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综合防尘
综合防尘
一、教学目的要求
1、了解矿尘的组成、产生原因和危害;
2、掌握综合防尘的技术措施;
3、掌握预防煤尘爆炸的措施和隔绝煤尘爆炸的措施;
4、掌握测定矿尘的浓度。
二、相关内容
在煤矿生产和建设过程中所产生的各种岩矿微粒统称为煤矿粉尘,又称矿尘。
在煤矿生产过程中,如钻眼作业、炸药爆炸、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。
在现有防尘技术措施的条件下,各生产环节产生的矿尘比例大致为:
采煤工作面产尘量占45%~80%;掘进工作面产尘量占20%~38%;锚喷作业点产尘量占10%~15%;运输通风巷道产尘量占5%~10%;其他作业点占2%~5%。
矿尘具有很大的危害性,表现为污染工作场所,危害人体健康,引起职业病,工作人员长期吸入矿尘后,轻者会患呼吸道症、皮肤病,重者会患尘肺病;某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸,给矿井造成严重灾害。
本课题主要学习和实训预防尘肺病的技术措施、预防煤尘爆炸的措施和隔绝煤尘爆炸的措施,以及测定矿尘浓度的方法。
(一)矿尘的基本知识
据国内某矿务局统计,尘肺病的死亡人数为其他灾害事故死亡人数的6倍。
那么,矿尘为什么会引起尘肺病的发生?
能否预防?
这些问题就是本课题学习的重点。
本课题的具体任务是:
熟记矿尘的性质;尘肺病的分类;尘肺病的发病机理;影响尘肺病发病的因素;预防尘肺病的技术措施。
1.矿尘的粒度、分散度、浓度及游离SiO2含量
(1)矿尘的粒度矿尘的粒度是指矿尘颗粒的大小,又称粒径。
因矿尘的形状不规则,一般用尘粒的平均直径或其投影的定向长度来表示粒度,单位为μm。
矿尘的粒度越小,危害性越大。
(2)矿尘的分散度矿尘的分散度是指某粒级的矿尘量与矿尘总量的百分比。
我国把矿尘的分散度划分为四个计测范围(粒级):
小于2μm;2~5μm;5~10μm;大于10μm。
矿尘的分散度越高,危害性越大。
根据计量方法的不同,矿尘的分散度又可分为计数分散度和质量分散度。
计数分散度是指某粒级的矿尘颗粒数占矿尘总量颗粒数的百分比;质量分散度是指某粒级的矿尘质量占矿尘总质量的百分比。
我国是以质量分散度来计算矿尘分散度的。
(3)矿尘的浓度矿尘的浓度是指单位体积矿井空气中浮尘的颗粒数或浮尘的质量。
矿尘浓度的表示方法有两种:
1)矿尘的质量浓度。
是指单位体积矿井空气中所含浮尘的质量,单位为g/m3或mg/m3。
2)矿尘的数量浓度。
是指单位体积矿井空气中所含浮尘的颗粒数,单位为粒/cm3。
(4)矿尘中游离SiO2含量SiO2是地壳内最常见的氧化物,它以两种状态存在:
一种是结合状态的SiO2,即硅酸盐矿物,危害性不大;另一种是游离状态的SiO2,是矿尘危害人体的决定因素,其含量越高,危害性越大。
2.矿尘的分类
矿尘的分类见表12-1。
(二)尘肺病
尘肺病是矿工在生产过程中长期吸人大量矿尘而引起的以肺部纤维组织增生为主要特征的慢性疾病。
这是一种严重的矿工慢性职业病。
尘肺病患者的症状为气短、胸闷、胸痛、咳嗽、咯血。
一般初期症状不明显,随着病情的发展,严重时可丧失劳动能力,危及生命。
煤矿尘肺病可分为三类,见表12-2。
尘肺病患者不仅上呼吸道防御机能受到破坏,而且全身的免疫功能也有所降低,因此在病程发展中往往易合并或引发出其他疾病。
国内外煤矿尘肺病的合并症以肺结核和呼吸道感染为最常见,继发症以肺心病和自发性气胸为最常见。
特别是晚期尘肺病,可同时有多种合并症和继发症存在,使患者病情恶化,缩短寿命。
据卫生部门统计,尘肺病患者结核病合并
症占尘肺病死亡人数的30%以上。
粉尘经过人体呼吸系统如下:
上呼吸道的咽喉、气管(尘粒度10μm)→上呼吸道较大支气管尘粒度(5~10μm)→下呼吸道细小支气管(尘粒度2~5μm)→呼吸支气管、肺(尘粒度2→μm)。
(三)影响尘肺发病的因素
1.矿尘中游离SiO2含量
人体吸人的矿尘中游离SiO2含量越高越易致病,且病情越严重。
SiO2能与肺泡中的水作用形成硅酸,毒化肺部组织,使肺组织纤维化。
因此,矿尘中的游离SiO2是导致矽肺的主要原因。
有资料表明,当矿尘中游离SiO2含量达80%~90%,且工作环境矿尘浓度很高时,1~2年内即可患尘肺病。
2.矿尘粒度
粒度越微细越易致病,小于5μm的尘粒所占比重(分散度)越高,对人体危害性越大。
由鼻孔和口腔吸人的矿尘,并不能全部到达肺泡。
较大的尘粒被吸人后,由于本身的质量和气流的冲击而沉落在较大的支气管粘膜上,可以通过咳痰排出体外;能直接到达肺泡并引起尘肺病的,只有小于5μm的尘粒,但其中一部分仍然可以随气体呼出。
沉积在肺部的大多是粒度为1~2μm的矿尘。
3.矿尘浓度
井巷空气中矿尘浓度越高,所吸入肺部的矿尘越多,越易得病。
沉积在肺部的矿尘数量与作业环境中的矿尘浓度以及接触矿尘的时间成正比。
事实证明,在矿尘浓度较高的情况下,如不采取任何防尘措施,就会大大缩短发病工龄。
例如,在矿尘浓度为1000mg/m3的环境中工作,1~3年即可致病。
4.接触矿尘的作业时间
连续在含尘环境中工作的时间越长,吸人矿尘的累计量就越多,发病率越高。
据统计,工龄在10年以上的煤矿工人比同工种10年以下的工人发病率高2倍。
5.自身因素
自身因素包括个体防护和职工的年龄、营养、健康状况、思想情绪、生活习惯、个人卫生等方面。
尘肺病的发生发展是通过人体而起作用的,注意个体防护的工人,因减少了矿尘吸人量,从而避免或延缓了尘肺病的发生。
一般身体素质好、年纪轻、抵抗力强的人,较之体质差、年纪大、抵抗力差的人尘肺发病率较低。
(四)预防尘肺病的技术措施—综合防尘措施
预防尘肺病的关键就是降低作业环境中矿尘的浓度,使其符合《规程》规定的标准,为此通常采取综合防尘措施。
其内容包括湿式凿岩、通风排尘与净化风流、爆破喷雾、冲洗岩帮、装岩洒水、个体防尘等。
1.湿式凿岩(钻眼)
湿式凿岩是一种湿式作业方法,它是指在岩巷掘进过程中,将具有一定压力的水通过凿岩机送人正在钻进的钻孔孔底,湿润并冲洗钻孔中的岩粉,使岩粉在钻孔中变成浆液流出,从而大大减少井巷空气中的含尘量。
湿式凿岩的降尘效果十分显著,降尘率一般可达90%以上。
因此,湿式凿岩是目前岩巷掘进普遍采用的有效防尘措施。
2.通风排尘与净化风流
冲淡和排除矿尘是矿井通风的基本任务之一。
合理地选择和控制通风参数,是搞好防尘工作的重要措施。
(1)风速井巷风速的大小与井巷空气中的矿尘浓度有着密切的关系,合理地控制风速,对搞好防尘工作是至关重要的。
当风速过低时,粗粒矿尘将与空气分离下沉而不能被排出;当风速过高时,将扬起落尘,使风流中的矿尘浓度增大。
因此,《规程》规定:
掘进中的岩巷风速应控制在0.15~4m/s,采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷中的风速应控制在0.25~4m/s。
(2)风量在风速一定的条件下,风量越大就意味着巷道或采掘工作面的断面及空间越大,若产尘量相同,则空间的矿尘浓度必然较低;反之则较高。
因此,在合理控制风速的前提下,保证足够的巷道断面,减少漏风,可有效降低矿尘浓度。
(3)风向风流方向对防尘工作有一定影响。
采用下行通风时,风流方向与运煤方向一致,相对速度较小,井巷和工作面空间的矿尘浓度相对较低。
当采用上行通风时,采煤工作面及运输巷道内的风流方向和运煤方向相反,相对速度大,易吹起煤尘,使井巷和采煤工作面空间的矿尘浓度增大。
(4)局部通风机通风方式及风筒位置掘进工作面通风排尘效果还与通风方式、风筒位置等有密切关系。
压人式局部通风机通风有效射程大,能较快地清洗工作面的粉尘和炮烟,但污浊空气从掘进巷道排出,劳动卫生条件较差;抽出式局部通风机通风的有效吸程小,只有在吸风口距工作面不超过2m时,排尘效果才显著,可是此时风筒很容易被爆破崩坏。
抽出式通风的污浊空气经风筒由局部通风机抽出,安全性较差,但掘进巷道内空气新鲜,劳动卫生条件好;混合式通风方式通风排尘效果比较理想,此时压人式风筒最好悬挂于巷道上方,抽出式风筒设在巷道下方,使新鲜空气从上方压人,而含尘空气则从下方吸出。
一般情况下,风筒悬挂的位置应在巷道的一侧并与巷道轴线平行;要注意防止吹出的风流在工作面形成涡流,避免风流直接吹向煤堆或岩堆,以减少空气中的含尘量。
(5)净化风流净化风流就是使井巷中的含尘空气通过一定的设备、设施,将粉尘捕获而使风流净化的技术措施。
净化风流的目的主要是提高风质,一般要求矿井进风流中的粉尘浓度不应大于0.25mg/rn3,采区进风流中的粉尘浓度不应大于0.5mg/m3。
目前较常用的净化风流方法是在巷道(或风筒)中装设喷雾器或采用湿式除尘风机。
喷雾器的布置应以巷道整个断面都布满水雾、形成水幕为原则,如图12-1所示,并尽可能安装在靠近产尘地点,以缩小含尘空气弥漫的范围。
风筒中设水幕时,喷雾器的安装应使喷出的水雾逆着含尘风流的方向,以提高降尘效果。
3.爆破喷雾
爆破时能产生大量粉尘和有毒有害气体,还能使已经沉降下来的粉尘再度飞扬,污染空气。
因此,爆破时必须采取喷雾洒水措施,降低矿尘的浓度。
对掘进工作面而言,要求在距工作面5~8m的巷道顶部设置喷雾装置,一般按煤巷、半煤岩巷及岩巷分设三道喷雾装置,在爆破时打开闸门进行喷雾。
4.装岩洒水
岩巷掘进工作面在爆破时,由于岩石的破碎和互相碰撞将产生大量岩尘混杂在岩石堆中,所以在装岩前应向岩堆洒水.使岩堆得到充分湿润,避免装岩时引起岩尘飞扬。
如果岩堆很厚,一次洒水不能湿透,可以边装岩边洒水,直到岩石全部湿润为止。
如果使用铲斗装岩机装岩,可将两个喷雾器安装在装岩机两侧的前端,位于操纵箱的下部,喷嘴伸向铲斗的前方,边装岩边自动洒水。
当使用蟹爪式装岩机装岩时,要在机体两侧安装固定喷嘴或悬挂两个喷雾器进行喷雾洒水。
喷雾器的喷射角度要对准装岩岩堆或略往前。
5.冲洗岩帮
冲洗岩帮的目的是清除散落沉积在巷道两帮和支架上的粉尘,防止其在打眼、爆破、装岩和架设支架时受到振动而再次飞扬。
为此,在爆破之后恢复作业之前,要设专人使用胶皮水管,沿巷道由外向里逐步将巷道两帮、顶底部、支架和工作面上的矿尘全部清洗干净。
6.个体防尘
个体防尘主要是佩戴防尘口罩。
防尘口罩要求阻尘率高,呼吸阻力和有害空间小,佩戴舒适,不妨碍视野宽度。
普通纱布口罩阻尘率低,呼吸阻力大,潮湿后有不舒适的感觉,应避免使用。
我国目前生产的防尘口罩有两种:
带换气阀的和不带换气阀的。
不带换气阀的属于简易型防尘口罩,轻便,容易清洗,成本低,阻尘率可达96%~98%。
带换气阀的防尘口罩如图12-2所示,阻尘率为91.2%~99.5%,呼吸阻力小,轻便耐用,使用范围广。
(五)井下洒水和冲刷操作
1.准备工作
(1)洒水灭尘或刷白巷道前,遮盖好附近的机电设备、管线和风筒。
(2)下井前应准备好所用工具和器材。
2.操作步骤
操作应遵照下列流程进行:
检查(水池→水管→装置)→洒水灭尘。
(1)检查
1)按行走路线,首先对井上(下)的防尘水池水量、水质进行检查。
2)对井下各净化水幕、喷雾装置进行检查。
3)对巷道的积尘情况进行检查,如果需要清理,要采取措施进行清理(按照冲刷巷道积尘和刷白巷道的操作方法进行操作)。
4)对各作业地点的防尘设施(水幕、爆破喷雾等)以及使用情况进行检查,发现问题及时处理。
5)采掘工作面的洒水灭尘工作应指定专人从事或由采掘工兼任。
(2)洒水灭尘注意事项
1)采掘工作面机组均要按规定设内外喷雾装置和架间喷雾装置,并确保正常使用,发现不正常要及时进行修理。
2)在放炮和机组割煤过程中,必须打开水幕净化风流。
3)采煤工作面和掘进工作面,放炮前后必须洒水灭尘。
(3)冲刷巷道积尘和刷白巷道注意事项
1)冲刷、刷白巷道的人员,要穿雨衣,戴口覃、防护眼镜和绝缘手套,穿绝缘靴等进行工作。
2)巷道刷白前,应先将巷道积尘冲刷干净。
3)冲刷或刷白运输巷道时,应事先与运输调度联系,并在冲刷地点里外分别设岗,观察行人和车辆,当人员或车辆通过时,停止冲刷。
4)冲刷或刷白架线电机车巷道时,应事先与有关部门联系,切断架线电源,并挂上“有人工作,禁止送电”的警告牌,然后再开始工作。
使用刷白冲刷机工作时,则无须停电。
5)冲刷和刷白工作要顺着风流进行。
(六)《规程》第152条规定:
矿井必须建立完善的防尘供水系统。
没有防尘供水管路的采掘工作面不得生产。
主要运输巷、带式输送机斜井与平巷、上山与下山、采区运输巷与回风巷、采煤工作面运输巷与回风巷、掘进巷道、煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、卸载点等地点都必须敷设防尘供水管路,并安设支管和阀门。
防尘用水均应过滤。
水采矿井和水采区不受此限制。
《规程》第153条规定:
井下所有煤仓和溜煤眼都应保持一定的存煤,不得放空;有涌水的煤仓和溜煤眼可以放空,但放空后放煤口闸板必须关闭,并设置引水管。
溜煤眼不得兼作风眼使用。
(七)煤尘爆炸及其预防
煤尘爆炸的危害是极为严重的,长期的生产实践证明,只要采取积极的防尘、防爆和隔爆措施,煤尘爆炸是完全可以避免和控制的。
具有爆炸性的煤尘在一定的条件下能发生爆炸,在采煤、运输工作过程中不可避免地产生大量的煤尘,所以,从事井下工作的职工,要了解煤尘爆炸的条件,掌握预防煤尘爆炸的措施和隔绝煤尘爆炸的措施,防止灾害的发生。
本课题的具体任务是:
掌握煤尘爆炸的过程、条件及预防煤尘爆炸的措施;了解煤尘爆炸的标志和煤尘的爆炸性鉴定方法。
(八)煤尘爆炸的过程分析及爆炸的条件
1.煤尘爆炸的过程分析
煤尘的爆炸过程实质上就是空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程。
这一过程大致可以分为三步:
(1)悬浮的煤尘在热源作用下迅速地被干馏或汽化而放出可燃性气体。
(2)可燃性气体与空气混合后,在高温热源作用下燃烧。
(3)煤尘燃烧放出热量,这种热量以分子传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或刚被吹扬起来的煤尘,这些煤尘受热后汽化,放出可燃性气体,使燃烧循环继续下去。
氧化反应越来越快,温度越来越高,范围越来越大,当达到一定程度时,便形成剧烈爆炸。
2.煤尘爆炸的条件
煤尘爆炸必须同时具备以下四个条件:
(1)煤尘本身具有爆炸性煤尘爆炸是指悬浮在空气中的煤尘在一定条件下遇高温热源而发生的剧烈氧化反应。
有的煤尘受热氧化后,产生的可燃性气体很少,不能使煤尘发生爆炸。
所以煤尘又可以分为爆炸性煤尘和无爆炸性煤尘。
煤尘有无爆炸性,只有通过煤尘爆炸性鉴定才能确定。
(2)煤尘必须悬浮在空气中并达到一定浓度当煤尘悬浮在空气中并且空气中含有充足的氧气时,它的全部表面积才能充分与氧气接触,在氧化和热化过程中放出大量的可燃性气体,为爆炸创造条件。
悬浮在空气中的煤尘只有在一定的浓度范围内才能发生爆炸。
要使煤尘的热化、汽化、燃烧过程加速循环进行下去,进而形成爆炸,则必须使煤尘热化、汽化等过程产生的热量超过散失的热量,形成热量积聚。
如果煤尘浓度比较低,尘粒与尘粒之间的距离比较大,产生的热量很快被周围介质所吸收,那么就不会发生爆炸;如果煤尘的浓度过大,煤尘在氧化和热化过程中放出的热量被煤尘本身所吸收,同样也不会发生爆炸。
具有爆炸性的煤尘遇高温热源能发生爆炸的浓度范围,称为煤尘的爆炸界限。
煤尘爆炸的下限浓度为30~40g/m3;
煤尘爆炸的上限浓度为1500~2000g/m3;
爆炸威力最强时的煤尘浓度为300~400g/m3。
(3)存在有可能引起爆炸的热源煤尘爆炸的引燃温度变化较大,我国煤尘爆炸的引燃温度在610~1050℃之间,一般为700~800℃。
井下能引燃煤尘的高温热源有爆破火焰、电气火花、碰撞和摩擦产生的火花、瓦斯燃烧或爆炸以及井下火灾等。
(4)充足的氧气煤尘爆炸就是煤尘的剧烈氧化现象。
实验表明,空气中氧气的浓度小于16%时,煤尘不会发生爆炸。
(九)煤尘爆炸的危害
1.生成有毒有害气体
煤尘爆炸时可生成大量二氧化碳和一氧化碳,爆炸区域空气中一氧化碳浓度可达2%~4%,甚至高达8%左右。
这是造成人员大量中毒伤亡的主要原因。
2.产生高温
煤尘爆炸时要释放出大量热能,可使爆炸产生的气体产物加热到2300~2500℃。
高温能够引起矿井火灾、烧毁设备、人员烧伤,也是发生连续爆炸的主要热源。
3.产生高压
在矿井条件下,煤尘爆炸时的平均理论压力为735.5kPa,实际发生爆炸时的压力往往超过此值。
在煤尘爆炸过程中,如遇有障碍物及巷道的拐弯或巷道断面的突变时,爆炸压力将大幅度增加。
尤其是煤尘连续爆炸时,第二次爆炸理论压力为第一次爆炸理论压力的5~7倍,所以,煤尘爆炸的破坏性比瓦斯爆炸更为严重。
具体危害表现为:
损坏设备,推倒支架,造成冒顶和人员伤亡,使矿井遭受严重破坏,甚至摧毁整个矿井。
4.产生冲击波
煤尘爆炸时的高温、高压,将产生强烈的冲击波和火焰。
据实验测定,火焰的传播速度可达610~1800m/s,冲击波的传播速度可达2340m/s。
冲击波不仅能使设备、支架、人员等遭到严重损害,还可能导致连续多次爆炸,造成更大的破坏。
(十)预防煤尘爆炸的措施
预防煤尘爆炸的措施分为减尘与降尘措施、防止煤尘引燃措施和隔绝煤尘爆炸措施三个方面。
1.减尘与降尘措施
减尘与降尘措施是指在采掘工作面生产过程中设法减少煤尘的生成量或降低空气中的粉尘含量,这是预防煤尘爆炸的根本性措施。
(1)煤层注水煤层注水是回采工作面最有效的防尘措施,是指在开采之前预先在煤层中打若干钻孔,通过钻孔注人压力水,使其渗人煤体内部,增加煤的水分,从而减少煤层开采过程中煤尘的产生量。
1)煤层注水的四种方式
①长钻孔注水。
长钻孔注水是指从采煤工作面的运输巷或回风巷,沿煤层倾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔或是上向与下向结合孔,进行注水的方式,如图12-3所示。
长钻孔注水,湿润煤体的范围大,注水时间长,湿润煤体均匀,同时又与采煤工作互不干扰,往往是优先选择的注水方式。
但是钻孔长度大,对地质条件的适应性较差,打钻技术复杂,定向困难。
②短钻孔注水。
短钻孔注水是在工作面煤壁上打注水钻孔向煤体注水。
钻孔垂直于煤壁或与煤壁成一定角度,钻孔深度以湿润一个循环进度
的需要范围而定,一般为2.0~3.5m,孔径45~52mm,孔间距1.5~2.0m。
钻孔打完即可插人注水器注水。
注水开始后,一般经10~15min便可发现煤壁的“出汗”现象,表明在注水范围内的煤炭已充分湿润,停止注水,抽出注水器,依次对下一个钻孔注水。
其钻孔布置如图12-4所示。
短钻孔注水对地质条件的适应性较强,当地质变化大或煤层较薄和围岩遇水膨胀而影响顶、底板管理时,可采用这种注水方式。
但其湿润范围小,钻孔数量多,而且容易跑水并影响采煤工作。
③深钻孔注水。
深钻孔注水方式,类似于短钻孔注水,只是钻孔打得较深。
也是沿采煤工作面垂直煤壁打钻孔,孔长一般为5~25m。
目前深钻孔注水方式国内使用较少,而国外采用较多。
④采空区注水。
用浅孔向采空区注水以预先湿润下分层煤体的方法,如图12-5所示。
采空区注水一般适用于厚煤层的中、下分层工作面。
注水孔布置在中、下分层回风巷的下帮,用普通煤电钻打孔,孔的走向间距为5~7m,孔长3~5m,直到穿透上分层的金属网假顶为止。
注水孔打完后,插人注水管即可注水。
一般不封孔,如注水孔反水,可进行封孔。
注水流量一般不宜过大,要控制在300~700L/h,以使水在采空区中缓慢流动,充分湿润下层煤体。
当运输巷道见水后,停止注水,隔3~7天,再进行第二次注水,直到开采前煤体得到充分湿润为止。
注水工作一般超前回采15~20天。
根据条件不同,开始注水到运输机巷道见水,一般需要3~7天。
2)煤层注水效果。
煤层注水使煤体内的水分增加。
一般来说,当水分增加1%时,就可以收到降尘效果;水分增加量越大,降尘效果越好。
但是,不仅要考虑降尘效果,还要考虑其他生产环节的方便,如运输、选煤等。
因此,水分又不能太大。
通常1t煤的注水量控制在35~40L。
此时,降尘效果可达到50%~90%左右。
(2)喷雾洒水在煤尘的发源地进行喷雾洒水,是捕获浮尘和湿润落尘的有效措施。
《规程》规定:
采煤机、掘进机、液压支架和放顶煤采煤工作面的放煤口,必须安装喷雾装置。
井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、输送机转载点和卸载点等地点都必须安装喷雾洒水装置。
1)采煤机喷雾洒水。
采煤机上的喷雾系统分为内喷雾和外喷雾两种方式。
外喷雾时水由安装在截割部的固定箱、摇臂或挡煤板上的喷嘴喷出,形成水雾覆盖尘源,捕捉飞扬的浮尘。
外喷雾按水压不同分为低压外喷雾和高压外喷雾。
低压外喷雾是指喷雾用水与采煤机组的冷却水共用一条供水管路,但因机组冷却水的压力不能超过1.5MPa,而使机组外喷雾的压力、用水量都受到一定的限制,因此降尘效果不理想。
目前使用较多的是高压外喷雾,即喷雾降尘装置与机组冷却水分开,单设一条供水管路,并增加一套加压泵,利用电动力或液动力来提高供水压力,由于水压高,雾化效果好,降尘效果比较理想。
内喷雾装置可保证在滚筒转动时只向切割煤体的截齿供水,如图12-6所示。
水流经采煤机滚筒的空心轴,由一个分水器使水流紧靠截齿喷出降尘,对不工作的截齿可切断水源,从而减少耗水量。
内喷雾装置在降尘的同时,还能消除截齿摩擦产生火花引起瓦斯燃烧的可能,但易发生喷嘴堵塞和供水系统密封漏水而失去应有的作用。
2)掘进机喷雾洒水。
掘进机喷雾分为内喷雾和外喷雾两种方式。
外喷雾多用于捕集空气中悬浮的矿尘;内喷雾则通过掘进机切割机构上的喷嘴向割落的煤岩处直接喷雾,在矿尘生成的瞬间将其抑制,较好的内外喷雾系统可使空气中的含尘量减少85%~95%。
3)液压支架和放顶煤采煤工作面的放煤口喷雾洒水。
对液压支架移架和放煤口放煤的防尘,主要是采取自动喷雾降尘方法,即利用一个多功能自动控制阀并通过与支架液压系统的联动而实现支架移架和放煤喷雾的自动化。
支架移架及放煤口喷雾降尘用的喷嘴,一般选用喷口直径为1.5mm,张角较大,有效射程在2m以上,雾流为实心锥形体,雾化与降尘效果好的喷嘴。
液压支架移架喷雾的喷嘴,每架安装2个。
放煤口放煤喷雾的喷嘴,每架安装4个,即靠尾梁一侧安装2个,靠支架连杆一侧安装2个,如图12-7所示。
喷雾的供水,如果工作面的管网水压能达到1MPa以上时,可选择静压供水;否则需增设一台水泵,实施动压供水。
4)转载点喷雾。
转载点降尘的有效方法是封闭加喷雾。
通常在转载点(即回采工作面输送机与运输巷输送机连接处)加设半密封罩,罩内安装喷嘴,如图12-8所示,以消除飞扬的浮尘,降低进人回采工作面的风流含尘量。
(3)水封爆破及水炮泥水封爆破和水炮泥是由钻孔注水湿润煤体演变而来的,它是将注水和爆破结合起来,借炸药爆破时产生的压力将水强行注人煤体中,不仅能收到较好的降尘效果,而且还提高了爆破效果,消除炮烟和爆炸产生的有毒有害气体。
1)水封爆破。
水封爆破有两种方法:
一是在工作面打好炮眼后,装人防水炸药,然后将注水器插人炮眼中进行水封;二是在工作面打好炮眼后,先注入高压水使其沿煤层渗透,当煤壁见水后装入防水炸药,再将注水器插人炮眼中进行水封。
爆破时用安全链将注水器拴在支柱上以防崩出丢失。
水封爆破虽然能取得较好的降尘效果,但是它需要一套高压设备,需用防水炸药和雷管,使用技术和条件要求比较严格,因此水封爆破并没有得到广泛应用。
2)水炮泥。
水炮泥是用装满水的塑料袋来代替炮泥填人炮眼中。
塑料袋的形式有两种:
一种是装水后人工扎口的,一种是装水后自动封口的。
自动封口水炮泥如图12-9所示,
注水时用特制水针从细管口插人,向袋内注水,当水注满后,拔出水针,水压将袋内的细管挤向袋壁,自动封口。
水炮泥的充填方法如图12-10所示。
据测定,使用水炮泥
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