综采工作面通风除尘工艺优化应用.pdf
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1、2023年第8期西部探矿工程*收稿日期:2022-09-16作者简介:韩路(1989-),男(汉族),山西长治人,工程师,现从事煤矿通风安全管理工作。综采工作面通风除尘工艺优化应用韩路*(山西高河能源有限公司,山西 长治 046000)摘要:基于高河煤矿E1306工作面回采期间,传统喷雾降尘装置自动化水平低、降尘效果差以及降尘积水量大等技术难题,通过技术研究分析了工作面回采期间粉尘来源以及传统除尘工艺主要存在的不足,根据回采现状,对原喷雾降尘工艺进行优化,提出了泡沫除尘工艺,通过实际应用效果来看,工作面除尘工艺优化后平均粉尘浓度控制在24mg/m3以下,工作面能见度提高至50m以上,取得了显著
2、应用成效。关键词:煤矿;综采工作面;通风除尘;泡沫抑尘;应用分析中图分类号:TD714 文献标识码:B 文章编号:1004-5716(2023)08-0162-031概述山西高河能源有限公司E1306工作面为东一盘区工作面,东边距矿井边界180m,东边、北边为未采区,西边为E1308上分层充填工作面未采区,南边为+450m水平东翼大巷。E1306工作面胶带顺槽全长1188m,回风顺槽全长1088m,上分层切眼长317m。工作面回采为3#煤层,赋存于二叠系山西组地层中,为泻湖相沉积。该工作面处于高河背斜西翼,煤层厚度稳定,根据1602#勘探钻孔及周边巷道资料,工作面煤厚6.77.1m,平均6.9
3、m。全煤间夹有一层炭质泥岩夹矸,厚度0.100.35m,平均0.20m。煤厚倾角为 08,平均 2,煤层埋深 394.5422m,距9#煤层平均距离59.9m。煤层顶底板岩性如表1所示。表1E1306工作面回采的3#煤层顶底板岩性表顶底板名称老顶直接顶3#煤层直接底老 底岩性细砂岩砂质泥岩细砂岩砂质泥岩厚度(m)12.88.97.14.513.7普氏硬度f=4.6f=2.8f=0.7f=4.6f=3.50岩性特征灰色,厚层状,具波状层理,断口参差状,坚硬,产少量植物化石碎片黑灰色,厚层状,未充填的斜裂隙较发育,平坦状断口黑色,块状,以亮煤为主,暗煤次之,光亮型煤,参差状断口灰色,中厚层状,含少
4、量白云母碎片,具波状层理未充填的斜裂隙,较发育,产少量植物化石碎片,夹泥岩条带黑灰色,厚层状,含铁质方解石充填的垂直裂隙发育平坦状断口,产少量植物化石碎片,坚硬工作面采用综合机械化回采工艺,采用 MG400/930-WD采煤机采煤,生产能力为830t/h,总装机功率930kW,采高范围2.04.0m,泵站电机功率20kW,牵引速度012.8m/min;采用ZC8500/22/40液压支架支护顶板,工作阻力为8500kN;初撑力为7752kN;支护强度为0.520.61MPa;支 撑 高 度 为 2.24.0m;采 高 范 围 为26003700mm,截止目前工作面已回采450m。2工作面粉尘来
5、源及降尘显著2.1工作面粉尘来源工作面回采期间通过现场观察分析发现,工作面粉尘来源主要来自与以下四方面:(1)采煤产生粉尘:工作面主要采用采煤机经常破煤及装煤工序,回采时采煤机与煤体之间摩擦、撞击导致煤体破碎产生粉尘,并通过风流带入工作面内。同1622023年第8期西部探矿工程时采煤机在装煤时,会造成煤矸震动产生粉尘。(2)架间粉尘:工作面回采过程中产生的粉尘一部分在液压支架沉积,当工作面移架时,沉积在风流作用下产生扬尘;同时支架在移架时会造成上覆顶板出现蠕动变形,导致上覆顶板松散煤体掉落并产生粉尘。(3)煤壁粉尘:工作面采煤后部分松散煤体附着在煤壁上,在工作面风流作用下煤壁附着的浮尘产生扬尘
6、进入工作面。(4)采空区粉尘:工作面回采后采空区顶板在垮落时产生震动以及大气压,造成采空区内粉尘进入工作面。2.2E1306工作面回采前期除尘现状(1)原除尘系统:E1306工作面回采前期主要采用喷雾降尘,工作面采煤机采用内外喷雾系统,其中内喷雾系统压力为2.5MPa,外喷雾系统压力为2.0MPa;同时在工作面机道处安装喷雾降尘装置,每隔50m安装一道,工作面内共计安装6道,喷雾降尘装置主要由高压喷头、喷头支架、高压胶管、阀门等部分组成,该装置安装在液压支架顶梁下方,高压胶管与工作面内静压水管路连接,每班安排专人开启。(2)降尘现状:E1306工作面回采前期通过现场监测粉尘浓度发现,工作面降尘
7、后落煤点平均粉尘浓度高达143mg/m3,机道处平均粉尘浓度高达114mg/m3,工作面回采期间能见度不足15m,原除尘技术满足不了工作面回采要求。2.3除尘系统问题分析(1)除尘装置数量多:采用传统喷雾除尘装置工作面内安装数量多,且装置结构简单、自动化水平低,装置故障率高,增加了工作面设备成本费用;同时工作面回采期间需安排专人开启喷雾装置,增加了工作面劳动成本费用。(2)除尘效果差:传统喷雾装置主要采用增加装置对水压进行雾化,雾化后的水雾颗粒对粉尘颗粒进行包裹,从而实现降尘的目的,但是水雾颗粒体积小重量大且对粉尘吸附效果差,水雾颗粒无法有效实现降尘的目的,同时工作面风速为2.0m/s,风速大
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