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半煤巖綜掘工作面粉塵綜合治理技術的應用

文檔作者：徐晨如于曉波馬旭王旭文檔來源：南屯煤礦通防科		更新日期： 2026年03月06日	點擊數：
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煤礦現代化 2010年第6期 總第99期
{I￡煤巖綜強：I：作面粉塵綜含治理技術的應用
徐晨如 ，于曉波 ，馬旭 ，王旭
(南屯煤礦通防科，山東鄒城273515)
摘要為有效解決半煤巖綜合機械化掘進工作面掘進機產塵量大的問題，南屯煤礦采取了通風除
塵、掘進機內(外)噴霧、除塵風機除塵、掘進機負壓二次降塵等綜合防塵措施，為職工創造了安全、潔凈的作
業環境，保障了半煤巖綜掘工作面的安全生產。
關鍵詞半煤巖；綜掘；粉塵；治理
中圖分類號：TD714~．4 文獻標志碼：B 文章編號：1009—0797(2010)06—0061—02
隨著半煤巖綜合機械化掘進技術在南屯煤礦的應用，由
于掘進機截割產生的粉塵濃度較大，粉塵中游離二氧化硅含
量較高，高濃度粉塵對作業人員的身體健康和煤礦安全生產
造成了嚴重威脅，加上巷道斷面尺寸小，工作現場能見度極
低，工作效率和作業安全受到嚴重影響。因此，半煤巖綜合機
械化掘進的防塵問題，成為制約該項技術推廣應用的關鍵環
節，除沿用普通采取的綜合防塵措施外，還應積極研究開發和
推廣應用新的降塵和控塵措施，為半煤巖綜掘工作面生產創
造潔凈、安全的作業環境，保障職工的安全健康。
1 工作面概況
1．1 煤層結構
南屯礦十一采區1610上順槽為回采工作面的準備巷道。
該工作面煤層賦存穩定，以暗煤為主，亮煤次之，條帶狀結構，
局部含黃鐵礦結核，煤質較硬，煤層普氏硬度f=3。直接頂板為
全區穩定的第十下灰巖，厚度4．60—5．29m，平均厚度4．96m，
灰色，堅硬，裂隙發育，以石英為主，方解石充填，巖石普氏硬
度 9。底板為淺灰色鋁質泥巖，團塊狀結構，下部含植物化
石，厚度1．25—1．19m，一般厚度1．22m。巖石普氏硬度f_2—
3，遇水變軟，支柱易下陷；不利于支護管理。
表1 1610上順槽頂底板情況表
1．2 工藝流程(見圖1)
1．3 巷道斷面
S荒：7．22m ；S凈：7．04m ；巷道方位：180。；巷道坡度：沿
17煤層頂板；巖性：f-4—5；支護材料：錨桿、網、砼。
用地面永久抽放系統實施工作面順層孔抽放，抽放管路為
250mm的薄壁管。
4 瓦斯抽放消突效果評價
}}鉆場、8—13#鉆場鉆孔
抽采量隨時間的變化
工作面瓦斯抽排量包括鉆孑L施工期間巷道內的風排瓦斯
量和鉆孑L抽采量兩部分，經過統計，截止2009年6月15日：
順層鉆孔抽采量為：75．6萬m，；鉆孑L施工期間：風排瓦斯量為
227．6萬m，；工作面總瓦斯儲量為：760．8萬m，；工作面原始瓦
斯含量為：9．48 m3A工作面瓦斯預抽率為29．9％；殘余瓦斯含
量為6．63 m3／t；《煤礦瓦斯抽采基本指標》第4．1條：突出煤層
工作面采掘作業前必須將控制范圍內煤層的瓦斯含量降到煤
層始突深度的瓦斯含量以下或將瓦斯壓力降到煤層始突深度
的煤層瓦斯壓力以下。若沒能考察出煤層始突深度的煤層瓦
斯含量或壓力，則必須將煤層瓦斯含量降到8m3／t以下，或將
煤層瓦斯壓力降到0．74MPa(表壓)以下，由此可見，經過長時
間的瓦斯抽采，工作面已經徹底消除突出危險性，可以保證工
作面的安全生產。
5 結論
(1)隨著采深的增加，煤層地應力越來越高，煤層瓦斯壓
力、含量越來越大，突出危險性越來越強；
(2)經過采前預抽后，煤層瓦斯含量可降至6—7m ，為實
現工作面的高產高效，工作面開采過程中除采用通風方式排
放瓦斯外，還必須采取隨采隨抽措施。
參考文獻
[1】王巖森，馬立強，顧永功．礦壓顯現對工作面瓦斯涌出規律
影響分析[J]．煤礦安全，2004，(11)．
[2] 沈廣輝，樊艷虹，樊斌，杜冰．采空區瓦斯分布規律及瓦斯
抽采方法的研究fJ】．工礦自動化，2009，(04)．
【3】盧平，袁亮等．低透氣性煤層群高瓦斯采煤工作面強化抽
采卸壓瓦斯機理及試驗町煤炭學報，2010， 1)．
【5] 張思學．高瓦斯煤層瓦斯綜合抽采技術[J]．煤炭技術，
2010，(02)．
作者簡介
張哲瑞(1989～)，男，漢，山西忻州人，中國礦業大學安全
工程專業學生，已發表論文1篇。
(收稿日期：2010—9—5)
· 61·
煤礦現代化 2010年第6期 總第99期
圖1 半煤巖綜合機械化掘進工藝流程圖
1．4 薄煤層塵源
16層煤煤厚平均只有0．81m，煤層普氏硬度為3，局部含
黃鐵礦結核，黃鐵礦結核普氏系數高達11。切割的煤層、黃鐵
礦結核、鋁質泥巖，硬度不一致，導致截齒的受力不均勻，使掘
進機在切割的過程中，產塵量大。因此，半煤巖掘進的塵源主
要是掘進機切割破巖產生的粉塵。
圖2 附壁風簡螺旋出風示意圖
2 粉塵治理措施
2．1 通風除塵
使用附壁風筒技術，附壁風筒是一種利用氣流的附壁效
應，在割煤開始時，將附壁風筒內的擋板立起，使原壓人式風
筒供給機掘工作面的軸向風流改變為沿巷道壁的旋轉風流，
并以一定的旋轉速度吹向巷道的周壁及整個巷道斷面，并不
斷向機掘工作面推進，在除塵器吸入含塵氣流產生軸向速度
的共同作用下，便形成具有較高功能的螺旋線狀氣流，在掘進
機司機的前方建立起阻擋粉塵向外擴散的空氣屏幕，封鎖住
掘進機工作時產生的粉塵，使之經過抽出風筒抽出進行凈化
而不外流，從而提高了機掘工作面的收塵效率，當不割煤而進
行打錨桿等其它作業時，將附壁風筒內的擋板扳下，使新鮮風
流直接進人工作面，恢復到正常通風。
2．2 掘進機內外噴霧
內噴霧則通過掘進機切割機構上的噴嘴向割落的煤巖處
直接噴霧，外噴霧掘進機截割頭后部左右兩側安裝，在礦塵生
成的瞬間將其抑制，較好的內外噴霧系統可使空氣中含塵量
減小85％ ～95％ 。
1一截止閥；2一減壓閥；3一安全閥；4一油箱散熱器；
5一截割電機；6一噴霧架
圖3 掘進機外噴霧供水系統圖
2_3 沖洗巷幫
噴霧
圖4 巷道全斷面噴霧
每班對距工作面lOOm范圍內巷道周邊進行沖洗；距掘
· 62 ·
進T作面不大于50m回風流處安裝一道全斷面水幕，實行凈
化風流，切割時必須開啟全斷面水幕；各轉載點設噴霧裝置，
運轉時噴霧使用正常。
2．4 除塵風機除塵
除塵系統主風機、抽風筒都安裝在機架上；由大功率除塵
風機抽取含塵空氣，使含塵空氣經過負壓風筒進入除塵器的
霧化區，噴嘴噴出的水霧與塵粒相接觸，塵粒被水浸潤，發生
了以塵粒為凝聚核的激烈的凝聚作用，成為含塵水滴。含塵水
滴大部分被過濾網攔截，集聚后順著絲網流到箱體底部，集聚
后排 箱外；另一部分直接落在除塵器箱體底部。殘余水滴部
分則隨氣流進入到氣塵分離裝置，水氣經過折板和齒形分離
器，含塵水滴流到箱底，再隨水流流到箱外，由排污管排出含
塵污水，氣塵分離裝置的出風口排出潔凈空氣。
圖5 除塵風機示意圖
2．5 掘進機負壓二次降塵
負壓二次降塵裝置是在原掘進機外噴霧的基礎上，通過
替換截割頭兩側噴霧組，由高壓膠管直接將高壓水送至噴嘴，
在噴霧時，引射器噴射的水霧和吸入的空氣、濕塵所形成的混
合流體以很高的速度從裝置的出風端射出，形成很強的卷吸
負壓場，煤塵進入射筒形成二次降塵。噴霧時的高壓水，形成
60。～80。的扇角覆蓋在截割頭外圍，一方面擋住煤塵逃逸的
路徑，二是增大了裝置的負壓范圍，三是提高降塵效率減少防
塵水使用量。
一一庭
圖6 掘進機負壓二次降塵裝置示意圖
2．6 個體防護
通過佩戴各種防護面具以減少吸人人體粉塵的最后一道
措施。個人防護用具主要有防塵口罩、防塵風罩、防塵帽、防塵
呼吸器等。
3 結論
該除塵組合系統在南屯煤礦1610上順槽綜掘工作面的
應用表明，該系統安裝簡單，操作方便，對掘進機的工作無干
擾，阻塵、降塵效果明顯，降塵率達94．2％。改善了掘進工作面
的作業環境，提高了勞動生產率，保障了職工的健康。
作者簡介
徐晨如(1977．6一)，男，兗礦集團南屯煤礦通風科工程師，
主要從事礦井“一通三防”技術研究，在煤礦粉塵和自然發火
防治技術研究領域取得了多項研究成果。
(收稿日期：2010—7—7)

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