云岡礦運(yùn)輸巷道及掘進(jìn)工作面防塵技術(shù)創(chuàng)新研究

劉騰飛

（大同煤礦集團(tuán)宏泰礦山工程建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037003）

1 工程概況

大同煤礦集團(tuán)云崗礦位于大同市西郊17 km處，是我國自行設(shè)計(jì)、施工、安裝的特大型礦井。礦井采用一次設(shè)計(jì)、分期投產(chǎn)的方式，一期生產(chǎn)能力為150萬t/年，二期為270萬t/年。自從1995年改擴(kuò)建工程完成，生產(chǎn)能力大幅度提高，從2007年到2015年煤炭產(chǎn)量連續(xù)7年突破500萬t。當(dāng)前主采煤層為8號(hào)煤，煤層平均厚度為2.03 m，傾角3°～5°，為近水平煤層，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。為進(jìn)一步提高防塵技術(shù)效果，宏泰礦山工程建設(shè)公司對(duì)云崗礦巷道掘進(jìn)的防塵技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究，取得了良好效果。

2 云崗礦防塵技術(shù)措施現(xiàn)狀分析

2.1 通風(fēng)除塵和濕式作業(yè)

通風(fēng)除塵的原理是通過風(fēng)流作用將井下作業(yè)點(diǎn)的懸浮礦塵帶出，降低作業(yè)現(xiàn)場的粉塵濃度。影響其降塵效果的因素主要有風(fēng)速、粉塵密度、顆粒形狀等等。濕式作業(yè)主要是利用水或其他液體，使之與塵粒相接觸而實(shí)現(xiàn)捕集粉塵的方法。

2.2 凈化風(fēng)流

在敷設(shè)于巷道兩幫的水管上利用分水三通安裝能覆蓋巷道全斷面的噴霧，利用噴霧灑水降低各地點(diǎn)煤塵。一般安裝位置為：礦井總進(jìn)風(fēng)流凈化噴霧，安裝在距井口20～100 m巷道內(nèi)；采區(qū)進(jìn)風(fēng)流凈化噴霧，安裝在風(fēng)流分叉口支流里側(cè)20～50 m巷道內(nèi)；采煤回風(fēng)流凈化噴霧，安裝在距工作面回風(fēng)口10～20 m回風(fēng)巷內(nèi)；采煤工作面上隅角，安裝在采煤工作面切頂線位置；局部通風(fēng)前凈化噴霧，安裝在局部通風(fēng)機(jī)前10～15 m巷道內(nèi)。

2.3 煤層注水

煤層注水是利用水的壓力通過鉆孔把水注入即將回采的煤層中，使煤體得到預(yù)先的濕潤，以便減少采煤時(shí)浮游煤塵的產(chǎn)生量，一般可降低粉塵濃度60%～90%左右。長鉆孔注水方式具有煤體濕潤均勻、濕潤范圍大等優(yōu)點(diǎn)。

3 云崗礦防塵技術(shù)措施創(chuàng)新研究方案

3.1 新式主要膠帶轉(zhuǎn)載自動(dòng)噴霧

礦井運(yùn)輸膠帶轉(zhuǎn)載運(yùn)輸過程中，由于煤（巖）轉(zhuǎn)載過程中呈下落狀態(tài)，撞擊承接膠帶產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，揚(yáng)塵隨礦井風(fēng)流漂浮，嚴(yán)重影響井下工作施工環(huán)境。云崗礦自2015年5月份引進(jìn)一臺(tái)ZP-127型主要運(yùn)輸膠帶轉(zhuǎn)載自動(dòng)噴霧降塵裝置，有效實(shí)現(xiàn)了防塵滅塵、噴霧降溫、噴霧滅火等功能，該裝置根據(jù)膠帶運(yùn)輸煤（巖）承重程度進(jìn)行噴霧降塵，杜絕了井下降塵水量過大所造成的不良因素，避免了水資源的浪費(fèi)，有效減少員工洗塵勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了降塵效果，凈化井下空氣質(zhì)量，有效改善井下工作施工環(huán)境，預(yù)防粉塵超標(biāo)情況。膠帶轉(zhuǎn)載自動(dòng)噴霧裝置如圖1所示。

圖1 新式膠帶轉(zhuǎn)載自動(dòng)噴霧示意圖

3.1.1 運(yùn)行原理

該裝置由轉(zhuǎn)載噴霧控制滾輪根據(jù)膠帶運(yùn)輸承重控制噴霧水流開關(guān)、大小，控制滾輪與膠帶存在一定距離。膠帶空載運(yùn)轉(zhuǎn)期間，控制滾輪未承載重量，處于靜止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)載噴霧處于關(guān)閉狀態(tài)；膠帶載貨運(yùn)轉(zhuǎn)期間，膠帶下沉，與控制滾輪相接處，控制滾輪承載重量，處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由控制電路將信號(hào)傳送到控制電路箱，控制電路箱開啟水流開關(guān)，轉(zhuǎn)載噴霧處于開啟狀態(tài)，正常噴灑水幕，降低轉(zhuǎn)載煤塵量。

3.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)：有效減少員工洗塵勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了降塵效果，凈化井下空氣質(zhì)量，有效改善井下工作施工環(huán)境，預(yù)防粉塵超標(biāo)。缺點(diǎn)：設(shè)備單價(jià)較高，安設(shè)過程較專業(yè)，需培訓(xùn)專職員工安設(shè)。

3.1.3 取得的效果

云崗礦自安設(shè)該設(shè)備后，觀察前后粉塵濃度測(cè)定結(jié)果（如表1所列），礦井主要運(yùn)輸巷道粉塵量呈顯著下降，有效控制了礦井粉塵濃度，為礦井安全生產(chǎn)和改善井下作業(yè)環(huán)境提供了有力保障。

表l 新式皮帶轉(zhuǎn)載自動(dòng)噴霧安設(shè)前后粉塵濃度對(duì)比表

3.2 掘進(jìn)隊(duì)組風(fēng)筒圈噴霧

掘進(jìn)隊(duì)組是煤礦重要產(chǎn)塵源，由于風(fēng)筒距掘進(jìn)工作面不超過7 m，工作面風(fēng)流流速較高，作業(yè)期間產(chǎn)生大量粉塵，嚴(yán)重危害員工身體健康，采用掘進(jìn)工作面長時(shí)間噴霧能夠有效降低粉塵濃度。但增加了工作場所的濕度，惡化了工作環(huán)境，不利于員工正常作業(yè)。云崗礦綜合多種防塵措施，創(chuàng)新研發(fā)風(fēng)筒圈噴霧，小水量供水即能有效降低掘進(jìn)工作面粉塵濃度，且水幕噴灑后，由風(fēng)筒內(nèi)高速風(fēng)流擴(kuò)散，大部分水漂浮在空氣中，有效降低工作環(huán)境惡化程度。風(fēng)筒圈噴霧裝置如圖2所示。

圖2 風(fēng)筒圈噴霧示意圖

3.2.1 運(yùn)行原理

該裝置處于常開狀態(tài)，由巷道內(nèi)水管三通閥門調(diào)節(jié)水流大小，確保噴霧水幕對(duì)工作環(huán)境惡化程度最小，風(fēng)筒圈噴霧利用Φ10 mm軟管與水管處三通閥門相連接，噴霧安設(shè)在風(fēng)筒出風(fēng)口。

3.2.2 優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：小水量供水即能有效降低掘進(jìn)工作面粉塵濃度，且水幕噴灑后，由風(fēng)筒內(nèi)高速風(fēng)流擴(kuò)散，大部分水漂浮在空氣中，有效降低工作環(huán)境惡化程度。缺點(diǎn)：Φ10 mm軟管與噴霧三通閥門連接處仍存在漏水現(xiàn)象。

3.2.3 取得的效果

該礦自安設(shè)該設(shè)備后，觀察前后粉塵濃度測(cè)定結(jié)果（如表2所列），掘進(jìn)工作面粉塵量呈顯著下降，有效控制了掘進(jìn)工作面粉塵濃度，為掘進(jìn)隊(duì)組安全生產(chǎn)和改善員工作業(yè)環(huán)境提供了有力保障。

表2 風(fēng)筒圈噴霧安設(shè)前后掘進(jìn)隊(duì)測(cè)定粉塵濃度最高值對(duì)比表

4 加強(qiáng)防塵工作的管理

云崗礦安設(shè)完防塵設(shè)施后，每日安排專人進(jìn)行檢查巡視，發(fā)現(xiàn)損壞設(shè)施，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)加大對(duì)職工的宣傳教育，提高職工安全素質(zhì)。以粉塵防治為主要內(nèi)容的安全知識(shí)問答，每月必考一次。全礦入井人員必須熟知井下工作地點(diǎn)粉塵防治措施，并認(rèn)真落實(shí)。針對(duì)相應(yīng)的特殊作業(yè)人員還需要做好粉塵防治的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。

5 結(jié)論

云崗礦在原有粉塵防治技術(shù)措施的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，研究實(shí)施新式主要膠帶轉(zhuǎn)載自動(dòng)噴霧和掘進(jìn)隊(duì)組風(fēng)筒圈噴霧兩項(xiàng)技術(shù)，有效降低了主要運(yùn)輸巷道和掘進(jìn)工作面粉塵濃度，取得了良好效果。