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%。

选煤厂转载点多种控尘措施及智能排风效果分析

为研究选煤厂转载点不同控尘措施对粉尘污染的控制效果,提升选煤厂转载点降尘效率,初步实现选煤厂转载点除尘系统的智能化,采用数值模拟、物理相似模拟实验相结合的研究方法,分析了吸尘罩、挡尘帘、风幕等多种控尘措施的降尘效率与粉尘浓度的变化规律。数值模拟结果表明,最佳吸尘罩位置结合风幕的布置方式降尘效率高达92.0%;当吸尘罩排风量增大时,降尘效率提高,但需避免排风量过大对通风系统的不利影响;入口风速的增大会降低降尘效率,当风速为0.1 m/s时,效率降至74.8%,因此可通过适当减小入口风速以提高降尘效果。物理相似模拟实验验证了数值模拟的可靠性,结果表明:单一降尘措施的效果较为有限;通过将吸尘罩与风幕相结合,降尘效率可提高至90.5%;进一步结合使用挡尘帘,降尘效率可进一步提升至95.7%。基于此,引入智能调控技术,通过传感器与可编程控制器系统实现按需调节风量,从而使降尘效率稳定超过90.0%。