大采高综采工作面降尘技术研究与应用_张欢.pdf
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1、1102023 年第 5 期收稿日期 2022-11-07作者简介 张欢(1984),男,山西太原人,2013 年毕业于辽宁工程技术大学土木工程系煤矿建设专业,采煤助理工程师,现从事井下工资定额工作。大采高综采工作面降尘技术研究与应用 张 欢(山西焦煤西山煤电股份有限公司马兰矿,山西 古交 030205)摘 要 为解决大采高综采工作面粉尘浓度高问题,结合现场实际情况从降尘方法、降尘用水(加入除尘剂)等方面提出综合降尘技术方案。采煤工作面液压支架安装跟机降尘装置、采煤机增设高压引射降尘装置并在喷雾用水中增加 C&C-1 除尘剂,提高降尘效果。现场应用后,各测点全尘、呼吸性粉尘浓度降幅均分别超过
2、69.7%、80.5%,人行横道内全尘、呼吸性粉尘浓度分别在 123 mg/m3、36 mg/m3以内,粉尘治理效果明显。关键词 厚煤层;大采高工作面;粉尘治理;喷雾降尘中图分类号 TD714+.4 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.05.036Research and Application of Dust Reduction Technology in Fully Mechanized Mining Face with Large Mining HeightZhang Huan(Malan Mine of Shanxi Coking Coa
3、l Xishan Coal Electricity Co.,Ltd.,Shanxi Gujiao 030205)Abstract:In order to solve the problem of high dust concentration in large mining height fully mechanized mining face,a comprehensive dust reduction technology scheme is proposed based on the on-site actual situation,including dust reduction me
4、thod and water used for dust reduction(with the addition of dust removal agents).The hydraulic support of the coal mining working face is installed with a machine following dust reduction device,the coal mining machine is added with a high-pressure jet dust reduction device,and C&C-1 dust removal ag
5、ent is added in the spray water to improve the dust reduction effect.After on-site application,the concentrations of total dust and respiratory dust at each measuring point decreased by more than 69.7%and 80.5%,respectively.The concentrations of total dust and respiratory dust in the pedestrian cros
6、sing were within 123 mg/m3 and 36 mg/m3,respectively,indicating significant dust control effects.Key words:thick coal seam;large mining height working face;dust administer;spray dust reduction张 欢:大采高综采工作面降尘技术研究与应用 张 欢:大采高综采工作面降尘技术研究与应用 大采高综采工作面具有作业空间大、产尘量高及开采强度大等特点,单一的降尘技术难以实现粉尘高效治理。针对马兰矿 28309 采煤工作
7、面采用大采高综采工艺,研究分析工作面粉尘产生特点,提出综合降尘技术方案,进一步改善现场作业环境。1 工程概况28309大采高综采工作面位于北三下组煤采区,两巷开口于北三下组煤轨道下山,工作面皮带巷走向长 740 m,轨道巷长 713 m,切眼长 197 m。两巷均开口于北三下组煤轨道下山,轨道巷西北侧间隔 20.5 m 为 28307 采空区,皮带巷东南侧间隔 18.5 m 为 28311 采空区。28309 大采高综采工作面采用“U”型通风系统,使用的主要综采设备包括有MG500/1140-GWD 采煤机、SGZ-900/1050 刮板输送机、ZY8000-25/50D 液压支架等。2830
8、9 大采高综采工作面所采煤层为石炭系太原组 8 号煤层,属近水平至缓倾斜稳定可采厚煤层,煤厚均值4.22 m,煤层结构简单,含1层稳定夹矸(厚度 0.040.15 m),煤层普氏硬度 2.1。8 号煤层顶板以泥灰岩、砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩为主。2 采煤工艺及粉尘扩散特点 2.1 采煤工艺一般综采工作面仅在逆风时割顶煤、顺风时扫底煤,往返一次割 1 刀。28309 大采高综采工作面1112023 年第 5 期张 欢:大采高综采工作面降尘技术研究与应用 张 欢:大采高综采工作面降尘技术研究与应用 采用 MG500/1140-GWD 采煤机,具体割煤工艺为:双滚筒采煤机割煤、装煤可弯曲刮板运输机、
9、转载机、可伸缩胶带运输机联合运煤液压支架支护顶板推移运输机采空区顶板垮落;端头斜切进刀双向割煤,往返一次进两刀(两个循环),单循环进尺0.8 m,采煤机在割煤过程中,跟顶跟底回采;采用本架操作、追机移架方式拉架,拉架以滞后采煤机后滚筒 35 个架为准,拉移步距为 0.8 m,支架要接顶严实,初撑压力不小于 24 MPa。具体采煤工作面采煤机割煤示意图如图 1。(a)顺风流割煤(b)逆风流割煤图 1 采面采煤机割煤示意图2.2 粉尘扩散特点 为掌握 28309 大采高综采工作面回采期间粉尘扩散规律,在人行道一侧布置测点对粉尘(呼吸性粉尘、全尘)浓度进行测试,具体测点布置如图 2。为获取较为精准的
10、测试数据,整个测试分 2 个阶段:1)首先暂停采煤机割煤,仅进行降柱移架操作,同时安排多人测定工作区粉尘浓度;2)暂停支架移架,安排多人同时测量采煤机顺风、逆风割煤时工作区粉尘浓度。由于呼吸性粉尘对人体伤害较为明显,为此重点描述呼吸性粉尘分布情况。采煤工作面呼吸性粉尘浓度测量结果如图 3。图 2 测点布置示意图(m)从图 3 中看出:1)液压支架降架移架为单一产尘源时,在降架移架产尘点下风侧 5 m 位置处呼吸性粉尘浓度最高,最大为 90.37 mg/m3。随着与产尘点距离增加,呼吸性粉尘浓度呈不断降低趋势,产尘点下风侧 40 m 位置呼吸性粉尘浓度降至 20 mg/m3,随风流进入到回风巷内
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