高产尘强度采煤工作面逆风割煤粉尘综合治理技术研究

针对高产尘强度采煤工作面采煤机逆风割煤时的粉尘危害特点,以王家岭煤矿20106综采工作面为试验对象,遵循“先抑、后控、再降”的粉尘治理思路,采用采煤机高效喷雾抑尘、采煤机喷雾控降尘,以及采煤机下风侧浮游粉尘治理技术对粉尘进行综合治理,在快速湿润采煤机滚筒及垮落区域破碎煤体的同时,将含尘气流引至人行道一侧进行高效沉降,最终使逆风割煤时采煤机司机位置及采煤机下风侧10 m处的总粉尘降尘效率分别达到98.3%、97.6%,取得显著的降尘效果。

采煤面顺逆风情况粉尘逸散数值模拟分析及防治

为了更深入了解采煤面粉尘污染规律并进行有效防尘,依据流体力学理论,运用Fluent软件对工作面采煤机顺逆风2种情况下截割-移架的产尘逸散规律进行数值模拟研究。结果显示:工作面平均风速顺风较逆风大。由于移架相对位置差异和工作面煤壁变截面位置不同,顺逆风割煤时粉尘分布存在较大差异。顺风割煤时,粉尘带位于采煤机下风侧50 m范围内人行道周围区域;逆风割煤时,产尘集中在滚筒附近及其下风侧0~45 m,浓度最高达2000 mg/m^(3)。从底板至顶板高度来看,顺风割煤时对底板和顶板附近的污染更为严重,但对呼吸带高度污染范围较小。根据模拟结果,提出了以导流板、采煤机喷雾杆(块)相结合的综采面粉尘防治措施,以达到高效抑尘的目的。

五虎山煤矿综采面硫化氢扩散规律及治理技术研究

针对五虎山煤矿011205综采工作面割煤期间硫化氢浓度高的问题,根据综采工作面现状,采用CD4型硫化氢便携仪测得割煤期间采煤机司机位置以及采煤机下风侧10、15、20、25 m断面不同测点的硫化氢浓度,经测试数据分析得出采煤机逆风割煤扩散至司机处的硫化氢浓度大于顺风割煤时的硫化氢浓度,硫化氢经风流作用向电缆槽和回风巷方向扩散。根据测试数据分析,提出采用滚筒+支架喷雾方式(喷雾用水添加硫化氢吸收剂)进行硫化氢治理的技术方法;通过井下现场试验测试,选定喷雾压力8 MPa、硫化氢吸收剂浓度2.5%的工艺参数,在这一条件治理下,司机位置处硫化氢浓度为0.00106%,治理效率达到90.2%。

煤矿应用除尘系统的对比分析研究

为降低矿井综采工作面的粉尘浓度,提出采用气水喷雾除尘系统装置,并对比分析除尘系统安装前后,综采作业面采煤机顺风割煤、逆风割煤情形下粉尘的分布情况。结果表明,使用喷雾除尘系统装置后,在顺风割煤和逆风割煤时,沿程人行道和溜槽的粉尘浓度明显降低。

综采工作面粉尘分布规律及防尘措施研究

为了得到综采工作面粉尘的分布规律,分别通过数值模拟和现场实测的方法研究采煤机截割粉尘和工作面沿程粉尘的分布情况。结果表明:采煤机顺风割煤时,沿风流方向从后滚筒至前滚筒区域,粉尘浓度不断升高,风流引起的扩散对粉尘浓度的增加作用明显;采煤机逆风割煤时,沿程粉尘浓度总体呈升高趋势,产尘源区粉尘浓度变化较快,滚筒自身产尘对工作面粉尘污染起主导作用;溜槽与支架人行道内粉尘浓度变化趋势基本相同,但后者相对滞后,且粉尘浓度相对较低;因此,采取防尘措施时,顺风割煤应着重考虑风流的影响而逆风割煤主要针对滚筒的自身产尘,但无论何种条件下截割产尘都是工作面粉尘的主要根源。

大采高综采工作面PM5和PM10粉尘分布规律

为了得到大采高综采工作面PM5和PM10的粉尘分布规律,在工作面布置测点分别在顺风和逆风条件下对采煤机滚筒周围和采煤机下风侧沿程的粉尘浓度进行测定。结果表明:顺风割煤时,后滚筒周围PM5和PM10粉尘起始浓度较高,随后逐渐降低趋于稳定,前滚筒浓度起初较低,70~80 s后急剧升高;逆风割煤时,前滚筒起始浓度波动较大,后滚筒比顺风割煤时的浓度升高点早约10 s;顺风时,PM5、PM10及全尘浓度在采煤机下风侧10 m左右达到最高值,然后逐渐降低至40 m左右趋于稳定,PM5占比起始较高,在采煤机下风侧15 m左右降至最低,随后在风流的作用下再次升高,PM10占比整体呈下降趋势;逆风时,粉尘浓度在采煤机下风侧6m左右达到最高,约20 m时趋于稳定;2种条件下,PM5占比都在60%~80%,而PM10占比高达65%~95%。

综采工作面粉尘运移规律研究

综采工作面是矿井粉尘的主要产生场所。针对综采工作面粉尘浓度过高的问题,基于对综采工作面产尘来源及影响因素的分析,结合炭厂湾煤矿1103综采工作面顺风及逆风割煤时粉尘浓度测定结果,对综采工作面粉尘运移规律进行研究。

柴家沟井42222工作面粉尘运移规律实测研究

综采工作面粉尘运移规律研究是综采工作面粉尘防治技术的重要依据,本文采用现场实测的方法对采煤机在顺风和逆风两种工作状态下的粉尘浓度分布规律进行了研究。研究表明:采煤机无论是在顺风还是逆风状态割煤时,粉尘浓度都是在采煤机下风侧的滚筒后10 m处位置达到最大,采煤机下风侧滚筒处为主要尘源。研究成果为柴家沟井42222综采工作面粉尘防治技术的选择提供了理论基础。

综采工作面煤尘扩散规律的研究

采用CFD离散相物理模型对采煤工作面不同割煤方式煤尘扩散进行模拟,对模型中5条代表性直线进行煤尘浓度检测,得出具有普遍试用的一般性煤尘扩散规律。发现顺风割煤时煤尘水平方向扩散速度快,但局限于采煤工作面底部范围,中心线浓度在煤机后10~15 m达到峰值;逆风割煤时煤尘垂直方向扩散速度快,中心线浓度在煤机后5~10 m达到峰值,并且煤尘浓度峰值高于顺风割煤煤尘浓度峰值。2种割煤方式煤尘浓度在煤机后40~50 m处在水平方向达到基本稳定,垂直方向煤尘底板浓度高于顶板浓度。