摘要：不断加大的煤矿机械化程度和开采强度，使矿井产尘强度不断增加，粉尘浓度也不断增加，对煤矿安全生产和工作人员的身体健康产生了非常大的危险，所以在本篇文章中对矿井综合防尘系统技术及其装备的研究与应用进行分析。
关键词：矿井；综合防尘系统技术；装备；研究；应用
粉尘对职工的危害是非常大的，还会影响矿井安全生产，生产煤炭的过程中，所有的作业都会产生粉尘，我国正在不断的加强煤矿的开采力度，产生了大量的粉尘，所以必须要进行防尘研究，对保证工作人员的身体健康有非常多的好处。
一、粉尘防治的意义
1.1粉尘污染
煤炭是我国的主要能源，在国民经济能源结构中占据很重要的位置，在我国一次能源消费中占76%以上，随着经济发展，煤炭的需求量越来越大，随着生产规模的扩大，煤尘污染情况也越来越严重，在无防尘措施的情况下，炮采工作面的粉尘浓度可达到300-500毫克每立方米，机采工作面的粉尘浓度可达到1000-3000毫克每立方米，综采工作面的粉尘浓度可达到4000-8000毫克每立方米。
1.2粉尘危害
危害职工身体健康，在我国，尘肺病是主要职业病之一，随着经济的迅猛发展， 社会对能源和工矿产品需求的增大，粉尘灾害产生的影响正在逐步扩大，就煤矿行业而言，煤矿尘肺病的发病情况十分严重，据统计，截至2005年底，我国煤炭行业累计尘肺病患病人数达30万以上，约占全国已检出尘肺病人数的50%，每年死于尘肺病的人数达2000-3000人，尘肺病患者死亡人数是煤矿工伤死亡人数的5倍。煤尘爆炸，煤尘具有爆炸性，悬浮于空中并达到一定浓度，这时如果有一个能引燃煤尘的热源就会发生煤尘爆炸，煤尘爆炸的后果比瓦斯爆炸更严重，此外，还有大量的矿尘排入大气!对环境危害也相当大。
二、矿井粉尘控制关键技术及装备
2.1尘雾场的数值实验
通过颗粒相动力学理论和气体相计算流体力学控制方程的研究，提出了气相湍流!颗粒相湍流模型，说明了该模型的通用形式和数值解法，建立综采、掘工作面粉尘运移规律的数学模型，结合井下实际情况，将现场数据量化到计算模型中，利用ANSYS FLUENT14.0流体动力学软件对工作面巷道内浓度分布规律/煤尘运移/沉降规律进行了数值模拟，得到了综采面粉尘浓度分布图，并建立了巷道内尘粒悬浮风速与粒径关系和沉积煤尘二次飞扬扬尘风速与煤尘粒径之间的关系,通过简化的物理模型，模拟并分析综掘面气流场,通过数值试验，为综采、掘工作面的粉尘防治工作提供理论指导，优化设计了支架喷雾降尘装置以及合理布置了综掘工作面的通风方式。
2.2抑尘表面活性剂及其连续自动添加装置
通过表面张力和接触角测定实验，结合安全环保的相关要求，研制成功了新型高效湿润剂，通过煤尘沉降实验，测定了表面活性剂单体及复配溶液对煤尘的湿润速度，最终确定主要化学成分为烷基酚醚按一定比例与十二烷基苯、AES 等物质复配为新型湿润剂，可用于喷雾降尘以及煤层注水工艺。采用文丘里泵吸方式，通过装置内的恒压环境实现连续自动添加功能，配比控制在0.1%-0.5%，精度为0.01%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时设计出连续自动加液装置以及矿井用全自动软水装置，利用水流冲击叶轮产生的动能，通过一组齿轮计量软水出水流量，从而判断运行终点并发出再生信号，阀内传动齿轮驱动控制盘旋转，控制水压信号的分配，指挥不同阀门的开闭，从而实现软水器吸盐、反洗、正洗及主副罐的切换，全部工作过程均在水源压力驱动下自动完成。
2.3综采工作面智能喷雾降尘系统
确定了综釆工作面支架全断面雾化的喷嘴最优布置方式并研制开发了综合降尘智能控制系统，根据龙东7110综釆面煤机、移架和放煤产尘规律，确定前探梁3个喷嘴及支架中部和后部喷嘴的位置和安设角度，构成了全断面的雾化场，使除尘效果到达了最佳；综釆工作面综合降尘智能控制系统实现了共用采煤机遥控器对液压支架进行遥控喷雾控制，喷雾、煤机遥控合为一体，实现了自动跟机喷雾和移架、放煤的自动喷雾，真正实现了对喷雾降尘的(死角)粉尘有效治理，极大提高了综采面喷雾降尘的效果。
为彻底解决割煤过程中，滚筒附近产生的高浓度粉尘，在采煤机摇臂上安装高压喷雾及负压二次降尘装置，并实现了与采煤机联动喷雾功能，从降尘装置前端喷出的高速雾、气流从滚筒的断面切过，具有足够的能量控制滚筒旋转所形成的涡旋风力场，使含尘浓度高的空气被吸入高速雾气流中，其中大部分粉尘粒可与雾粒结合、沉降，空气被净化，负压二次降尘装置将供给的高压水转化成控制采煤机滚筒割煤产尘源向外扩散的气雾流屏障和局部含尘风流净化除尘系统，该装置周围产生很强负压场，可将采煤机端部及滚筒附近含尘浓度高的空气吸入，实现对采煤机滚筒割煤产尘的就地净化，阻止和减少粉尘向外扩散。
2.4混合式煤层注水技术
为了解决大屯矿区高地压低孔隙率煤层注水困难的问题，在分析原岩应力的分布规律及研究煤层的基本特点，注水机理的基础上，对煤层注水效果的影响因素进行分析，然后现场采集煤样在实验室试验，对龙东煤矿煤层注水相关基础参数进行测试与分析，分析了煤层注水润湿煤体的过程，研究设计了添加渗透剂和高压预裂波动式注水方式，在此基础上，对煤层注水方式，注水设备，注水关键工艺及参数进行优化设计，应用于高地压区低孔隙率煤层注水，此技术并在龙东煤矿7141工作面实际应用，分别设计适用于该工作面的注水用渗透剂，注水工艺参数以及新型气动注水泵。
2.5综掘工作面湿式密闭控尘系统
采用高分子材料轻质附壁风幕风筒控尘技术，并对龙东煤矿7140综掘面现场情况进行了数值模拟，直观地反映了综掘面风流场的分布情况，分析了其控尘原理，设计了新型湿式除尘风机，已获专利，采用多层钢丝网叠加在一起组成过滤网，过滤网置于钢筋焊接的折弯成W字形的网格骨架中，通过夹板与骨架固定后组成捕尘板，有效地提高了降尘效率，通过对现有问题分析可解决以下 3 个问题，密闭控尘，封闭控尘系统首先将工作面轴向供风风流改变为径向风流，使风流沿巷道的周壁呈螺旋状进入掘进工作面迎头，旋转气流在除尘设备抽吸作用下，整体向工作面迎头推进，在掘进机司机前方建立起阻挡粉尘向外扩散的气幕， 封锁住掘进机工作时产生的粉尘。
三、总结
在本篇文章中首先研究了粉尘防治的意义，即粉尘污染以及粉尘危害，其次研究了矿井粉尘控制关键技术及装备，即尘雾场的数值实验、抑尘表面活性剂及其连续自动添加装置、综采工作面智能喷雾降尘系、混合式煤层注水技术以及综掘工作面湿式密闭控尘系统。
参考文献：
[1]李安静.综合防尘示范化矿井建设模式探讨[j].煤炭工程.2015(04).
[2]刘洪钢.煤矿采煤生产中的防尘管理与技术措施[j].科技与企业.2012(05).
论文作者:赵茂
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/12
标签：粉尘论文; 工作面论文; 煤尘论文; 煤层论文; 矿井论文; 浓度论文; 煤矿论文; 《基层建设》2018年第20期论文;