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1、个人资料整理仅限学习使用 晓南矿井下粉尘综合治理技术研究与应用 技术设计 1 工程提出背景 1.1 晓南矿的基本情况 晓南矿隶属于铁法煤业集团有限责任公司，是铁煤集团最早达到质量 标准化、现代化并保持特优级质量标准化的矿井，是全国煤炭工业一级企 业，全国特级高产高效矿井，是原煤炭部确定的全国15 个现代化样板矿 井之一。 晓南矿井是国家“五五”期间重点建设工程，于1971 年 10 动工兴 建，1980 年 9 月 28 日移交投产。矿井设计生产能力90 万吨，经 1988 年 至 1991 矿井改扩建后，核定年生产能力达到150 万吨，2007 年核定年生 产能力 210 万吨。 晓南矿为高
2、瓦斯易自然发火矿井，瓦斯含量为15.13m 3/t ，煤尘爆炸 指数为65% ，有强烈爆炸危险。矿井涌水量105135m 3/h ，自然发火期 13 个月，有自然发火危险。 ，尘肺病检出率高达7.2% 。 晓南矿井下采、掘机械化程度较高，目前采、掘工作面都实现了综合 机械化，采掘效率很高，取得了较好的经济和社会效益。但是，随着煤矿 采、掘机械化程度的不断提高，工作面的粉尘污染问题也日益突出，成为 制约煤矿安全生产和企业快速发展的瓶颈。晓南矿为高瓦斯矿井，瓦斯含 量为11.59m 3/t ，煤尘爆炸指数为 65% ，有强烈爆炸危险。工作面生产中产 生的高浓度的粉尘，一方面严重威胁矿井的安全生产，
3、另一方面也严重危 害着作业工人的身体健康，使劳动生产效率降低，机械设备磨损加快。在 集团公司的支持下，晓南矿依据目前的粉尘现状开展综合治理工作，确立 了“我要安全、更要健康”和“积善积德不积尘、节能降耗保安全”的粉 尘治理理念。采取以控尘为主要手段的综合防尘措施，解决粉尘治理难 题，为职工创造一个安全、健康的工作环境。 1.3 工程主要工作内容及技术路线 1.3.1 工程主要工作内容 针对井下各产尘点的综合分析，形成综合防尘方案 主要大巷综合防尘设备的安装。 个人资料整理仅限学习使用 矿车喷淋装置、矿车防尘罩、运输大巷洒水车、转裁点封闭 回采工作面综合防尘设备的安装。 煤层注水、高压喷雾、尘跟
4、踪系统、防尘帘 掘进工作面综合防尘设备的安装。 综掘机高压喷雾、 KCS-550型湿式过滤旋流除尘风机、挡尘帘 实施过程中总结不足，对综合防尘设备根据现场实际情况进行调 整，并对原综合防尘方案进行补充，逐步完善。 完成技术总结。 1.3.2 工程完成方式 由集团公司作为技术指导，晓南矿引进先进的综合防尘设施，自行研 制了符合井下现场的综合防尘设施，并完成现场实施和技术总结。 技术路线：将引进国内一些先进的综合防尘技术及设施，通过结合晓 南矿井下实际情况，进行技术方案的改进和完善。课题研究的总体思路 为：确立方法形成实施方案确定工艺流程现场实施出现问题加以 解决完成技术总结。 2 粉尘控制与防治
5、的方法及难点分析 矿山的粉尘来源于主要运输巷设备运输及采掘工作面的采、掘作业。 主要运输巷粉尘体现在入井的水泥、过火矸石等在运输过程中、皮带巷运 输煤炭过程中产生的粉尘等；采掘工作面粉尘体现在煤炭生产和运输过程 中产生的粉尘。 主要运输巷粉尘治理：主要采取控制粉尘堆积和飞扬的方法降低风流 中粉尘浓度。 难点：主要是产尘点多并且分散，同时对大巷的人工清洗用水量不易 控制，对巷道的维护不利且工时利用率较低。 各转裁点粉尘治理：主要采取转载点封闭及风水联动喷雾降尘的方法 个人资料整理仅限学习使用 降低风流中粉尘浓度。 难点：主要是转载点属开放形场地，很难控制煤尘扩散，采取水喷雾 时由于水量充容易造成
6、影响煤质的现象。 采掘工作面粉尘治理：主要采取增加煤体含水量，减少粉尘的产生， 从根源上防治粉尘。同时利用高压外喷雾、尘源跟踪系统、防尘帘、综掘 工作面除尘净化、转载点封闭等方法控制粉尘。 难点：主要是本煤层钻孔施工效率低；喷雾降尘时水雾粒与呼吸性粉 尘的静电排斥，降尘效果不理想；转载点煤流集中风速高 可以减小雾粒粒径，提高水雾电荷值，提高喷雾对呼吸性粉尘捕 尘效果。同时为了解决水雾粒与呼吸性粉尘的静电排斥，在水箱内按3 个人资料整理仅限学习使用 添加粉尘抑制剂，进一步提高高压外喷雾降低呼吸性粉尘的效果。 采煤机、掘进机高压外喷雾降尘系统由高压喷雾泵、高压胶管等组 成。喷雾压力： 8.0MPa
7、 ；喷雾流量： 30L/min 40L/min 。高压水泵和水 箱在采煤工作面与运顺移动变电列车安放在一起；掘进工作面安装在综掘 机转载输送机上方。 图 4-4 采煤机高压外喷雾引射降尘示意图 图 4-5 掘进机高压外喷雾引射降尘示意图 个人资料整理仅限学习使用 图 4-6 掘进机高压外喷雾使用期间照片 图 4-7 采煤工作面使用高压喷雾泵及粉尘抑制剂前后粉尘浓度对比 7 隔爆型电磁阀和ZSG-G型光控传感器等组成 、距迎头 10m 和20m 处。测量结果见表 4-1，图4-11为采取措施后 生产时的照片。 通过采取这些粉尘综合防治措施后，总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率 分别达 90% 以上和8
8、9% 以上；总粉尘最高降尘效率达96.4%，呼吸性粉尘的 最高降尘效率达 92.6%。 表 4-1 综掘工作面煤尘综合防治效果测量结果 个人资料整理仅限学习使用 使用前粉尘浓度 /mg m-3使用后粉尘浓度 /mg m-3降尘效率 /% 采样 地点 采样 条件1 2 3 均值1 2 3 均值总尘呼尘 总尘1250.6 1215.8 1174.2 1213.5 59.6 44.3 54.6 52.8 司机位置 呼尘375.4 325.4 336.8 345.9 32.8 26.7 28.7 29.4 95.6 91.5 总尘784.3 728.4 748.5 753.7 37.2 41.4 37
9、.8 38.8 距面 10m 呼尘221.4 245.6 201.3 222.8 21.5 18.4 9.4 16.4 94.9 92.6 总尘583.3 591.6 573.7 582.9 22.4 21.8 18.7 21.0 距面 20m 呼尘108.2 116.7 98.7 107.9 12.3 8.7 14.5 11.8 96.4 89.0 5 课题经费 课题总预算经费 712 万元人民币。课题的总投资预算见下表所示。 序 号 工作内容 经费支出 万元） 1 注水钻孔用钻杆49.8 2 双功能高效水表37.6 3 其它短件、胶管74.6 4 多段封孔器48 5 其它粉尘治理所需材料1
10、34 6 注水用矿用高压泵7 7 采煤机尘源跟踪喷雾系统120 8 粉尘浓度自动喷雾降尘系统6 9 气动式钻机80 个人资料整理仅限学习使用 10 工作面粉尘治理技术研究30 11 运输大巷自动洒水系统 20 12 测尘仪 6 13 大巷洒水车 10 14 井上下矿车喷淋工程 20 15 环逢引射式水雾除尘器 6 合计712 6、实施机制 在集团公司加以技术指导的前提下，晓南矿独立完成矿井粉尘防治综 合治理工程的技术研究及现场方案实施。并根据井下现场实际情况，对综 合防尘设备进行改建，能够使安装及使用更加的高效便捷，使粉尘治理的 效果能够更加的明显。 内部分工： 生产科：负责粉尘综合治理实施方
11、案的工程安排。 保安区：负责工作面粉尘综合治理技术的研究及实施。 课题负责人将根据课题计划内容和要求，定期了解工程的进展情况， 发现问题及时讨论解决，以确保课题的顺利实施。 7 工程效益分析 安全效益 1）有效解决了工作面生产时的粉尘污染问题。 2）作业环境得到了有效改观，降低了煤矿职工吸入粉尘产生尘肺病 的机率。 3）粉尘综合治理降低了粉尘浓度，杜绝了煤尘爆炸的可能性。 4），使机械设备在低粉尘环境下运行，降低了机械设备磨损速度 8 创新点 个人资料整理仅限学习使用 1）挡尘帘的自制加工及使用，通过测定挡尘帘上、下风侧的粉尘浓 度显示出挡尘帘能够有效的将粉尘拦截下来。 2）转载点封闭：对每个
12、皮带转载点进行封闭，能够有效的防止粉尘 扩散到巷道风流中去。 3）矿车喷淋装置：为了防止矿车本身携带的粉尘，晓南矿自制了矿 车喷淋装置，通过不断的实验及整改，在矿车喷淋装置上增加了刷车装 置，能够更有效彻底的对矿车进行清洗。 9 结束语 晓南矿综合防尘技术通过井下的安装及使用，根据现场的实际情况， 不断的进行更新，并自行研制了各种防尘装置如挡尘帘、转载点封闭、矿 车喷淋装置等，都是通过在现场中不断的实验，最终形成了晓南矿特有的 综合防尘技术，晓南矿还通过对职工的大力宣传粉尘的危害性、粉尘治理 的必要性，提高了所有职工粉尘治理的意识，能够做到全员防尘的特点， 使晓南矿能够达到矿长所要求的“积善、积德、不积尘”的目标。