煤矿综采工作面活性磁化水喷雾降尘技术体系与应用

为高效防治煤矿井下综采工作面粉尘,针对现有水喷雾湿润凝并粉尘性能差、不能有效覆盖主要产尘源的问题,基于所研制的强湿润性活性磁化水与新型喷雾装备,提出了综采工作面活性磁化水雾化封闭尘源降尘技术体系,构建了主要由活性剂定量添加系统、磁化装置、水动力湿式除尘器、负压卷吸除尘器等组成的综采工作面高效降尘工艺系统。论述了活性磁化水降尘技术体系的内涵及技术特点,同时从活性添加剂及其定量供给系统、高效磁化装置等方面研究了强湿润活性磁化水的高效制备技术,研发了能与磁化协同作用高效改善溶液湿润性能的新型活性添加剂,结果表明所制备的活性剂溶液在质量分数为0.03%时,以4 m/s的速度穿过磁场强度为300~350 mT的脉动与螺旋扰流耦合磁场,产生的活性磁化水具有良好的湿润性能,与质量分数为0.03%的活性剂溶液相比,粉尘沉降时间减少了44.26%,降至34.5 s;此外,针对综采工作面采煤机、移架及转载点3个主要产尘源,研究了新型喷雾装备雾化降尘技术,分别形成了水动力除尘器与内外喷雾装置联动降尘方法、负压卷吸喷雾降尘方法、防尘罩与负压卷吸喷雾联动降尘方法,并对其技术原理、应用工艺等进行了阐述。通过在平煤股份十矿24130智能综采工作面现场工程应用表明:该技术体系能大幅减少井下综采工作面粉尘质量浓度,其呼尘及全尘降尘效率分别达到85.3%,90.8%,显著改善了井下人员工作环境,同时有效提升了智能工作面监控视频清晰度,保障了地面人员对智能化设备的正常调控。

首山一矿综采工作面煤尘浓度-粒度分布规律研究

为了解决综采工作面粉尘污染严重且防治困难的问题,对首山一矿综采工作面粉尘颗粒浓度-粒度分布规律进行研究,并提出了尘源多级多维封闭雾化控除尘技术。结果表明:风流在采煤机滚筒处发生绕流及横移,风速最大达到2.5 m/s,在距采煤机约10 m处趋于平稳;在前滚筒中心下风侧9 m区域内形成高速风流带,平均风速超过2.0 m/s;在距移架10 m内的未移架区采空区形成长达38 m的高浓度粉尘带,浓度约1629~2257 mg/m^(3);前滚筒中心高度附近高浓度粉尘带长度达40 m,浓度约1590~2845 mg/m^(3);在人行道区域,粉尘颗粒粒径为0.25~10μm,对井下工作人员的呼吸造成巨大干扰。尘源多级多维封闭雾化控除尘技术应用后,现场呼尘平均降尘率为84.68%,总尘平均降尘率为88.52%。

矿井采运过程典型粉尘防治技术装备研发与应用

针对矿井作业环境粉尘污染日益严重,且现有技术手段防治难、协同弱、效果差等问题,为了从源头上实现矿井粉尘的高效控除,改善矿井作业环境、保障作业人员身心健康,对矿井开采、掘进以及运输等3个典型作业环节的粉尘防治技术装备进行了系统研究开发,提出了金属矿采场多组份水炮泥抑尘、煤矿综采面封闭雾化控除尘、金属矿掘进巷道粉尘净化、煤矿综掘面风雾双幕协同增效控除尘以及矿井皮带运输转载点干雾降尘等高效技术装备体系,结合现场试验和工业应用,对所研发的系列技术装备性能进行了对比分析。研究表明:与普通水炮泥相比,多组份水泡泥对总尘、呼尘的抑尘效果分别提高了90%、80%以上;煤矿综采面雾化封闭控除尘技术装备在现场应用后,工作面平均总尘、呼尘降尘率均大于90%;金属矿掘进巷道粉尘净化系统的除尘效率高达91%以上,净化后的风流能够进入循环通风系统,有效提高矿井风流利用率;煤矿综掘面风雾双幕协同增效控除尘装备对总尘、呼尘的平均降尘率分别能够达到97.78%、98.13%;干雾降尘装置具有良好的降尘效率,在皮带运输转载点的降尘效率达到80.4%,在溜煤眼转载点处的降尘效率达到81.8%。