楊 康

（霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 概述

霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦位于山西省呂梁市方山縣大武鎮(zhèn)店坪村，井田面積為13.53km2，礦井地質(zhì)儲(chǔ)量10864萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量為8355.8萬(wàn)t。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.50Mt/a，服務(wù)年限為43.6a。店坪煤礦采用斜井開(kāi)拓，有主斜井、副斜井、回風(fēng)立井各一個(gè)，主采煤層為5#、8#、9#、10#煤層。5-2112工作面位于830南翼，為二采區(qū)5#煤第八個(gè)回采面，東與830南翼皮帶巷相通，西至井田邊界，南為實(shí)體煤，北與5-209回采面相鄰（正在回采），工作面回采煤層平均厚度為3.0m，屬中厚煤層，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般含夾矸2～3層，夾矸厚0.2～0.35m。工作面瓦斯絕對(duì)涌出量為3.94m3/min，相對(duì)涌出量為0.72m3/t，屬瓦斯礦井，煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)為19.79%。

5-2112工作面采用綜合機(jī)械化采煤工藝，工作面兩端各布置一條大巷，分別為運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽，采用U型通風(fēng)方式，由于5#煤層屬石炭系煤層，煤層發(fā)育不穩(wěn)定成破碎狀，在采煤機(jī)割煤過(guò)程中煤塵揮發(fā)性高，造成工作面回采期間能見(jiàn)度低，可見(jiàn)范圍為5～10m。

2 工作面?zhèn)鹘y(tǒng)防塵措施及效果分析

2.1 工作面?zhèn)鹘y(tǒng)防塵措施

（1）順槽噴霧灑水。5-2112工作面運(yùn)輸順槽分別設(shè)置兩處噴霧灑水裝置，該裝置主要是在運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽頂板處吊掛一根長(zhǎng)度為3.0m水管，水管上安裝3個(gè)灑水噴頭，通過(guò)噴頭噴出霧狀水霧進(jìn)行降塵；同時(shí)工作面在刮板輸送機(jī)頭、轉(zhuǎn)載機(jī)頭、膠帶輸送機(jī)頭等轉(zhuǎn)載點(diǎn)裝設(shè)滅塵灑水管路。

（2）煤層注水。5-2112工作面回采期間在回風(fēng)順槽側(cè)煤壁施工注水鉆孔，鉆孔深度為120m，每隔30m施工一個(gè)注水鉆孔，并采用高壓水管向鉆孔內(nèi)注水。

（3）工作面機(jī)械設(shè)備噴霧灑水。5-2112工作面液壓支架前探梁下方安裝噴霧灑水裝置，移架時(shí)進(jìn)行噴霧灑水；同時(shí)工作面采煤機(jī)安裝內(nèi)、外噴霧裝置，割煤時(shí)進(jìn)行噴霧降塵。

2.2 傳統(tǒng)防塵效果分析

（1） 由于5-2112工作面實(shí)際通風(fēng)風(fēng)量為1600m3/min，且平均風(fēng)速為2.8m/s，風(fēng)量及風(fēng)速相對(duì)較大，而工作面頭尾順槽及液壓支架噴霧裝置安裝在頂板處且成霧狀灑水，在風(fēng)流的作用下灑水降塵效果差，特別是對(duì)工作面高度2.0m以下的粉塵降塵作用差。

（2） 工作面回采期間在回風(fēng)順槽側(cè)施工注水鉆孔，鉆孔間距為30m，深度為120m，而5-2112工作面傾向長(zhǎng)度為210m，注水鉆孔深度及數(shù)量不能滿足煤層注水降塵要求，在回采期間煤塵揮發(fā)量仍很大，降塵效果差。

（3） 由于5-2112工作面采用傳統(tǒng)的防塵措施效果不好，工作面采煤作業(yè)時(shí)平均煤塵濃度為1200mg/m3，工作面能見(jiàn)度不足10m，在回采期間因煤塵濃度大、能見(jiàn)度低，致使支架操作過(guò)程中前探梁碰撞煤壁四次，三架支架前探梁出現(xiàn)變形；同時(shí)采煤機(jī)割頂梁兩次，采煤機(jī)截割部損壞一次，共計(jì)造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)62萬(wàn)元。

3 工作面綜合防塵技術(shù)措施研究

店坪煤礦對(duì)5-2112工作面?zhèn)鹘y(tǒng)防塵措施及防塵效果進(jìn)行分析后，決定對(duì)工作面采用泡沫抑塵、裝置捕塵、交錯(cuò)邁步式鉆孔注水降塵等綜合防塵技術(shù)措施，具體施工方法如下。

3.1 泡沫抑塵技術(shù)措施

（1）店坪煤礦5-2112工作面主要采用型號(hào)為MFD型泡沫抑塵裝置，該裝置主要由半圓形噴灑機(jī)構(gòu)、泡沫分配器、主機(jī)（泡沫產(chǎn)生器）、除塵水管以及壓風(fēng)管路等組成，如圖1所示。

（2）5-2112工作面共安裝兩臺(tái)泡沫抑塵裝置，分別安裝在采煤機(jī)前后切割頭上，當(dāng)采煤機(jī)割煤時(shí)在除塵水管中加入添加劑，引入泡沫產(chǎn)生器內(nèi)，然后利用壓風(fēng)產(chǎn)生高倍數(shù)泡沫并通過(guò)噴嘴噴灑至塵源。

（3）由于該裝置產(chǎn)生的泡沫顆粒小、數(shù)量多、黏附性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，采煤機(jī)在割煤時(shí)在泡沫體內(nèi)即可完成，割煤時(shí)產(chǎn)生的煤塵與泡沫顆粒接觸時(shí)能夠迅速被附著，從而有效防止了工作面煤塵的擴(kuò)散，降低工作面粉塵濃度。

圖1 MFD型礦用泡沫抑塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 裝置捕塵技術(shù)措施

（1）受工作面風(fēng)流影響，傳統(tǒng)的噴霧灑水降塵效果差，研究設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)循環(huán)水幕捕塵裝置，該裝置主要由水簾、噴水裝置、凈水槽、污水槽、水泵、進(jìn)回水管路等部分組成。自動(dòng)循環(huán)水幕捕塵裝置主要利用水泵將水槽內(nèi)凈水抽出通過(guò)水簾形成水幕，從而達(dá)到捕塵效果。當(dāng)污水流入污水槽后進(jìn)行沉淀再次進(jìn)入凈水槽被重新利用。

（2）5-2112工作面共安裝三個(gè)自動(dòng)循環(huán)水幕捕塵裝置，分別安裝在機(jī)頭部、機(jī)尾部以及工作面中部，該裝置安裝在液壓支架前立柱與刮板輸送機(jī)電纜槽之間，安裝高度為2.5m。

（3）當(dāng)工作面在割煤時(shí)及時(shí)打開(kāi)自動(dòng)循環(huán)水幕捕塵裝置進(jìn)行捕塵，在捕塵過(guò)程中發(fā)現(xiàn)水槽煤泥過(guò)多時(shí)應(yīng)及時(shí)清理并更換水源。

3.3 交錯(cuò)邁步式鉆孔注水降塵技術(shù)措施

由于5-2112工作面煤體傳統(tǒng)的單孔注水降塵效果較差，研究決定采用交錯(cuò)邁步式鉆孔注水降塵技術(shù)措施，具體施工方法如下：

（1）在5-2112工作面回風(fēng)順槽煤壁施工一排注水鉆孔，鉆孔深度為105m，第一個(gè)鉆孔施工在距工作面20m處且與頂板間距為1.0m；第二個(gè)鉆孔與第一個(gè)鉆孔間距為40m且與頂板間距為2.0m；第三個(gè)鉆孔與第二個(gè)鉆孔間距為40m且與頂板間距為1.0m，以此類推注水鉆孔成“邁步式”布置。

（2）在5-2112工作面運(yùn)輸順槽煤壁同樣施工一排注水鉆孔，鉆孔深度為105m，第一個(gè)鉆孔施工在距工作面30m處且距頂板間距為2.0m；第二個(gè)鉆孔與第一個(gè)鉆孔間距為40m且與頂板間距為1.0m；第三個(gè)鉆孔與第二個(gè)鉆孔間距為40m且與頂板間距為2.0m，以此類推注水鉆孔成“邁步式”布置。回風(fēng)順槽側(cè)煤壁鉆孔與運(yùn)輸順槽側(cè)煤壁鉆孔成工作面能見(jiàn)度提高至45m，有效降低了工作面煤巖塵濃度，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著成效。“交錯(cuò)式”布置。

（3）當(dāng)5-2112工作面在回采時(shí)分別對(duì)回風(fēng)順槽、運(yùn)輸順槽鉆孔進(jìn)行注水，每次注水鉆孔數(shù)量為4個(gè)，回風(fēng)、運(yùn)輸順槽各2個(gè)，工作面每推進(jìn)20m進(jìn)行煤壁鉆孔注水一次。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)5-2112工作面?zhèn)鹘y(tǒng)防塵措施及防塵效果進(jìn)行了分析，并根據(jù)實(shí)際情況提出了泡沫抑塵、裝置捕塵、交錯(cuò)邁步式鉆孔注水降塵等綜合防塵技術(shù)措施，實(shí)踐證明5-2112工作面采用聯(lián)合防塵技術(shù)措施后，工作面采煤作業(yè)時(shí)煤塵濃度控制在200mg/m3以下，