沙梁煤矿综采工作面粉尘综合防治技术研究

针对沙梁煤矿144205工作面截割产尘量大、粉尘扩散并严重污染人员作业区域的问题,根据粉尘产生及运移特点,提出采煤机外喷雾系统+控降尘系统+机载除尘器的综合治理措施;针对回风巷粉尘已均匀扩散、严重影响视线的问题,提出了分段分流净化系统。应用结果表明,采煤机截煤产尘向行人侧的扩散得到了有效控制,工作面和回风巷作业环境得到了明显改善。

采煤机负压二次降尘系统的改造与应用

该文针对同忻矿综采工作面配置的负压二次降尘系统出现的喷雾泵故障频发、自动控制补水系统不可靠、喷咀堵塞严重等问题进行改造。应用3SP60-15/4.8型高压泵作为负压喷雾降尘水源动力,可解决喷雾泵故障频发问题;通过自动控制补水系统的改造实现高压喷雾泵智能化自动补水;通过降尘器喷咀改造实现喷雾距离扇面达标。三项技术改造的应用解决了采煤机在喷雾系统水源动力、自动化补水、喷雾覆盖面积等方面存在的难题,实现了设备的连续运行,极大地改善了整个工作面的作业环境,避免了粉尘对作业人员的职业健康伤害。

矿井新型增润促凝喷雾降尘剂的研制与抑尘性能研究

针对综采工作面粉尘污染严重、喷雾水对煤尘润湿捕集效果差以及传统喷雾降尘剂溶液粘稠不易雾化导致降尘效果不理想等问题,为提升综采工作面喷雾除尘效率,降低作业区域粉尘浓度,在低温条件下通过将聚多巴胺引入丙烯酰胺聚合反应体系控制其聚合程度,生成能高效雾化的降尘剂分子PDA-PAM,并用红外光谱技术研究了其官能团结构。将产物与表面活性剂、吸湿性无机盐复配,以溶液对煤样的接触角、煤尘在溶液中的沉降速度作为评价指标设计正交试验,最终确定了降尘剂溶液配方0.8%(质量分数,下同)PDA-PAM(聚多巴胺-聚丙烯酰胺)+0.05%十二烷基二甲基苄基氯化铵+0.05%NaCl。基于计算流体力学(CFD)数值模拟技术对白芦煤矿4307综采工作面1.3 m/s风流扰动下,喷雾降尘剂溶液在1—8 MPa的雾化情况进行模拟,揭示了喷雾降尘剂对喷雾雾化特性的影响规律。数值模拟结果显示,雾滴平均粒径与喷雾压力间均存在幂函数关系;相较于清水喷雾,添加所复配的喷雾降尘剂后产生的雾场雾滴平均粒径更小,分布更加均匀;在喷雾压力为8 MPa时,喷雾降尘剂溶液产生的雾场雾滴粒径在20~100μm这一最佳粒径区间的比例达90.31%。通过增润促凝实验验证,研制的喷雾降尘剂溶液能够使煤尘迅速润湿并凝结成壳,达到增润和促凝的双重控尘效果。将降尘剂在现场进行应用,实测工作面各测点平均总尘和呼尘浓度分别降至72 mg/m^(3)和44 mg/m^(3),平均总尘降尘率达到84.2%,平均呼尘降尘率达到82.7%。研制的喷雾降尘剂溶液能高效雾化产生较为理想的雾滴粒径,且对煤尘有较强的凝并包裹作用,能高效降低工作现场的粉尘污染,保障工人的职业健康和安全。

采煤机机载喷雾引射除尘技术及装备的研究

针对3 m左右采高综采工作面使用采煤机喷雾控降尘措施时沿煤壁一侧运移的高浓度粉尘危害严重、机面安装电动除尘风机空间受限的问题,提出了一种利用喷雾引射作为动力进行集中抽尘净化的除尘措施,并采用测试分析的方法对喷雾引射风量、引射效率与喷管直径、喷管长度、喷嘴张角、喷雾水量、喷雾压力之间的关系进行了研究,在此基础上研制出一种高度小于300 mm的机载多管组合式喷雾引射除尘器,其抽吸风量和负压可达到200 m^(3)/min和800 Pa以上,配合使用采煤机喷雾控降尘技术,可将采煤机逆风割煤时下风侧10 m处的呼吸性粉尘降尘效率提高至90%以上。

E1306工作面新型降尘技术的应用研究

为解决山西高河能源有限公司E1306工作面在综采作业过程中粉尘浓度过大、影响井下综采作业安全的现状,提出了一种新的综采面新型降尘技术,以采煤机喷雾降尘、架间负压喷雾降尘为基础,综合运用架间导矸降尘装置、自动化捕尘网高效捕尘装置、全封闭捕尘装置等实现了将井下综采面的粉尘浓度降低68.9%。

煤矿综掘面降尘技术研究

针对煤矿综掘面现有降尘技术存在降尘效率低、成本较高、降尘效果较差、环境污染严重等问题,通过对煤矿综掘面粉尘特点和传统降尘方法进行分析,对比现有降尘技术的优缺点,提出了一种螺旋式雾化降尘新技术。基于螺旋式雾化机理搭建了螺旋式雾化喷嘴的物理模型,使用流体动力学仿真软件CFD对雾化特性进行数值模拟研究,分析了喷雾压力和不同螺旋角对流场的影响。结果表明:雾化颗粒的轴向速度随着喷雾压力的不断增大而增加;当雾化压力不变时,液滴的运动速度随喷嘴螺旋角的增大而减小;降尘技术降尘效果良好,大大降低了除尘成本,对于改善综采工作面环境具有重要的应用价值和意义。

综采面无线联动负压喷雾降尘技术应用研究

为确保煤矿安全生产,减少粉尘对井下作业人员的健康威胁,利用井下现有压风和静压水管路,使静压水与压缩空气按比例混合,静压水在高压空气作用下向外喷出,形成以喷头为圆心直径约1 m的雾状射流。在喷头内侧形成一个低压区域,将外界高浓度含尘气流引入喷射装置内部,继而随着喷雾射流喷出,粉尘颗粒捕捉湿润,由此循环净化使其沉降。根据现场测定结果,采用该技术全尘质量浓度平均降尘效率达82.78%,呼吸性粉尘降尘效率达85.6%,高浓度粉尘得到有效净化,作业环境得到显著改善。

综采面架间喷雾引射除尘技术

为了有效解决综采面采煤机割煤及液压支架移架产尘难以控制的难题,根据喷雾引射除尘机理、采煤机及液压支架结构、产尘特点,对综采面架间喷雾引射除尘技术进行研究;在12种空心和实心锥形喷雾场喷嘴中,实验选定综合雾化性能(包含雾化角、有效射程及雾滴粒径)最优的喷嘴。研究结果表明:最佳喷雾压力为8 MPa,在该压力下,架间喷雾引射除尘技术形成的喷雾场可基本完全覆盖煤壁至液压支架立柱的空间区域,总吸风量为22.03 m3/min,可有效吸入人行道处的含尘气流;相对采取原有除尘措施,综采面全尘和呼尘的降尘率平均值分别提高26.2%和27.3%,移架工处全尘和呼尘的降尘率分别提高30.6%和31.9%。

张家峁煤矿综采工作面粉尘综合防治技术

随着煤矿机械化程度的不断提高,粉尘灾害问题日趋突出。为改变张家峁煤矿14201综采工作面粉尘浓度高的现状,提高防尘效果,利用数值模拟和现场实验,进行了工作面粉尘综合防治技术研究。研究结果表明:通过煤层注水,煤层水分平均增加了78. 1%;对工作面风流分布数值模拟发现风流驱散降低粉尘浓度作用显著,现场实测确定工作面的最佳通风除尘风速为1. 3～1. 5m/s;实施综合降尘措施后,该工作面呼吸性粉尘浓度由7. 68mg/m^3降低至2. 26mg/m^3,降幅70. 6%;总粉尘浓度由14. 41 mg/m^3降低至4. 37mg/m^3,降幅69. 7%。通过"源头治理和过程控制"的综合防尘策略,实现了矿井综合防尘一体化,降低了生产作业场所的粉尘浓度,矿井粉尘超标现象得到了有效控制。

综采工作面喷雾降尘中相似准则数的探讨

根据气固两相流动的运动方程、尘粒的扩散方程和喷雾除尘的特性, 导出了综采工作面喷雾降尘中的相似准则数, 探讨了相似准则数在模型试验中的具体应用方法, 确定了综采工作面喷雾降尘在模型试验中需要满足的相似准则数, 并通过模型试验验证了相似准则数的准确性.

综采工作面粉尘运动规律数值模拟及应用

为获取综采工作面喷雾降尘设计的合理参数,依据气固两相流理论,以综采工作面割煤过程中产生的粉尘运动为研究对象,建立了粉尘在矿井运动的数学模型;以峰峰集团新三矿2308综采工作面为例,利用fluent对综采工作面粉尘运动进行数值模拟,并与矿井的实际粉尘质量分数分布情况进行了比较、分析,并设计出适合该矿使用的喷雾降尘装置,工业试验结果表明:该新型气水喷雾装置除了能够除去较大粒径的粉尘外,对于呼吸性粉尘也有较好的除尘率,该成果可以在相似采煤方法下加以推广应用,对矿井的安全生产具有积极的参考价值和指导作用。

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。

综放工作面喷雾除尘技术及其应用

分析了综放工作面粉尘来源和产尘特点,重点介绍了采煤机喷雾除尘、移架和放煤口喷雾除尘、转载点和破碎机喷雾除尘、水幕捕尘网等除尘措施,并以常村煤矿的实践经验为例,验证了该喷雾除尘技术能有效降低煤尘浓度。

气水喷雾降尘系统在采煤机上的应用研究

针对综采工作面传统的喷雾降尘措施存在的易堵塞、雾化效果差、覆盖范围小等不足,提出了一套防堵塞,易安装的气水喷雾降尘系统。分析了气水喷嘴的雾化原理,通过实验确定了单个喷嘴最佳雾化效果的气水压力比,根据现场实际情况设计了气水喷雾模块及过滤系统,并在综采面采煤机安装应用,取得了良好的降尘效果。

综采工作面喷雾隔降尘技术及应用

为了解决矿井综采工作面严重的煤尘问题，改善作业环境，基于喷雾降尘机理和先隔尘后降尘的思路，设计了一种新型喷雾隔降尘装置。现场应用结果表明：该装置对采煤机滚筒采煤时产生的煤尘进行包裹，防止煤尘扩散，全尘降尘效率为65．5％～76．9％，呼吸性粉尘的降尘效率为61．1％～71．4％；这种新型喷雾装置覆盖面积更大，雾化效果更好，且所需水压不超过3MPa。

高突煤层综采工作面立体化防降尘技术研究

针对高突煤层综采工作面尘源多、粉尘浓度高、风速大的问题,提出了分源治理、防降结合的思路,研究设计了由煤层注水、采煤机尘源跟踪喷雾、移架自动喷雾、钻孔泡沫除尘、回风巷尘控自动喷雾等组成的综采面立体式防降尘技术方案,并在平煤八矿戊9. 10-21050综采工作面进行现场应用。结果表明,该立体化防降尘技术对割煤、移架、打钻、转载等作业点的全尘、呼尘的降尘效率分别达到80%~88%、79%~86%,实现了高突煤层综采面粉尘的分源有效治理。

突出煤层综掘工作面湿润剂高压喷雾降尘应用

针对突出煤层综掘工作面粉尘浓度高、除尘风机无法使用、粉尘治理困难的问题,以平煤八矿己_(15)-21030风巷综掘面为切入点,开展了突出煤层综掘面湿润剂高压喷雾降尘的应用研究,分析了湿润剂高压喷雾降尘机理,介绍了一种综掘面湿润剂高压喷雾降尘系统及其工作原理,并进行了现场试验。结果表明:该喷雾降尘系统在掘进机司机处的平均降尘效率比低压喷雾和普通高压喷雾分别提高10%~20%。

东荣矿综采工作面高压注水综合高压喷雾二级降尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区东荣矿综采工作面的实际状况，分别对煤层高压注水减尘机理、高压喷雾降尘机理及其影响因素进行了分析；通过煤层高压注水数值模拟反演实验，确定综采工作面煤层高压注水减尘的最佳参数；运用高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法确定综采工作面高压喷雾降尘的最佳参数。东荣二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾联合降尘技术应用效果表明，通过联合降尘措施，全尘总降尘率均达到了93．3％～94．8％，呼吸性粉尘总降尘率达到了92．7％～94．0％。

喷雾降尘技术在放顶煤综采工作面的应用

根据在轩岗矿区5""三软"特厚缓斜煤层采用放顶煤综采工作面进行的综合防尘试验和分析研究结果,对采煤机内、外喷雾及放顶煤液压支架自动喷雾降尘所涉及的有关喷雾降尘的技术问题作了进一步的探讨。

综采工作面综合防降尘系统优化

郑煤集团裴沟煤矿综采工作面全尘浓度较高,该矿根据防降尘原理,在三软煤层综采工作面及运输路线沿途,对原综合防降尘技术体系进行改造、优化。改造后的系统可操作性好,实用性较强,极大地提高了降尘率,应用效果较好。