導(dǎo)語：綜放工作面采煤機(jī)割煤過程中煤塵濃度大，既影響作業(yè)人員身心健康，又會(huì)危及現(xiàn)場作業(yè)人員的人身安全。目前工作面采煤機(jī)割煤降塵的措施是采用內(nèi)外噴霧裝置聯(lián)合降塵，但降塵效果不明顯，不能從源頭上進(jìn)行有效的粉塵治理。本期轉(zhuǎn)化果平臺(tái)推薦的《綜放工作面采煤機(jī)機(jī)載帷幕降塵裝置》經(jīng)過研制采煤機(jī)機(jī)載帷幕降塵裝置對綜放工作面采煤機(jī)落煤降塵工藝進(jìn)行革新，使之更適應(yīng)現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，取得了較明顯降塵效果。
一、項(xiàng)目背景
煤礦井下采煤工作面，現(xiàn)場作業(yè)空間狹小、回采運(yùn)輸設(shè)備多、是礦井粉塵危害、煤塵事故的多發(fā)場所。釆煤工作面采煤機(jī)割煤工序又是工作面產(chǎn)塵最大最集中的關(guān)鍵時(shí)段，在工作面的產(chǎn)塵量占比達(dá)80%以上。釆煤工作面內(nèi)部有采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架等。在采煤機(jī)割煤過程中，其滾筒上的截割刀不斷切削煤壁及頂?shù)装屙肥?，連續(xù)不停的摩擦易產(chǎn)生火星，煤機(jī)截割煤壁部位涌出的高濃度的煤塵遇火后容易發(fā)生燃燒和爆炸，對現(xiàn)場作業(yè)人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅?，F(xiàn)代化礦井采煤工作面減塵和降塵的方法有煤層高壓注水、采煤機(jī)內(nèi)外噴霧降塵、支架架下自動(dòng)噴霧降塵等。煤層注水是在回采前進(jìn)行的，在工作面兩順槽向煤體長短孔配合注水，使整個(gè)煤體的含水量提高到4%以上，當(dāng)煤層被開采時(shí)，煤塵的產(chǎn)生量就會(huì)減少。《規(guī)程》對采煤機(jī)上內(nèi)外噴霧壓力的規(guī)定是，內(nèi)噴霧壓力不得小于4MPa,外噴霧壓力不得小于2MPa,噴霧流量應(yīng)與機(jī)型相匹配。如果內(nèi)噴霧裝置不能正常噴霧,外噴霧壓力不得小于4MPa，無水或噴霧裝置損壞時(shí)必須停止采煤。支架隨采煤機(jī)割煤而向前拉移，架下噴霧裝置則自動(dòng)開啟降塵。采煤工作面盡管采取了以上降塵措施，但現(xiàn)實(shí)工作面生產(chǎn)期間，環(huán)境空氣中的粉塵濃度仍居高不下，特別是采煤機(jī)割煤過程中所產(chǎn)生的煤塵還不能夠有效控制住。煤塵的易燃易爆性，以及對現(xiàn)場作業(yè)人員的職業(yè)危害性，亟待要求對采煤工作面采煤機(jī)落煤工序的粉塵治理進(jìn)行工藝優(yōu)化研究。
二、工作面煤機(jī)落煤降塵裝置研制
1.研究對象選擇
本次研究選擇的采煤工作面是某礦5106綜放工作面，該工作面煤體硬度大，采煤機(jī)截割時(shí)產(chǎn)塵量比其它區(qū)域偏大，因此需要對該工作面采煤機(jī)割煤產(chǎn)塵進(jìn)行治理研究。該工作面采用MG750/1940-WD型交流電牽引采煤機(jī)割煤生產(chǎn)，由于工作面傾角大，為防止煤機(jī)上行割煤阻力大而受損，生產(chǎn)期間煤機(jī)只是沿工作面下行割煤，上行不割煤只走空刀。前滾筒截割采高范圍內(nèi)的頂煤，后滾筒割采高范圍內(nèi)的底煤，每刀進(jìn)尺0.8m。
2.工作面降塵措施及效果
1）工作面降塵措施
（1）該面生產(chǎn)前，要求把兩道的供水管路整理好，按要求吊掛平直，安設(shè)牢固，接頭嚴(yán)密不漏水，不拐死彎，管路每隔50m布置一處三通閘閥。
（2）從工作面材料道升壓泵站向采煤機(jī)降塵裝置單獨(dú)提供一趟Ф32mm供水管路，采煤機(jī)安裝一套完好的內(nèi)外噴霧降塵裝置，其中采煤機(jī)上下滾筒共計(jì)60×2個(gè)內(nèi)噴霧噴嘴，機(jī)身兩端安裝40×2個(gè)外噴霧噴嘴，要求所有噴嘴的噴霧要覆蓋采煤機(jī)滾筒截割點(diǎn)及周圍空間。
（3）在工作面兩道距安全出口30m在兩道各設(shè)一道風(fēng)流凈化水幕，要求水幕霧化效果好，靈敏可靠并能覆蓋全斷面，生產(chǎn)期間指定專人管理并正常使用。
（4）各運(yùn)輸裝載點(diǎn)都必須安設(shè)自動(dòng)噴霧裝置，要求霧化效果好，噴嘴固定對位，使用正常，噴霧能覆蓋產(chǎn)塵部位，各裝載點(diǎn)落差不得超過0.5m，否則必須安設(shè)合適的導(dǎo)向板傳輸。
（5）架下噴霧實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，霧化好，正常使用，割煤時(shí)除使用煤機(jī)內(nèi)外噴霧降塵外，還必須打開回風(fēng)側(cè)3－5架架下噴霧。
2）工作面降塵效果
在工作面割煤期間嚴(yán)格執(zhí)行以上降塵措施，而且在割煤過程中煤壁片幫等極易涌出大量煤塵時(shí)，還輔助人工采用防塵水管沖洗煤壁大量涌塵的辦法強(qiáng)力降塵。綜放工作面采煤機(jī)割煤時(shí)，其回風(fēng)側(cè)空氣中煤粉塵濃度一般在25-120mg/m3范圍之間，最高達(dá)220mg/m3，不僅存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，而且還嚴(yán)重危及現(xiàn)場職工身心健康。由于常規(guī)降塵措施達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，無法消除懸浮煤塵隱患，經(jīng)研究確定對采煤機(jī)落煤降塵工藝進(jìn)行優(yōu)化，研制采煤機(jī)落煤降塵的新裝置，即采煤機(jī)機(jī)載帷幕降塵裝置。
3.機(jī)載帷幕降塵裝置研制
（1）采用厚度10mm鋼板加工裝置的底板，長度3m、寬200mm，上方樹立兩塊間隔80mm的立板，厚度10mm，三塊鋼板圍成一個(gè)槽，主要作用是防止嵌入在槽內(nèi)的噴霧管被采落的炭塊砸壞。
（2）采用邊長60mm方管制作噴霧管，兩端封閉，靠近一端焊接管口與煤機(jī)防塵系統(tǒng)連接，長度2.8m，上方均勻布置一排噴嘴，噴嘴在豎直方向向煤壁偏10°角度，如圖1、圖2。
1底板；2噴霧管；3噴嘴；4進(jìn)水接頭；5第一固定座；6第二固定座；7擋板。
4.工作原理
將采煤機(jī)機(jī)載帷幕降塵裝置安裝在采煤機(jī)機(jī)身的下半部分的上表面，沿傾向布置，平行于煤壁，噴嘴偏向煤壁方向，并且將進(jìn)水接頭與采煤機(jī)進(jìn)水系統(tǒng)接通，采煤機(jī)割煤時(shí)，噴嘴同時(shí)向斜上方噴霧，形成一堵傾斜整齊的“霧墻”，即水霧帷幕，由于噴霧區(qū)域的氣霧壓力高于周圍空氣壓力，因此“霧墻”將煤壁側(cè)空氣和人行道空氣隔開，真正起到“墻”的隔離作用，防止割煤粉塵向人行道擴(kuò)散，便于在“墻”和煤壁之間狹小區(qū)域集中消除。
5.裝置功能特點(diǎn)
目前5煤工作面傾角15°左右，為防止煤機(jī)上行割煤阻力而致使機(jī)械受損，采煤生產(chǎn)期間煤機(jī)只是下行割煤。因此該裝置安裝煤機(jī)機(jī)身的下半部分，沿傾向布置，平行于煤壁。其功能特點(diǎn)是噴霧裝置工作時(shí)，噴嘴同時(shí)向斜上方噴霧，形成一堵整齊的“霧墻”，即有一定壓力的水霧帷幕，將煤壁側(cè)空氣和人行道空氣有效隔開，防止割煤粉塵向人行道擴(kuò)散，便于在“霧墻”和煤壁之間集中消除。裝置實(shí)物圖片如下：
6.技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
（1）與常規(guī)粉塵治理相比，采用機(jī)載帷幕降塵裝置進(jìn)行煤塵治理思路新穎，降塵效果明顯，利用“霧墻”的隔離辦法，不受空間限制，更適應(yīng)煤礦井下特殊狹小的空間。
（2）采煤機(jī)落煤時(shí)，司機(jī)所處的人行道粉塵濃度低，可見度高，更有利于司機(jī)觀察和安全操作，受粉塵危害程度進(jìn)一步降低。
三、實(shí)施效果
1.機(jī)載帷幕降塵裝置在現(xiàn)場投入運(yùn)行前后對比，采煤機(jī)落煤時(shí)其回風(fēng)側(cè)空氣中可見度明顯提高，現(xiàn)場空氣質(zhì)量得到提升，尤其是煤機(jī)外側(cè)人行道空氣比較清新，更有利于司機(jī)安全操作。
2.煤塵濃度明顯降低。機(jī)載帷幕降塵工藝的實(shí)施，采煤機(jī)落煤時(shí)，在其回風(fēng)側(cè)10m測點(diǎn)位置檢測的粉塵濃度下降75%以上，現(xiàn)場測得的全粉塵濃度均在12.3mg/m3以下，安全可靠度得到提升，職業(yè)危害程度進(jìn)一步降低。
3.采用機(jī)載帷幕降塵裝置設(shè)計(jì)了保護(hù)外殼，不易被生產(chǎn)中的大塊煤矸損壞，更適應(yīng)現(xiàn)場條件，降塵可靠性能得到明顯加強(qiáng)。
四、推廣應(yīng)用前景
針對綜放工作面煤塵量大、產(chǎn)塵點(diǎn)多等特性，結(jié)合井下采場條件，研究煤塵治理新的工藝和裝置，確保綜放工作面煤塵濃度得到明顯下降，改善了作業(yè)環(huán)境，對現(xiàn)場作業(yè)人員健康安全提供可靠保障，其經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益顯著。
隨著煤礦綜采綜放工作面產(chǎn)能的進(jìn)一步提升和開采強(qiáng)度的逐步增大，采煤工作面需要適用性、實(shí)效性、新穎性的降塵裝置和工藝，采煤機(jī)機(jī)載帷幕降塵裝置值得業(yè)內(nèi)煤礦推廣應(yīng)用。
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