【正文】 半徑為10mm（可適當(dāng)調(diào)整）的高壓膠管。供水管路上敷設(shè)微控制閥和補(bǔ)償供水器。微控制閥可以控制鉆眼時(shí)的進(jìn)水量，補(bǔ)償供水器可以對煤電鉆的供水量進(jìn)行微調(diào)。供水高壓膠管與側(cè)式供水站相接，側(cè)式供水站與連接供水管路。在總供水管路上每30m設(shè)一個(gè)鉆眼供水點(diǎn)，系統(tǒng)上方設(shè)防塵噴頭，進(jìn)一步降低沒塵濃度。 濕式鉆眼現(xiàn)場布置圖2）濕式鉆眼系統(tǒng)工作方式 在工作面布置濕式鉆眼50個(gè)，工作面打上眼時(shí)煤粉與水一同排出，所以裝炮時(shí)不用排出炮眼煤粉，當(dāng)炮眼供水過大，水在炮眼內(nèi)不易排出，給放炮工作帶來困難時(shí)，可以通過微控制閥控制水量，讓桿前頭出水量呈細(xì)線狀。讓鉆眼過程中排出的煤粉手抓成團(tuán)是最理想的效果。這樣可以使煤塵不飛揚(yáng)、炮眼內(nèi)不積水。并且在自動(dòng)補(bǔ)償供水器內(nèi)加入乳化液克服了硫酸根離子對供水管路的腐蝕，也提高了供水的穩(wěn)定性。注水器采用ZSQ 20 型礦用濕式鉆孔注水器，該供水器為新型的軸向機(jī)械密封，能夠相對高速轉(zhuǎn)動(dòng)。磨損后在彈簧力的作用下可以進(jìn)行密封補(bǔ)償，因此具有耐磨損并且磨損后補(bǔ)償性能好的特點(diǎn)；而該注水器上的其他密封均為靜密封，不存在磨損問題，因此全部采用橡膠密封。另外該注水器采用了壓縮式、微型化設(shè)計(jì)，且采用滾動(dòng)軸承進(jìn)行減磨，從而使性能加優(yōu)良。較好的解決了側(cè)式供水器磨損嚴(yán)重、容易老化和漏水問題，同時(shí)將側(cè)式供水器與電煤鉆結(jié)合的地方為緊密結(jié)合，使電煤鉆的扭力完全傳遞到鉆桿上，供水器性能及使用壽命大幅度提高。 岱莊煤礦4324工作面屬于3下煤層4300采區(qū)，水平標(biāo)高－315m。%，具有爆炸性?！?。工作面走向長度為776m，傾斜寬度為88m。煤層的傾角為8。該工作面的煤種以亮煤為主、暗煤次之。， g/cm3。該工作面是岱莊煤礦的主采工作面之一。生產(chǎn)強(qiáng)度大，極易產(chǎn)生高濃度粉塵，安全隱患大。對在該工作面進(jìn)行作業(yè)的工作人員十分不利。因此在此處實(shí)行合理的防塵措施，保證此處良好的環(huán)境十分必要。本文主要研究一下煤層注水技術(shù)在此工作面的應(yīng)用。1）水在煤體中的滲透情況水在煤體中的滲透情況是煤層注水的先決條件，其對注水的效果有直接的影響。水在煤體中的滲透情況取決于煤的孔隙率（用表示），一般來說，孔隙率=1% ~ 4%時(shí)，煤層注水比較困難。當(dāng)=5% ~ 15%時(shí)，煤層注水較容易，煤體潤濕性也較好。當(dāng) 15%時(shí)，煤層注水能取得較好的效果。 (51)式中， ——煤體的總體積（包括孔隙體積），mL；——煤體的實(shí)在體積，mL；——煤的真相密度，mg/mL；——煤的視相密度，mg/mL。根據(jù)已知數(shù)據(jù)可得，=。因此，4324工作面的煤層屬于比較容易注水的煤層。2）注水方式的選擇4324工作面是中厚煤層，煤厚穩(wěn)定。地質(zhì)條件較好并且回采強(qiáng)度大。根據(jù)這些情況此工作面采用長孔注水方式比較適宜，所以該工作面采用長孔單孔下向鉆孔注水。1—新鮮風(fēng)流 2—工作面煤層 3—乏風(fēng)流 4—注水孔3）鉆孔參數(shù)（1）鉆孔直徑。該工作面煤質(zhì)較硬采用鉆機(jī)打孔，鉆孔直徑較大，取60mm。（2）鉆孔長度。采用單鉆孔布置方式，把數(shù)據(jù)代入式32得單孔長度 = 88－20 =68 m,（取=20m）。（3）鉆孔間距。按照一般情況取15m。（4）鉆孔角度。%.所以，鉆桿最大下沉角θ= arc 176。因?yàn)椴捎玫氖窍蛳裸@孔方式，把數(shù)據(jù)代入式35得鉆孔角度= 8+=176。4）鉆孔施工（1）鉆機(jī)固定。工作面施工時(shí)采用巖石電鉆。打孔時(shí)，由固定在支架上的厚木板將鉆機(jī)架設(shè)起來，調(diào)整好高度和傾角后加以固定。（2）打鉆孔。鉆孔的開口位置設(shè)在煤層的中上部。打鉆的排粉采用水排發(fā)，用靜壓供水。供水流量為80L/min。（3）封孔。①封孔深度。按照一般情況取5m②封孔方法。采用灌注水泥砂漿的方法，封孔直徑取80mm。封孔時(shí)先將注水管插入孔內(nèi)，并將封孔段底部用木楔堵住，然后將1:3的水泥沙漿灌入鉆孔，待砂漿凝固后，在進(jìn)行注水。5）注水工藝（1）注水系統(tǒng)。采用靜壓注水系統(tǒng)。（2）注水壓力。注水壓力主要取決于透水性的強(qiáng)弱，透水性強(qiáng)的煤層注水壓力低，透水性弱的煤層注水壓力高。煤層注水的壓力可大致按下公式估算。 （52）式中，——注水壓力；KPa—— 上覆巖層的平均密度；H—— 煤層上方覆蓋巖層的高度。m把已知條件代入上式，=525 KPa（3）注水流量。注水流量是單位時(shí)間內(nèi)的注水量，注水量與注水壓力直接關(guān)系。由于煤層的注水壓力為。（4）注水量。①按水分值增加計(jì)算：把原始數(shù)據(jù)代入式（35）注水量Q=（）②按鉆孔長度為基準(zhǔn)計(jì)算：把原始數(shù)據(jù)代入式（36）注水量Q=（）③按噸煤注水量計(jì)算：把原始數(shù)據(jù)代入式（37）注水量Q=綜合以上數(shù)據(jù)取注水量Q為70。（5）注水時(shí)間。每個(gè)孔的注水時(shí)間主要取決于鉆孔注水量及鉆孔注水流量，按下式計(jì)算。 (53)式中，T—— 注水時(shí)間，hQ—— 鉆孔注水量，m；——注水流量。把數(shù)據(jù)代入式53中得注水時(shí)間T==140h。（7）同時(shí)注水鉆孔數(shù)量及超前工作面距離，按下式計(jì)算。 （54）式中，n —— 同時(shí)鉆孔數(shù)量——工作面日推進(jìn)速度，把數(shù)據(jù)代入上式得，n==，所以同時(shí)鉆孔數(shù)目為6個(gè) (55)式中，——注水工作面超前距離，m； ——停止注水時(shí)鉆孔距工作面距離，應(yīng)為8m ~ 20m。把數(shù)據(jù)代入上式得=.，所以注水工作面超前距離為16m。岱莊煤礦4321回采工作面位于315輔助水平，4300采區(qū)。工作面南部有近東西向躍進(jìn)溝通過。地面主要為大片農(nóng)田，并零星分布著民房和數(shù)眼機(jī)井，無重要設(shè)施。工作面走向長度為1540m，傾斜長為143m。煤層傾角 0 ~23176。，平均傾角7176。該工作面煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單。%。采煤方法為走向長壁后退式、放頂一次采全高綜合機(jī)械化采煤方法。開采的平均高度為5m。1） 采煤機(jī)外噴霧系統(tǒng)布置采煤機(jī)內(nèi)噴霧由采煤機(jī)自身決定，現(xiàn)對采煤機(jī)外噴霧進(jìn)行一下布置，（1）噴嘴布置，在采煤機(jī)的進(jìn)風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)分別安裝一個(gè)彈簧噴桿，在彈簧噴桿上安裝8個(gè)噴嘴。這樣就構(gòu)成了采煤機(jī)外噴霧降塵系統(tǒng)的因射流部分和降塵部分。然后，再在采煤機(jī)本體靠近煤壁的一側(cè)安裝4個(gè)噴頭（兩個(gè)安裝在前部兩個(gè)安裝在后部），這樣可以在煤塵產(chǎn)生的開始階段降低粉塵濃凈化含塵氣流。1—煤層 2—采煤機(jī)前滾筒 3—噴霧裝置 4—采煤機(jī)后滾筒 5—采煤機(jī)體（2）噴嘴選擇噴嘴的選擇參數(shù)為：擴(kuò)散角60176。~ 90176。，最大可至180176。；射流速度為：20 ~ 50m/s；；水壓為3MPa。（3）裝置運(yùn)行采煤機(jī)外噴霧降塵系統(tǒng)安裝完畢后便可以進(jìn)行噴霧。逆風(fēng)割煤時(shí)，打開外噴霧供水閥門，所有噴嘴同時(shí)噴霧；順風(fēng)割煤時(shí)，關(guān)閉C、D支管供水閥門，其余噴嘴同時(shí)噴霧。此外，在采煤機(jī)割煤的同時(shí)，還可配合使用支架上的隨機(jī)水幕。即當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，開啟相應(yīng)的采煤機(jī)附近回風(fēng)側(cè)支架頂梁下的噴嘴噴霧，同樣可以起到引風(fēng)和撲滅機(jī)組割煤產(chǎn)生的高濃度煤塵作用。2）噴霧裝置的性能計(jì)算噴霧裝置的性能對噴霧降塵的效果有著非常重要的影響，在噴霧降塵系統(tǒng)布置好以后，應(yīng)對噴霧裝置的性能進(jìn)行一下計(jì)算。（1）噴霧裝置的耗水量采煤機(jī)械噴霧所需的耗水量主要取決于噴嘴的結(jié)構(gòu)、水壓，而與水及周圍空氣的性質(zhì)關(guān)系較少。耗水量由下式[3]可求得： ， （56）式中，——噴咀的噴口直徑，cm； ——水的密度，； —— 噴咀前水壓，Pa； ——噴霧耗水量系數(shù)（~）。 把數(shù)據(jù)代入式56得：= 。 （2）噴咀水滴體面積平均直徑離心式噴咀水滴體平均直徑可近似按下式[3]確定 （57）式中，——相當(dāng)于噴咀中的假定流速的雷諾數(shù)； —— 噴咀的當(dāng)量直徑；，—— 水的動(dòng)力粘度系數(shù)，；水的密度，帶入數(shù)據(jù)得： 。岱莊煤礦1311工作面位于－410水平130采區(qū)，開采3上煤層。工作面平均長度158m。傾角3~12176。，平均傾角5176。采用綜采傾斜長壁采煤方法，回采率為95%。%。由于此工作面煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易發(fā)生煤與瓦斯爆炸事故，因此在此工作面實(shí)行泡沫降塵措施，保障該工作面的工作環(huán)境。1）泡沫降塵系統(tǒng)布置%，生產(chǎn)采面泡沫降塵應(yīng)用時(shí)，首先，應(yīng)把泡沫發(fā)生器安裝固定在采煤機(jī)上。然后通過連接裝置調(diào)整泡沫發(fā)生器的角度，由此控制泡沫噴灑的范圍。泡沫液預(yù)先配置好存放在泡沫箱中，通過壓力泵和軟管將泡沫液輸送到泡沫發(fā)生器，由發(fā)泡器產(chǎn)生的大量泡沫噴灑到采煤機(jī)截割部。2）發(fā)泡裝置各主要參數(shù)計(jì)算（1）網(wǎng)格風(fēng)速按式58[4]計(jì)算 （58）式中，——泡沫劑的表面張力，； ——泡沫最小曲率半徑，m； ——空氣密度。、。把這些數(shù)據(jù)代入式58中得網(wǎng)格風(fēng)速=。由上式可知，網(wǎng)格風(fēng)速的平方與泡沫最小曲率半徑的乘積為定值時(shí)、若要獲得倍數(shù)更高的泡沫，則應(yīng)適當(dāng)降低網(wǎng)格風(fēng)速。但當(dāng)半徑增大到一定值時(shí)，會導(dǎo)致泡沫自身的破裂?？紤]到噴灑泡沫時(shí)的氣流情況，管道內(nèi)可設(shè)置能轉(zhuǎn)動(dòng)角度的網(wǎng)夾，當(dāng)要降低泡沫的倍數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)網(wǎng)格使網(wǎng)格面與軸向管道角度增大，則可使風(fēng)量和泡沫倍數(shù)降低，而泡沫的粘度和強(qiáng)度增高。（2）網(wǎng)格轉(zhuǎn)角按式59[4]計(jì)算 (59)式中， —— 流向網(wǎng)格面的動(dòng)壓矢量；—— 氣流的總動(dòng)壓。按照一般情況，取=60176。，cos=?？紤]到撒泡沫時(shí)附近的氣流狀況，管道內(nèi)可設(shè)置能轉(zhuǎn)動(dòng)角度的網(wǎng)夾，當(dāng)需要減低泡沫倍數(shù)時(shí)，則轉(zhuǎn)動(dòng)網(wǎng)格，使網(wǎng)格面與管道接觸面之間的角度增大，這樣可使風(fēng)量和泡沫數(shù)減低，而泡沫的粘度和穩(wěn)定性增高。（3）發(fā)泡量按式510[4]計(jì)算 ， （510）式中， S —— 網(wǎng)格面積，—— 氣流的平均速度，m/s—— 網(wǎng)格相對于發(fā)泡器攔截面的轉(zhuǎn)角。把數(shù)據(jù)代入式510得 Q= （）發(fā)泡量在所有情況下都隨發(fā)泡劑實(shí)際耗用量的增加而增加，因大泡沫總能夠量的同時(shí)，致使發(fā)泡網(wǎng)絡(luò)阻力增大和有效空氣量增加，泡沫的倍數(shù)和穩(wěn)泡時(shí)間也在增長。（4）網(wǎng)格有效面積按式511[4]計(jì)算 （511）式中， E —— 風(fēng)泡比， ~ Q —— 發(fā)泡量，—— 網(wǎng)孔率；—— 氣流的平均速度。 將數(shù)據(jù)代入式511得網(wǎng)孔有效面積F=。（取70%）（5）噴霧液滴直徑按式512[4]計(jì)算 m (512)式中， —— 空氣動(dòng)力粘度系數(shù)，；、—— 液滴、空氣的密度，； —— 重力加速度，； —— 氣流的平均速度。取300；取10把數(shù)據(jù)代入式512得噴霧液滴直徑=噴灑在網(wǎng)絡(luò)上的噴霧液滴，其直徑的大小和均勻性，在一定的風(fēng)速下是直接影響成泡率的一個(gè)重要因素。液滴太小，容易從網(wǎng)孔內(nèi)穿過漏掉，不能成泡，液滴太大，氣泡耗液量增大，開始時(shí)可能泡沫的倍數(shù)和牢固度有所增加，但增加到極限時(shí)，就減少了，而且隨著泡沫耗液量的的增加，會使更多的溶液在發(fā)泡中不起作用。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 結(jié)論與展望6主要結(jié)論與展望通過對減少和降低生產(chǎn)采面粉塵濃度的理論與技術(shù)的研究，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，得出以下結(jié)論：（1）濕式鉆眼和煤層注水技術(shù)能有效減少工作面粉塵的產(chǎn)生。其中，濕式鉆眼技術(shù)只能應(yīng)用于炮采工作面及薄煤層進(jìn)行落煤工序時(shí)。應(yīng)用范圍小但操作簡單、實(shí)用性強(qiáng)。煤層注水可以適用于各種中厚煤層，減塵效率可達(dá)50% ~ 60%。（2）噴霧降塵和泡沫降塵屬于工作面濕式除塵。噴霧降塵的降塵效率可到60% ~70%。其效果不僅與噴霧裝置的安裝地點(diǎn)有關(guān)而且與噴嘴的壓力直徑有關(guān)。因此，進(jìn)行噴霧降塵時(shí)應(yīng)選擇合適的噴嘴。泡沫降塵的降塵效率可到50% ~70%.其效果主要取決于發(fā)泡劑的成分以及發(fā)泡裝置的規(guī)格。（3）利用除塵器降塵是近些年來最新的防治塵技術(shù)，降塵效果只要取決于除塵器的設(shè)備性能。隨著科技的發(fā)展除塵器的性能也在逐步提高。雖然本課題通過研究各種減降塵技術(shù)取得了一定的進(jìn)展，但減降塵的課題仍然需要投入更多的研究工作，未來的工作可以從以下方面入手。（1）煤層注水前，可以研究新方法對媒體進(jìn)行預(yù)處理，提高煤體的潤濕性。進(jìn)一步提高減塵效率。（2）噴霧降塵方面，可以對噴嘴進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。是噴嘴的結(jié)構(gòu)更合理，參數(shù)更匹配，霧化性能更好的噴嘴。（3）泡沫降塵方面，研究發(fā)泡性能更高的發(fā)泡劑，使發(fā)泡劑的泡沫性能更高效。（4）除塵器方面，利用現(xiàn)在的科技手段完善除塵器的機(jī)械性能，提高其降塵效率。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1][M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2005,5370[2]史富川,[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1994,145210[3][M].徐