千米深井无尘化矿井建设与实践

    张峰 展兴杰 黄祥平

    摘 要 华丰煤矿深化“无尘化矿井”建设活动，运用综合防尘技术进行一次尘源治理，实现矿井清洁化生产，保障矿工职业健康及矿井生产需求。

    关键词 千米深井 无尘化建设 粉尘治理

    中图分类号：TD354 文献标识码：A

    0引言

    随着矿井机械化程度不断提高，煤炭产量不断增加，矿井生产过程中产生大量粉尘，给矿井的安全生产和职工的身体健康带来不安全因素。加强粉尘治理消除不安全因素，实施、完善“无尘化矿井”建设，推行综合防尘技术，已成为现代化矿井科学管理的必要手段和措施。

    新矿集团华丰矿开拓方式为斜井多水平开拓，目前已开拓至-1100m水平，由于采深大、战线长、地点广，产尘量大，不易控制。为保证矿井安全生产和职工身体健康，采取综合防尘体系进行粉尘灾害治理。

    1矿井概况

    新矿集团华丰煤矿是一个有着百年开采历史的老矿井，地质条件复杂、矿井开采深度大、矿井灾害严重，严重制约矿井的安全生产。随着矿井机械化程度的提高，粉尘也随之增加，以成为制约矿井安全生产的因素之一。

    2综合防尘技术应用

    2.1综采工作面移架喷雾与自动光控喷雾装置配合使用

    综采工作面每组支架安设一道移驾自动喷雾，移驾时喷雾自动开启喷雾降尘。同时在工作面每隔5架安设一组自动光控喷雾装置，该喷雾由1台主机、1个红外线传感器、1个电动球阀、1组喷头、电缆等组成。由电动球阀控制喷头，主机控制电动球阀；电源是交流电127V。每组喷雾的主机间用电缆连接，实现喷雾联锁。安设方法及使用过程：从工作面回风口处开始每5架1组喷头进行排列，当采煤机经过自动喷雾点的位置时（距离大约10米），采煤机上的光源装置所发射的光信号被传感器（传感器安装固定在支架前柱上）接收，则此点的喷雾自动打开（在回风流侧），执行自动喷雾，并延时一段时间，有效拦截采煤机割煤时产生的煤尘。

    2.2工作面超前高压注水静压补水

    为解决低渗透性、高硬度煤层注水难题，华丰矿应用2BZ-40/12型高压脉冲注水泵实施煤层注水措施。

    （1）2BZ-40/12型高压脉冲注水泵采用脉冲高压注水强制沟通煤层内部原有封闭裂隙、在煤层内部形成裂隙网，静压注水浸润煤体的复合注水方式，在停止脉冲式高压注水的同时系统自动转换为静压注水；

    （2）采用可调压力阀与过载泄压阀复合结构方式，具有双重安全保护功能，使用安全可靠；

    （3）采用动压注水和静压补水的联合注水系统。动压注水时泵工作压力8～16MPa，单孔注水流量为0.3-2.0m3/h；动压注水结束后，采用静压进行补水，静压补水时管网压力2.0～4.0MPa，静压补水时可不控制单孔注水流量。静压注水孔距离工作面10米内方可不再注水。

    2.3综掘工作面KCS-300D 湿式振弦除尘风机应用

    2.3.1设备特点

    该设备将通防与除尘有机地结合在一起，主要用于煤矿井下含爆炸性物质（瓦斯和粉尘）的环境中，具有高控尘、高集尘、高除尘、免冲洗、自动化程度高、可适应不同巷道断面的变化等特点。较好的除尘效果提高了掘进机操作现场的能见度，进一步提高了工作效率，防止生产工人尘肺病的发生，并可有效的控制煤尘爆炸，给矿井的安全生产提供有力保障。

    2.3.2技术特征

    该湿式振弦除尘风机具有较高的除尘效率， 额定工作阻力<2000Pa；可处理风量300 m3/min； 处理风量范围：280～350 m3/min；总粉尘除尘效率≥90%；呼吸性粉尘除尘效率≥80%；排出的气体含水量<0.01 L/m3；液气比≤0.2L/m3；漏风率≤5%；喷雾水压力大于0.3 MPa ；功率：2？5kW；负压风筒直径：600 mm；控尘风筒直径：600mm；适用于粉尘浓度在2400mg/m3以下的各类粉尘治理。

    2.3.3配套安装

    该风机在综掘工作面可安装在掘进机后转载胶带机架上，进气口接抽出式负压骨架风筒至工作面。

    2.4设计应用封闭挡尘网

    在采掘工作面回风巷道内安设湿式过滤除尘帘，由水幕、过滤纱窗、过滤纱门三部分组成。工作面切眼湿式过滤除尘帘由纱网和喷雾组成。

    除尘原理：水幕的水雾喷在纱网上在水的表面张力作用下形成滤膜，气流中粉尘与之接触碰撞机率增加，提高捕尘效率，更能够增加呼吸性粉尘的捕尘效果。

    3无尘化采区建设

    深化“无尘化矿井”建设活动，有效治理粉尘隐患，实现矿井清洁化生产。华丰煤矿以“无尘化采区”建设为契机，每季度规划一个采区，通过验收的采区继续完善和保持动态下达标的基础上规划下一个采区，以点带面推进矿井“无尘化”建设。

    （1）明确岗位职责。本着“谁产尘，谁控制，谁消除”的原则，明确各项目部、各岗位、各级人员尘源控制主体责任，杜绝粉尘积聚，确定井下各地点防尘设施安装维护标准和责任，完善井下防尘设施。

    （2）加强尘源管理。重点产尘地点、产尘环节采取逐道工序控尘措施，加强一次尘源的治理，防止粉尘扩散。

    （3）推广应用新设备、新工艺，提高粉尘防治水平。通过实施“无尘化矿井”建设，推行综合防尘技术治理，综掘工作面实施了湿式封闭控尘装置、综掘司机“氧吧”、压风喷雾、前探梁喷雾、薄煤层短壁深孔注水技术。

    4结论

    华丰煤矿作为一个具有百年历史千米深井的老矿井，开采深度大、运输战线长、生产环节多、灾害多、粉尘治理难度大，困扰着矿井的安全生产，针对以上诸多困难，以创建“无尘化采区”为契机，以点带面推进“无尘化矿井”建设进程，大力实施综合防尘技术，从源头上消除一次尘源，保证矿井的安全生产和职工的职业安全健康，取得了一定成效。

    作者簡介：张峰，男 （1973.11.19- ）本科，新汶矿业集团华丰煤矿通防技术部工作，从事矿井通防技术管理。

    参考文献

    [1] 张国枢.通风安全学[M].中国矿业大学出版社，2004.

    [2] 支学艺.矿井通风与防尘[M].化学工业出版社，2009.