噴霧降塵方法的改進與應用

康小景

（山西晉城煤業集團寺河煤礦二號井，山西 晉城 048019）

1 礦井概況

晉城無煙煤礦業集團有限責任公司寺河二號井核定生產能力1.51Mt/a，可開采煤層為9#和15#煤層，層間相距30m左右，煤以薄及中厚煤層為主，為高瓦斯礦井，煤塵均無爆炸危險性。礦井有四個進風井，即主斜井、副立井、1#進風立井及2#進風立井，兩個回風井，總進風量17066m3/min，總回風量17284m3/min，主要巷道為五進四回布置，其中進風巷為軌道運輸大巷、膠帶運輸大巷、進風一巷、進風二巷、行人大巷，回風巷為15#煤西回風大巷、南回風大巷、9#煤西回風大巷、94102東巷，四條回風巷道的回風流經兩個回風立井回到地面。

礦井共有五個盤區，即九四西盤區、九四東盤區、九七盤區、一五一盤區、一五三盤區，其中生產盤區有四個，即九四西盤區、九七盤區、一五三盤區；現有97304工作面、94313工作面2個綜采工作面，153301備采工作面，97210巷、97101巷反掘、943153巷、153204巷、153103巷反掘5個掘進工作面。

2 防塵措施

在采取煤層注水的基礎上主要采取的防塵措施有凈化水幕、細化水幕、轉載點噴霧、機組噴霧及支架噴霧等，并定期對巷道進行沖洗，但在噴霧使用過程中由于噴嘴及出水量的因素造成降塵效果差。因此，需要對噴霧降塵機具、方法進行改進，以期獲得更好的防塵效果。

2.1 巷道噴霧

主斜井距井口20～100m巷道內安設一道細化水霧，軌道運輸大巷、膠帶運輸大巷、進風一巷、進風二巷、行人大巷距巷口30～50m巷道內安設一道細化水霧，同時膠帶運輸大巷每1000m安設一道細化水霧；15#煤西回風大巷、南回風大巷、9#煤西回風大巷、94102東巷每500m安設一道凈化水幕；采煤工作面進風巷距工作面50m巷道內設置兩道細化水霧，間距至少為10m；采煤工作面回風巷距工作面50m巷道內設置兩道凈化水幕，間距至少為10m，距回風巷口30～50m設置一道凈化水幕；掘進工作面距工作面迎頭50m巷道內設置兩道凈化水幕，間距至少為10m；距回風巷口30～50m設置一道凈化水幕，井下細水噴霧確保24h處于常開狀態，并將細水噴霧30m范圍內的巷道底板進行硬化。

井下膠帶巷道運煤產塵是粉塵治理的關鍵環節，在生產作業過程中產生大量粉塵，為此試驗了弧形水霧固定架，固定細化水霧于皮帶H架上，對皮帶進行水霧全覆蓋，提高降塵效果。

圖1 弧形水霧固定架

2.2 機組噴霧

噴霧降塵是采煤機與掘進機廣泛采用的一種方法。噴霧系統分為內噴霧和外噴霧兩種方式，掘進機外噴霧多用于捕集空氣中懸浮的礦塵，內噴霧通過噴嘴向割落的煤巖處直接噴霧，在礦塵生成的瞬間將其抑制，噴嘴的好壞是決定降塵效果的關鍵，噴嘴形式多樣，有錐形、傘形、扇形、束形，該礦采用扇形噴嘴，但在割煤過程中外噴霧容易被割落的煤矸砸壞且噴嘴極易堵塞，大大降低了機組噴霧的降塵效果。在機組下井前進行外噴霧裝置技術改造，機組外噴霧通過螺絲絲扣連接并安設防護罩，增加了外噴霧的使用壽命，噴嘴砸壞時能及時更換。

2.3 轉載點噴霧

該礦井主斜井裝備帶寬1000mm的大傾角膠帶輸送機擔負主提升任務，井筒一側布置行人臺階，兼進風和安全出口，膠帶運輸大巷裝備寬1000mm膠帶輸送機，采煤工作面及掘進工作面主要采用膠帶輸送機配合工作面轉載溜擔負出煤系統，當煤矸轉載時，由于膠帶及溜子有一定速度且存在落差，煤矸中的細小粉塵在轉載過程中會擴散到空氣中，因此轉載點噴霧是礦井粉塵防治的重點環節，轉載點噴霧采用封閉加噴霧，在轉載點加設密封罩，密封罩采用半封閉式，并設觀測孔口，密封罩下部采用皮帶簾進行遮擋，罩內安設噴嘴，噴嘴根據現場實際降塵效果采用單個噴嘴或多個噴嘴。

圖2 皮帶機頭護罩

2.4 巷道沖洗

井下沖洗巷道是粉塵治理的重要環節，在生產作業過程中產生大量粉塵，污染作業環境，影響安全生產，為此試驗了扇形壓縮噴嘴沖洗巷道。

在沒有采用扇形噴嘴沖洗巷道前，該礦采用16#軟膠管接直通閥門進行沖洗巷道，該方法覆蓋面小，效果差，用水量大。

扇形噴嘴沖洗巷道的基本原理是在16#軟膠管出水處安裝扇形壓縮噴嘴，沖巷時出水成扇形狀，加大沖巷覆蓋面，提高效果，節約沖巷時間。

圖3 扇形噴嘴

3 結論

（1）巷道安設細化水幕并保證24h處于常開狀態，大大降低了礦井懸浮粉塵濃度，同時在膠帶運輸大巷安設弧形水霧固定架，對皮帶進行水霧全覆蓋，提高降塵效果。

（2）機組外噴霧通過螺絲絲扣連接，隨時更換損壞或堵塞的噴嘴，提高了機組噴霧效果，從塵源點降低了粉塵濃度，同時加設防護罩增加噴嘴的使用壽命。

（3）轉載點利用封閉罩加噴霧，減少出煤過程中飛揚的浮沉，降低進入工作面的風流含塵量。

（4）采用扇形噴嘴沖洗巷道治理巷道積塵，加大沖巷覆蓋面，節約了沖巷時間，改善作業環境。