尘。同在上世纪的70年代, 前苏联和美国已经针对采煤机研制出了高效除尘器, 来防治综采工作面出现的粉尘。而我国直到上世纪90年代后期, 才陆续开始研制适合综采工作面应用的诸多种除尘器, 比如外旋双 (多) 层雾流罩封尘源除尘装置等, 目前我国除尘器种类还太少, 难以满足实际的生产需要。
3 矿综采工作面防尘技术的研究方向
当前的综采工作面实现了机械化, 煤炭产量也在不断提高, 煤矿粉尘浓度也需要及时进行控制。煤尘的产生主要集中在采煤工作面和掘进工作面的产尘。防尘设备的设置十分重要。今后的综采工作面防尘效果的研究方向主要集中在以下几点: (1) 改进煤层注水工艺水平, 选择适当的钻孔布置方式、封孔工艺、注水方法和注水设备, 实现最佳注水效果。 (2) 提高工作面喷雾除尘的自动化水平, 加强喷雾设备的系列化生产。 (3) 强化对采煤机采煤工艺的研究, 改进采煤机截煤技术。一般情况下, 要求采煤机内外喷雾完整, 割煤时喷雾常开, 保证正常使用。 (4) 在转载机尾以外设置一道移动式净化水幕, 外距此道净化水幕20 m左右设置一道净化水幕, 采煤时随工作面推移, 净化水幕向工作面移动且保持正常使用。 (5) 研制综采工作面的除尘装置, 引进吸收国内外先进的综采工作面防尘技术, 引入泡沫除尘、超声波除尘和生物试剂除尘技术。
4 结语
总而言之, 煤矿综采工作面防尘技术受到越来越多的重视, 改善煤矿作业环境, 保障工作人员的身体健康, 加强煤矿的安全生产, 已经成为现阶段煤矿生产方面的研究重点。所以, 应当加强综采工作面防尘技术的研究, 改善煤矿采掘工艺的流程, 强化煤矿通风, 配合切实可行的除尘和防尘技术, 以加强可能产生粉尘的环节的控制, 从而降低粉尘产生量。
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