【正文】 驗(yàn)和應(yīng)用泡沫降塵技術(shù)。 液壓支架自動(dòng)噴霧供水示意圖1—噴霧泵站 2φ32—膠管 3—三通 4—φ25膠管 5—總閥門 6—聯(lián)動(dòng)閥 7—五通 8—噴嘴2）炮采工作面噴霧降塵技術(shù)在炮采工作面應(yīng)敷設(shè)供水軟管，每10~15m設(shè)一架間水霧，放炮時(shí)打開水幕進(jìn)行放炮噴霧。液壓支架自動(dòng)噴霧供水系統(tǒng)，[1]所示 對(duì)于已投入使用而又未安設(shè)自動(dòng)噴霧裝置的自移式液壓支架，可現(xiàn)在控頂區(qū)內(nèi)每隔6~10架支架安裝2個(gè)傘形噴嘴，降架打開閥門噴霧，使霧流形成水幕，以捕集降、移架是產(chǎn)生的粉塵。此時(shí)，第二單向 4—第一單向閥閥在水壓和彈簧力的作用下閥芯復(fù)位，封住水路，支架的噴嘴停止噴霧。支架轉(zhuǎn)入移架時(shí)，噴霧繼續(xù)。閥座與支架相應(yīng)部位相連接。液壓支架自動(dòng)噴霧主要靠聯(lián)動(dòng)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用隨支架動(dòng)作而自動(dòng)控制的噴霧是最理想的降塵方式。對(duì)于這種陣發(fā)性的塵源，常用噴霧的方法進(jìn)行降塵，即在回柱前，先向待回柱的頂板處噴霧進(jìn)行潤(rùn)濕，回柱時(shí)，在順風(fēng)流方向向頂板塵源處進(jìn)行噴霧。 外噴霧的噴嘴布置方式及噴射方向 （2）回柱噴霧降塵機(jī)采工作面多采用單體液壓支柱及鉸接梁支護(hù)頂板。外噴霧嘴的布置及噴射方向有以下幾種：a噴嘴安裝在截割部箱體上，位于煤壁一側(cè)，靠人行道一側(cè)的端面上及箱體的頂部；b噴嘴安裝在搖臂的頂面上，靠煤壁的側(cè)面上及靠人行道一側(cè)的端面上；c噴嘴安裝在擋煤板上。布置方式及噴射方向采煤機(jī)外噴霧的安裝位置對(duì)降塵效果有直接影響。不同型號(hào)的采煤機(jī)可根據(jù)割煤時(shí)的產(chǎn)塵量和沒塵飛揚(yáng)量選擇不同的噴霧器。組合噴霧器耗水量高，一般為單水噴霧的3~5倍，擴(kuò)散斷面大，水霧封閉塵源效果好。要保證噴霧的效果，就要合理選擇噴霧器以及安設(shè)位置，同時(shí)要有充足的水量和水壓。當(dāng)?shù)V井靜壓供水系統(tǒng)送至生產(chǎn)采面的水壓達(dá)不到上述要求時(shí)，則需采用噴霧泵加壓。當(dāng)壓力較低時(shí)，或水中雜質(zhì)多時(shí)噴嘴內(nèi)的煤粒或雜質(zhì)不易被水沖出而造成堵塞。把壓力水送進(jìn)噴嘴也有兩種方式：一種是通過焊在葉片非運(yùn)煤側(cè)的水管送水；另一種是通過葉片內(nèi)部的通路送水采煤機(jī)內(nèi)噴霧一般可降塵30% ~50%，具有較好降塵作用。[1][1]所示。為了減少粉塵產(chǎn)生量，降低粉塵濃度，必須對(duì)塵源采取噴霧措施。目前，煤礦井下使用的風(fēng)水噴霧器主要有擴(kuò)散性噴霧器、噴射性噴霧器、水炮彈和YP1型壓氣噴霧器等。風(fēng)水噴霧器是以壓縮空氣作動(dòng)力噴吹壓力水成霧的裝置。其安裝示意圖，如圖41[1]所示。每次爆破后噴霧時(shí)間不得低于10min，直至粉塵和炮眼基本消失。礦用噴嘴系列中的D、S和Y系列噴嘴都具有這些特性。的細(xì)孔， ~ ，便可在整個(gè)巷道內(nèi)形成一道近2m的厚的密集濾塵霧墻，降塵率可達(dá)50%左右，特別適合中、小型煤礦采用。水幕的噴霧方式有微空噴霧和噴嘴噴霧兩種。水幕的布置方式和安設(shè)的噴嘴數(shù)量，視巷道斷面形狀和大小而定。③水幕凈化。爆破噴霧實(shí)現(xiàn)聲控自動(dòng)啟動(dòng)以及延遲一定時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉停止噴霧的降塵裝置適合井下使用，煤礦井下應(yīng)用的聲控電氣自動(dòng)化噴霧裝置主要有：BZSZTS爆破噴霧裝置、KPZ系列噴霧裝置、MPZ系列噴霧裝置、HW91系列噴霧裝置、KHC1系列噴霧裝置等。% ~ %，使爆破工序的粉塵濃度基本達(dá)到國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。高壓噴霧的優(yōu)點(diǎn)是是水的霧粒細(xì)、速度高、射程遠(yuǎn)、覆蓋面積大、降塵效率高，能取得很好的降塵效果。這種噴霧方法按其壓力的高低和控制方式的不同，有以下幾種噴霧降塵系統(tǒng)和自動(dòng)控制裝置。目前，噴霧降塵的方法主要有以下兩種。上述綜合作用，就是噴霧降塵機(jī)理。如不考慮塵粒的質(zhì)量，則塵粒將和風(fēng)流同步，因塵粒有體積，粉塵粒質(zhì)心所在流線與水霧粒的距離小于塵粒半徑時(shí)，塵粒便會(huì)與水霧滴接觸被攔截下來(lái)，使塵粒附著于水霧上，這就是攔截捕塵作用。另外，由于流線不能突然折轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)流攜帶塵粒向水霧粒運(yùn)動(dòng)并離霧粒不遠(yuǎn)時(shí)就要開始繞流水霧運(yùn)動(dòng)。 1）噴霧降塵的機(jī)理一般來(lái)講，噴霧降塵的機(jī)理為：慣性碰撞、重力沉降、攔截捕塵與擴(kuò)散捕集。采取合理的降塵措施降低機(jī)采、炮采作業(yè)工序產(chǎn)生的煤塵保證井下工作面良好的作業(yè)環(huán)境。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 生產(chǎn)采面降塵理論與技術(shù)4生產(chǎn)采面降塵理論與技術(shù)煤礦采煤作業(yè)一般有機(jī)采和炮采兩種方式，這兩種作業(yè)方式都非常容易產(chǎn)生高濃度粉塵。通過增設(shè)水泵來(lái)加大水壓。②動(dòng)壓注水。2）注水工藝（1）注水系統(tǒng)①靜壓注水。（2)鉆孔長(zhǎng)度打鉆注水每天在準(zhǔn)備班進(jìn)行。機(jī)采工作面及水分流失率的煤層取上限，炮采工作面及水分流失低，煤層原水分高的取下限。②按鉆孔長(zhǎng)度為基準(zhǔn)進(jìn)行按下式[2]計(jì)算 考慮到注水鉆孔的長(zhǎng)短，按下式[2]計(jì)算： （36）式中， —— 煤體注水鉆孔長(zhǎng)度，m； ——~；q ——噸煤注水量，它應(yīng)根據(jù)注水時(shí)水分流失率，煤的孔隙率，煤層原有水分等確定。進(jìn)入注水系統(tǒng)的水必須經(jīng)過過濾無(wú)雜質(zhì)。多孔注水時(shí)通過分流器的調(diào)節(jié)，可使各鉆孔的注水量基本相等。增壓方式可根據(jù)整個(gè)礦井或某個(gè)區(qū)域增壓。 靜壓注水系統(tǒng)示意圖1—三通 2—水管 3—截止閥 4—水表 5—壓力表 6—封孔器7—注水管②動(dòng)壓注水系統(tǒng)。2）注水工藝（1）注水系統(tǒng)①靜壓注水系統(tǒng)。）； —— 鉆桿最大下沉角，（176。鉆孔角度原則上與煤層傾角保持一致，使鉆孔始終保持在煤層中，以避免穿透頂?shù)装?，考慮到鉆桿的下沉，開口位置應(yīng)選在煤層上部，鉆孔傾角可按下式[2]計(jì)算： ，（176。我國(guó)礦井注水的間距大多為10~25m,設(shè)計(jì)時(shí)可按15~20m考慮。鉆孔長(zhǎng)度按下式[2]計(jì)算：?jiǎn)雾?xiàng)鉆孔布置式 ，m （32）式中， ——工作面長(zhǎng)度，m —— 與煤層透水性和鉆孔方向有關(guān)的系數(shù)，向上鉆孔注水時(shí)，取=20；下向鉆孔注水時(shí)、透水性弱的煤層取=20m；透水性極強(qiáng)的可取 ，m雙向鉆 ，m （33）（3）鉆孔間距。鉆孔長(zhǎng)度根據(jù)工作面的長(zhǎng)度和煤層透水性來(lái)確定。 確定鉆孔直徑，當(dāng)采用水泥沙漿封孔，人工灌漿等方法封孔時(shí)，封孔段的直徑應(yīng)擴(kuò)大至80~110mm，一般為90mm。注水煤層的上、下不要有現(xiàn)成的巷道，且其他條件適宜時(shí)。缺點(diǎn)技術(shù)設(shè)備復(fù)雜，鉆孔數(shù)量多。短孔注水優(yōu)點(diǎn)① 地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)② 注水設(shè)備、工藝、技術(shù)均較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)① 鉆孔多，潤(rùn)濕范圍?、?封孔繁而不易嚴(yán)密，易跑水③ 注水與生產(chǎn)采面其他工序相互干擾有走向斷層或傾角不穩(wěn)定的煤層；煤層較薄及圍巖有吸水膨脹性質(zhì)而影響頂板管理時(shí)，采用這種方法最為合適。采用封孔器封孔式，應(yīng)按封孔器的要求確定鉆孔直徑，當(dāng)采用水泥沙封孔時(shí)，應(yīng)按封孔器的要求表32 煤層注水方式、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件注水方式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件長(zhǎng)孔注水優(yōu)點(diǎn)：① 潤(rùn)濕區(qū)域大② 注射時(shí)間長(zhǎng)、潤(rùn)濕均勻③ 注水與生產(chǎn)無(wú)干擾④ 經(jīng)濟(jì)缺點(diǎn)：① 打鉆技術(shù)較復(fù)雜② 地質(zhì)條件的變化適應(yīng)差，易 穿頂、底板，不僅難以達(dá)到設(shè)計(jì) 長(zhǎng)度，而且還影響正常注水③ 封孔比較復(fù)雜 長(zhǎng)孔注水是較好的注水方式，選擇時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮，特別是回采強(qiáng)度大，地質(zhì)條件好的中厚煤層更適宜這種注水方式。采用巖石電鉆打孔時(shí)，鉆孔直徑比較小，而采用鉆機(jī)打孔時(shí)，鉆孔直徑越大，鉆孔直徑一般在44~60mm之間。注水方式應(yīng)根據(jù)煤層的賦存條件、回采技術(shù)、注水設(shè)備條件、各種注水方式的使用條件以及注水方式與巖層壓力的關(guān)系進(jìn)行選擇。 煤層注水方式及選擇煤層注水方式是表明鉆孔長(zhǎng)度、位置和方向的概念，一般分為長(zhǎng)孔、短孔、深孔和巷道注水等幾種方式。若煤層上覆巖層的壓力增大，煤的孔隙率則會(huì)減小，從而降低煤的透水性。此外，煤的透水性還與煤的堅(jiān)固系數(shù)f及煤的上覆巖層壓力有關(guān)。孔隙率是孔隙的總體積與煤的總體積的百分比。不同自然條件的煤種其煤體內(nèi)的孔隙、發(fā)育程度及孔徑都不同。一般節(jié)理裂隙越發(fā)育，滲透系數(shù)越大，滲透性越好，越容易注水。因此影響水在煤層中滲透的因素主要是煤的裂隙和孔隙的狀態(tài)，及煤的堅(jiān)固性系數(shù)等因素。同時(shí)滲到煤體裂隙內(nèi)的水分，還可以將原生細(xì)塵粘結(jié)為較大的塵粒，使之失去飛揚(yáng)能力。降塵效率可達(dá)75%~90%。名稱氣腿式鉆眼機(jī)沖擊旋轉(zhuǎn)支腿式電動(dòng)鉆眼機(jī)旋轉(zhuǎn)式巖石電鉆型號(hào)7655YT26YTP26YD2YDX40A鉆研深度/m555545鉆孔直徑/mm34~383~4383~44236~453~44340釬尾規(guī)格（六角對(duì)邊長(zhǎng)）/mm2210822108221082210822或25　表31 濕式鉆眼設(shè)備2）煤電鉆濕式鉆眼在含有夾矸的煤層中中，采用濕式煤電鉆鉆眼，能獲得良好的降塵效果。側(cè)式供水的水壓比中心式供水的水壓高，一般控制在294~392kPa范圍內(nèi)較為適宜，如果太高，會(huì)發(fā)生因密閉封圈和釬桿一同轉(zhuǎn)動(dòng)而漏水現(xiàn)象。測(cè)試供水風(fēng)鉆的結(jié)構(gòu)是釬子尾部裝有一個(gè)接水的離合器裝置，如圖3—1所示，側(cè)式供水風(fēng)鉆，鉆眼時(shí)供給的壓力水不是經(jīng)過水針，而是在鉆機(jī)頭部通過離合器，并由其內(nèi)腔經(jīng)過配水膠皮圈，再經(jīng)釬尾上的一個(gè)小孔進(jìn)入簽子中心孔，然后經(jīng)釬子頭的出水孔到達(dá)炮眼底部，使巖塵濕潤(rùn)。如果水壓過高，水會(huì)進(jìn)入機(jī)膛，沖洗潤(rùn)滑油，使鑿巖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，降底了鑿巖速度。一般認(rèn)為，供水量4L/min較為合適。中心式供水是在鉆機(jī)中心裝有水針，水針前端插入尾部的中心孔，后端與彎頭及供水管連接；鑿巖時(shí)，打開水閥，壓力水經(jīng)水釬進(jìn)入炮眼底，潤(rùn)濕和沖洗粉塵。濕式鑿巖用得好的礦井，工作面粉塵濃度可由干鉆眼的500~1400mg/m3降至4~10 mg/m3，降塵率可達(dá)90%以上。據(jù)調(diào)查，我國(guó)目前約有60%以上的巖巷炮采工作面采用了濕式鑿巖。浮游粉塵的產(chǎn)生量便會(huì)減少。在炮采工作面進(jìn)行鉆眼工序時(shí)，采用濕式鉆眼設(shè)備。鉆眼工序的防塵是炮采防塵中極為重要的工序。其主要方法有兩種：一是采取被動(dòng)式隔爆方法，如在巷道中設(shè)置巖粉棚或水棚等，二是采取自動(dòng)式隔爆方法，如在巷道中設(shè)置自動(dòng)隔爆裝置等。主要有：清掃沉積煤塵、沖洗沉積煤塵，撒布巖粉或顆粒狀氯化鈣及食鹽、覆蓋或固結(jié)沉積煤塵、巷道刷將等措施。 防止煤塵引爆的措施防爆措施有：一是在生產(chǎn)過程中防止懸浮煤塵發(fā)生爆炸的措施，二是防治沉積于巷道周壁及底板上的煤塵參與爆炸的措施。5)個(gè)體防塵措施個(gè)體防塵措施是利用個(gè)人防塵工具把呼吸空氣中粉塵過濾下來(lái)，使工人吸入凈化了的空氣，或者采取由作業(yè)場(chǎng)所外部輸送的清潔壓風(fēng)供工人呼吸。4）除塵措施除塵措施是利用除塵器把風(fēng)流中所含的粉塵捕集下來(lái)加以清楚，使風(fēng)流得到凈化的措施。3）排塵措施排塵措施是采用通風(fēng)方法把懸浮于風(fēng)流中的粉塵排出作業(yè)場(chǎng)所，或增大風(fēng)量使作業(yè)場(chǎng)所的粉塵濃度得以稀釋或降低的措施。例如采取煤層注水或采空區(qū)灌水，預(yù)先潤(rùn)濕煤體，濕式鉆眼，炮眼填塞水泡泥，放炮前后沖洗煤壁、巖幫、出煤、巖灑水等措施。例如改進(jìn)采煤機(jī)械截齒及分布狀態(tài)，選用產(chǎn)塵量最小的最佳截割參數(shù)，在可能的條件下減少炮眼數(shù)量及炸藥用量等。按照礦井實(shí)施的防塵技術(shù)，可將防塵措施分為五類。在礦井生產(chǎn)采面各生產(chǎn)工序都產(chǎn)生粉塵，這些粉塵隨風(fēng)流飛揚(yáng)于作業(yè)空間。另外噴射的速度高達(dá)80~100m/s，噴到巷道壁會(huì)產(chǎn)生沖擊，形成大量回彈，產(chǎn)生大量粉塵。一般情況下，干式噴射法產(chǎn)生的粉塵量為濕式噴射法產(chǎn)塵量的6倍。作業(yè)場(chǎng)所的粉塵濃度有時(shí)可高達(dá)1000mg/m3左右。若采用干式打錨桿眼時(shí)，其粉塵濃度會(huì)更高。打錨桿眼產(chǎn)塵量多，粉塵易于飛揚(yáng)擴(kuò)散，難以控制。1） 打錨桿眼井巷錨噴支護(hù)的錨桿眼，多數(shù)與頂板或行幫成一定角度布置。干噴法是采用壓氣輸送混凝土混合料，并且在噴頭處需再次加水與料混合后才噴向井巷表面；濕噴法是采用機(jī)械或機(jī)械與壓氣聯(lián)合輸送經(jīng)過加水濕潤(rùn)的混凝土混合料，可直接噴料支護(hù)巷道。機(jī)采工作面產(chǎn)塵的主要環(huán)節(jié)有采煤機(jī)截割頭強(qiáng)力截割煤巖、煤巖下落或頂板局部冒落、裝運(yùn)或運(yùn)載煤巖、機(jī)器搬運(yùn)和淸幫支護(hù)，以及通風(fēng)吹揚(yáng)起來(lái)的粉塵等。由采樣測(cè)得不采用綜合防塵措施時(shí)，機(jī)采工作面的粉塵濃度為2000~3000mg/m3，個(gè)別高達(dá)6000mg/m3左右。3） 裝巖工序采用爆破采煤的工作面裝載時(shí)，由于鏟斗與礦石摩擦、碰撞，也會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。干式鉆眼，炮采工作面的粉塵濃度每平方米可達(dá)上千毫克。6山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 生產(chǎn)采面減煤塵綜述2生產(chǎn)采面粉塵綜述 炮采工作面1）鉆眼工序風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)或煤電鉆鉆眼是炮采工作面持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、產(chǎn)塵量很高的的工序。（3）被割下和被滾筒拋出的煤，在其彈性恢復(fù)時(shí)沿裂縫繼續(xù)分離成更小煤塊，同時(shí)產(chǎn)生煤塵。2）機(jī)采工作面減降塵（1）截割煤體時(shí)，截齒刀尖前面的煤被壓實(shí)而成壓固核，當(dāng)接觸應(yīng)力增加到極限之時(shí)，壓固核被壓碎產(chǎn)生煤塵。本文主要解決的問題有：1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄煤層落煤工序時(shí)，由于采用打眼落煤容易產(chǎn)生高濃度煤塵。以此降低粉塵。（2）泡沫降塵 該技術(shù)是利用封閉空隙的泡沫體覆蓋塵源，使剛產(chǎn)生的粉塵迅速得到潤(rùn)濕和沉積。比如直徑D霧滴以一定速度進(jìn)入含塵空氣，并占據(jù)一定空間，含塵風(fēng)流通過水霧滴時(shí)，風(fēng)流圍繞霧滴運(yùn)動(dòng)。本課題主要講述了噴霧降塵、泡沫除塵、濕式除塵器除塵三種措施。2) 生產(chǎn)采面降塵采煤作業(yè)時(shí)，產(chǎn)生礦塵在所難免。煤層注水是在煤巷采煤作業(yè)時(shí)在采煤前打若干鉆孔，通過鉆空注入壓力水，使其沿著每層的層理、節(jié)理和裂隙向四周擴(kuò)散，滲入煤的孔隙中，增加煤的水分和塵粒間的黏著力，并降低煤的強(qiáng)度和脆性，以減少采煤時(shí)浮游粉塵的產(chǎn)生量。這樣可以把粉塵治理工作的關(guān)口前移，為煤礦正常生產(chǎn)提供了一定保障。因此，生產(chǎn)采面減降塵是煤礦防塵的重要環(huán)節(jié)。所以煤礦作業(yè)場(chǎng)所進(jìn)行粉塵的監(jiān)測(cè)與防治，對(duì)于從源頭上控制職業(yè)病和粉塵爆炸事故的發(fā)生，確保從