淺析綜采工作面淺析

■劉偉 李景巖 孔川

（山東裕隆礦業集團有限公司單家村煤礦 山東濟寧273100）

淺析綜采工作面淺析

■劉偉 李景巖 孔川

（山東裕隆礦業集團有限公司單家村煤礦 山東濟寧273100）

本文根據綜采工作面煤塵治理現狀，對煤塵危害及綜采面煤塵形成原因進行詳細研究與分析，提出綜采工作面煤塵的治理措施及建議。

綜采工作面煤塵治理措施

0　引言

煤塵是指在煤炭資源開采加工過程中產生的微小固體顆粒，通常情況下呈現出兩種形態：附著于井下巷道與設備上的沉積態和受風流作用而長期懸浮于空氣中的浮游態，二者隨井下風流環境的變化而不斷改變，相互可轉化。當空氣中煤塵含量達到一定濃度時可能導致煤塵爆炸事故；當煤塵顆粒直徑小于5 μm時會隨著人的呼吸進入人體內部，引發塵肺病等身體疾病。所以，加強對綜采工作面煤炭開采中的煤塵治理有十分重要的現實意義[1]。

1　綜采工作面煤塵形成原因分析

現階段，中國井下煤炭開采使用的采煤設備多為滾筒采煤機，生產時通過截割滾筒完成破、裝、運等工序，而這些工序正是煤塵產生的主要過程，其主要形式可歸納為以下幾點：

（1）當截割端與煤壁接觸時會使煤壁因擠壓形成密實核，隨著截齒深入，密實核的范圍會不斷擴大并逐漸受剪切作用影響。截割完成后，隨著截齒的抽離，密實核發生破碎并以粉末狀掉落形成煤塵；

（2）截割時，大塊煤體的飛出會導致截齒的實際截深大幅降低，使割下的煤塊比較小，其中部分是煤粉；

（3）截齒長時間使用后逐漸磨損，使齒刀與煤體之間出現碾壓摩擦而生成煤粉；

（4）由于自身裂隙的存在會使煤屑飛出后發生進一步分裂形成煤粉；

（5）截齒對煤壁形成沖擊作用導致煤塵出現，沖擊速度越快，煤塵越多；

（6）采煤機截割滾筒的旋轉使降落的煤塵飛揚擴散，進入風流中。

2　綜采工作面煤塵綜合治理措施

2.1采煤機截割時的煤塵防治

采煤機對煤壁的截割一直是綜采工作面煤塵的主要來源之一，實現這一環節煤塵的有效防治應主要集中在如何減少煤塵的形成與如何使產生的煤層凝落。當前較為常見的方法有改進采煤機結構與采煤機噴霧[2]。

2.1.1改進采煤機結構

工作面割煤中煤塵的產生量同截割滾筒的各項參數 （截齒形式、磨損度、牽引速度等）有密切聯系，可通過改善截齒結構、及時更換磨損截齒、控制牽引速度等方法降低煤塵生成量。當前主流的截齒形式主要有刀型和鎬型兩種，二者在截割機理及安裝方法上均有一定差異。當煤體中裂隙發育較好時，鎬型截齒使用時所產生的煤塵量遠低于刀型截齒；同時鎬型截齒的安裝形式為沿滾筒切向安裝，與采用徑向安裝的刀型截齒相比在煤塵的產生量上進一步降低。所以，應推廣鎬型截齒并逐漸全面取代刀型截齒。

2.1.2改善采煤機噴霧方式

傳統采煤機多采用內噴霧方式，其水壓要求不小于3.5 MPa，實際生產中噴霧用水多為電機的冷卻用水，水壓多低于2 MPa，使用中常出現水壓過低、噴霧量不足的現象，加之內噴霧形式存在噴嘴易堵的缺點，難以有效控制粉塵。針對這一不足，可在采煤機噴霧機構上增設加壓泵，改善內噴霧效果。此外，鑒于內噴霧不易改良，通過改良外部噴霧系統加強對煤塵的控制效果就成了改善采煤機噴霧方式的主要途徑。常見的外噴霧方式為逆風噴霧，當采煤機逆風切割時采用這種方式，風流會受到逆風噴霧及滾筒切割的影響而在機組前部形成局部渦流，使含有大量煤塵的風流進入工作區域，對工作人員的健康造成威脅[3]。

2.2液壓支架工作中的煤塵防治

在綜采工作面開采中，液壓支架的支護也是煤塵的主要來源之一，特別是移架中，不僅產塵點多且產塵量、分散程度高，產生的煤塵在風流影響下可以很快擴散到整個工作面，對工人的身體健康造成威脅。尤其是在放頂煤工作面，支架后部存在互相連通的空間使放煤產生的煤塵還未沉降就隨風流擴散到通道中。針對這些問題，對舊有的支架噴霧系統進行改良，將放煤和移架時的噴霧系統同支架液壓控制系統相聯結，實現噴霧工序自動化，簡化操作的同時提升煤塵防治效果。

2.3其它煤塵防治措施

（1）水幕凈化。在綜采面兩側巷道中分別設立兩道凈化水幕，確保霧化的水霧充斥整個巷道，有效捕捉通過風流中攜帶的煤塵。其中第一道水幕設置在距離工作面10 m～20 m內，第二道水幕安設在距離兩側巷道進出風口10 m～20 m內；（2）煤層注水。在煤炭開采前預先在煤壁上開設若干鉆孔，通過鉆孔向煤層高壓注水，減小煤體強度，增強煤塵之間的粘性，降低煤塵的生成量。通過煤層注水可在回采過程中實現有效的連續性降塵，顯著提升生產的安全性；（3）在綜采工作面進風口布設擋風簾，盡可能地降低進入支架后部連通空間及采空區的風量；在工作面上端口處布設風簾，對風流進行有效引導，避免出現局部渦流；（4）定期對綜采工作面兩側巷道進行全面的噴霧灑水，有效減少附著于巷道幫壁上的積塵。

3　結語

由于工作面煤塵量大、產塵點多等特性，煤塵治理一直是威脅綜采生產中安全的重要因素之一，針對這一難點，各礦井必須依據實際的井下地質、工程條件，采取多種方法相結合的綜合化煤塵治理措施，促進綜采工作煤塵濃度下降，改善工作面工作環境，為工作人員健康安全及煤炭生產提供充足保障，實現經濟效益與社會效益的雙豐收。

［1］ 左前明.大采高綜采工作面煤塵擴散規律及防治技術研究［D］.北京：中國礦業大學 (北京)，2014.

［2］ 楊光友.綜采工作面除塵工藝優化研究［J］.內蒙古煤炭經濟，2014(4)：211-212.

［3］ 劉榮華.綜采工作面隔塵理論及應用研究［D］.長沙：中南大學，2010.

TD82[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-32-1