云岡礦運輸巷道及掘進工作面防塵技術創新研究

劉騰飛

（大同煤礦集團宏泰礦山工程建設有限責任公司，山西 大同 037003）

1 工程概況

大同煤礦集團云崗礦位于大同市西郊17 km處，是我國自行設計、施工、安裝的特大型礦井。礦井采用一次設計、分期投產的方式，一期生產能力為150萬t/年，二期為270萬t/年。自從1995年改擴建工程完成，生產能力大幅度提高，從2007年到2015年煤炭產量連續7年突破500萬t。當前主采煤層為8號煤，煤層平均厚度為2.03 m，傾角3°～5°，為近水平煤層，煤塵具有爆炸危險性。為進一步提高防塵技術效果，宏泰礦山工程建設公司對云崗礦巷道掘進的防塵技術進行創新研究，取得了良好效果。

2 云崗礦防塵技術措施現狀分析

2.1 通風除塵和濕式作業

通風除塵的原理是通過風流作用將井下作業點的懸浮礦塵帶出，降低作業現場的粉塵濃度。影響其降塵效果的因素主要有風速、粉塵密度、顆粒形狀等等。濕式作業主要是利用水或其他液體，使之與塵粒相接觸而實現捕集粉塵的方法。

2.2 凈化風流

在敷設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煤塵。一般安裝位置為：礦井總進風流凈化噴霧，安裝在距井口20～100 m巷道內；采區進風流凈化噴霧，安裝在風流分叉口支流里側20～50 m巷道內；采煤回風流凈化噴霧，安裝在距工作面回風口10～20 m回風巷內；采煤工作面上隅角，安裝在采煤工作面切頂線位置；局部通風前凈化噴霧，安裝在局部通風機前10～15 m巷道內。

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，使煤體得到預先的濕潤，以便減少采煤時浮游煤塵的產生量，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、濕潤范圍大等優點。

3 云崗礦防塵技術措施創新研究方案

3.1 新式主要膠帶轉載自動噴霧

礦井運輸膠帶轉載運輸過程中，由于煤（巖）轉載過程中呈下落狀態，撞擊承接膠帶產生大量揚塵，揚塵隨礦井風流漂浮，嚴重影響井下工作施工環境。云崗礦自2015年5月份引進一臺ZP-127型主要運輸膠帶轉載自動噴霧降塵裝置，有效實現了防塵滅塵、噴霧降溫、噴霧滅火等功能，該裝置根據膠帶運輸煤（巖）承重程度進行噴霧降塵，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，有效減少員工洗塵勞動強度，提高了降塵效果，凈化井下空氣質量，有效改善井下工作施工環境，預防粉塵超標情況。膠帶轉載自動噴霧裝置如圖1所示。

圖1 新式膠帶轉載自動噴霧示意圖

3.1.1 運行原理

該裝置由轉載噴霧控制滾輪根據膠帶運輸承重控制噴霧水流開關、大小，控制滾輪與膠帶存在一定距離。膠帶空載運轉期間，控制滾輪未承載重量，處于靜止狀態，轉載噴霧處于關閉狀態；膠帶載貨運轉期間，膠帶下沉，與控制滾輪相接處，控制滾輪承載重量，處于運轉狀態，由控制電路將信號傳送到控制電路箱，控制電路箱開啟水流開關，轉載噴霧處于開啟狀態，正常噴灑水幕，降低轉載煤塵量。

3.1.2 優缺點分析

優點：有效減少員工洗塵勞動強度，提高了降塵效果，凈化井下空氣質量，有效改善井下工作施工環境，預防粉塵超標。缺點：設備單價較高，安設過程較專業，需培訓專職員工安設。

3.1.3 取得的效果

云崗礦自安設該設備后，觀察前后粉塵濃度測定結果（如表1所列），礦井主要運輸巷道粉塵量呈顯著下降，有效控制了礦井粉塵濃度，為礦井安全生產和改善井下作業環境提供了有力保障。

表l 新式皮帶轉載自動噴霧安設前后粉塵濃度對比表

3.2 掘進隊組風筒圈噴霧

掘進隊組是煤礦重要產塵源，由于風筒距掘進工作面不超過7 m，工作面風流流速較高，作業期間產生大量粉塵，嚴重危害員工身體健康，采用掘進工作面長時間噴霧能夠有效降低粉塵濃度。但增加了工作場所的濕度，惡化了工作環境，不利于員工正常作業。云崗礦綜合多種防塵措施，創新研發風筒圈噴霧，小水量供水即能有效降低掘進工作面粉塵濃度，且水幕噴灑后，由風筒內高速風流擴散，大部分水漂浮在空氣中，有效降低工作環境惡化程度。風筒圈噴霧裝置如圖2所示。

圖2 風筒圈噴霧示意圖

3.2.1 運行原理

該裝置處于常開狀態，由巷道內水管三通閥門調節水流大小，確保噴霧水幕對工作環境惡化程度最小，風筒圈噴霧利用Φ10 mm軟管與水管處三通閥門相連接，噴霧安設在風筒出風口。

3.2.2 優缺點

優點：小水量供水即能有效降低掘進工作面粉塵濃度，且水幕噴灑后，由風筒內高速風流擴散，大部分水漂浮在空氣中，有效降低工作環境惡化程度。缺點：Φ10 mm軟管與噴霧三通閥門連接處仍存在漏水現象。

3.2.3 取得的效果

該礦自安設該設備后，觀察前后粉塵濃度測定結果（如表2所列），掘進工作面粉塵量呈顯著下降，有效控制了掘進工作面粉塵濃度，為掘進隊組安全生產和改善員工作業環境提供了有力保障。

表2 風筒圈噴霧安設前后掘進隊測定粉塵濃度最高值對比表

4 加強防塵工作的管理

云崗礦安設完防塵設施后，每日安排專人進行檢查巡視，發現損壞設施，及時進行修復。同時加大對職工的宣傳教育，提高職工安全素質。以粉塵防治為主要內容的安全知識問答，每月必考一次。全礦入井人員必須熟知井下工作地點粉塵防治措施，并認真落實。針對相應的特殊作業人員還需要做好粉塵防治的專業技術培訓。

5 結論

云崗礦在原有粉塵防治技術措施的基礎上進行創新，研究實施新式主要膠帶轉載自動噴霧和掘進隊組風筒圈噴霧兩項技術，有效降低了主要運輸巷道和掘進工作面粉塵濃度，取得了良好效果。