劉 凱

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)雁崖煤業(yè)有限公司，山西大同037000）

在煤礦開(kāi)采中，最關(guān)鍵的施工現(xiàn)場(chǎng)與作業(yè)就是其井下綜采工作面，由于增大了作業(yè)的機(jī)械化程度，因此最關(guān)鍵產(chǎn)塵源就是綜采工作面，比較顯著的問(wèn)題就是粉塵。每個(gè)煤礦之前使用到綜采工作面的降塵、防塵技術(shù)與措施均不能將粉塵的濃度降低，粉塵濃度比標(biāo)準(zhǔn)濃度高很多，還導(dǎo)致產(chǎn)生了不小的危害，下面幾點(diǎn)就是危害：一直工作在粉塵濃度比較高的環(huán)境內(nèi)會(huì)造成塵肺??；特定條件中，粉塵濃度高時(shí)，就會(huì)有燃爆發(fā)生；當(dāng)開(kāi)采機(jī)電設(shè)備中有沉積的粉塵時(shí)，就會(huì)造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常。所以，有必要來(lái)研究綜采工作面的降塵與防塵。在本文中，晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦綜采工作面研究了紅外線自動(dòng)灑水降塵，來(lái)將粉塵濃度進(jìn)行改善，使煤礦開(kāi)采更加安全、高效、高產(chǎn)。

1 概述

在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦的綜采工作面中，由于粉塵的濃度比較高，爆炸性又存在于煤塵，所以，防塵降塵處理是非常有必要的。之前該礦使用了不少防塵降塵處理方法，比方說(shuō)，注水降塵+二次負(fù)壓降塵、負(fù)壓引射降塵、高壓外噴霧、采煤機(jī)內(nèi)外噴霧等，可從整體上來(lái)說(shuō)，在只使用其中一種技術(shù)方案來(lái)防塵降塵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生比較多的問(wèn)題，沒(méi)有有效的防塵降塵效果，粉塵濃度依然是嚴(yán)重超標(biāo)。就這種情況來(lái)說(shuō)，筆者將所調(diào)研的市場(chǎng)技術(shù)狀況與該礦的綜采工作面實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)狀況相結(jié)合，將注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵這一方案提出來(lái)了，并實(shí)施了應(yīng)用。

2 分析紅外線自動(dòng)灑水降塵系統(tǒng)

就煤礦綜采工作面實(shí)際粉塵狀況而言，將紅外線自動(dòng)灑水降塵系統(tǒng)提出來(lái)，來(lái)治理粉塵。架間紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)、紅外監(jiān)控自動(dòng)噴霧系統(tǒng)、噴霧水路、電路控制等部分構(gòu)成了該系統(tǒng)。無(wú)線發(fā)射器、遙控接收器、電動(dòng)球閥、本安型穩(wěn)壓電源、壓力傳感器、紅外傳感器、PLC 主機(jī)等構(gòu)成了電路控制；高效噴頭、水質(zhì)過(guò)濾器、高壓膠管等構(gòu)成了噴霧水路；從圖1可以看出，紅外探頭、控制器、水源、電磁閥、架后噴霧組、架前噴霧組、手動(dòng)開(kāi)關(guān)等構(gòu)成了紅外監(jiān)控自動(dòng)噴霧系統(tǒng)；從圖2可以看出，紅外線監(jiān)控器等構(gòu)成了架間紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)。

圖1 紅外監(jiān)控自動(dòng)噴霧系統(tǒng)示意圖

圖2 架間紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)圖

在移動(dòng)采煤機(jī)時(shí)，遙控發(fā)送器會(huì)對(duì)遙控接收器進(jìn)行掃描，進(jìn)而就有信號(hào)產(chǎn)生了，且遙控發(fā)送器、遙控接收器分別安裝在采煤機(jī)、支架上，并把信號(hào)直接反饋至主機(jī)，電動(dòng)球閥在被主機(jī)所控制，進(jìn)行實(shí)施提供水源，實(shí)施噴霧作業(yè)。

3 實(shí)施工業(yè)性試驗(yàn)

3.1 簡(jiǎn)述工程狀況

在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)的某礦井中，其井田的面積、準(zhǔn)許開(kāi)采的煤層、保有儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力分別是4.8713km2、2＃～9＃、2698×104t、60×104t/a。在2101 綜采工作面中，所開(kāi)采的煤層是2＃，煤層的厚度是1.12～2.95m，均值是1.4m。而且2＃煤層的總火焰長(zhǎng)是5mm，大概加10%的巖粉量，由于爆炸性存在于煤塵，所以，一定要對(duì)粉塵的濃度進(jìn)行控制。

3.2 安裝與使用紅外線自動(dòng)灑水降塵系統(tǒng)

在2101 綜采工作面中，使用了注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵，將紅外線自動(dòng)灑水降塵系統(tǒng)安裝在該工作面的第10到第44架中，將35套的主機(jī)、接受器、電動(dòng)閥、壓力傳感器進(jìn)行安裝，且均安裝在支架的相應(yīng)位置，在機(jī)組的調(diào)高閥組處安裝發(fā)射器，且數(shù)量是1 個(gè)。當(dāng)采煤機(jī)割煤過(guò)程中，一定要打開(kāi)噴霧裝置，且該裝置分別在上、下風(fēng)側(cè)的滾筒上方，對(duì)應(yīng)的數(shù)量分別是3架、5 架，支架的移架與降架在被壓力傳感器所控制時(shí)，就會(huì)打開(kāi)噴霧。

3.3 分析效果

由于要對(duì)使用到2101 綜采工作面的“注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵”的最后效果進(jìn)行了解，從2021年6 月開(kāi)始，對(duì)粉塵濃度監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)置，且設(shè)置的位置是煤機(jī)下風(fēng)側(cè)12m 位置、回風(fēng)巷的12～14m 位置、移架司機(jī)處、采煤機(jī)司機(jī)處，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以監(jiān)測(cè)粉塵的濃度，表1就是測(cè)定的結(jié)果。

表1 2101綜采工作面注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵測(cè)定結(jié)果

與此同時(shí)，還將“注水降塵+二次負(fù)壓降塵”使用到2103 綜采工作面，起始時(shí)間與粉塵濃度監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置的位置都和2101 綜采工作面中的相同，表2 就是測(cè)定的結(jié)果。

表2 2103綜采工作面注水降塵+二次負(fù)壓降塵測(cè)定結(jié)果

自表1可以發(fā)現(xiàn)，在2101綜采工作面中，采煤機(jī)下風(fēng)側(cè)12m位置、回風(fēng)巷的12～14m位置、移架司機(jī)處、采煤機(jī)司機(jī)處這幾個(gè)位置中，使用注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水的呼吸塵與總塵所具有的降塵率大概處于85.3%～92.5%的范圍中。自表2 可以發(fā)現(xiàn)，采煤機(jī)下風(fēng)側(cè)的12m處、回風(fēng)巷的12～14m處、移架司機(jī)、采煤機(jī)司機(jī)位置這幾個(gè)位置中，使用之前的注水降塵+二次負(fù)壓降塵所具有的降塵率大概處于78.3%～82.5%的范圍中。通過(guò)對(duì)比降塵率發(fā)現(xiàn)，注水降塵+二次負(fù)壓降塵比注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵的要小，具有顯著降塵效果的是注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵。

自表2得知，當(dāng)將之前的注水降塵+二次負(fù)壓降塵使用到2103綜采工作面時(shí)，通過(guò)對(duì)比各個(gè)位置發(fā)現(xiàn)，位置最高的是采煤機(jī)司機(jī)處，具有較強(qiáng)的降塵效果，在將注水降塵使用到煤層時(shí)，與工作面的距離越小，就越具有較好的降塵效果，反之，則越差?？墒?，在對(duì)注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵系統(tǒng)進(jìn)行使用時(shí)，就可以很好地對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行解決，粉塵濃度在被系統(tǒng)所檢測(cè)，并且檢測(cè)出超標(biāo)之后，那么系統(tǒng)就會(huì)馬上啟動(dòng)，進(jìn)而實(shí)施噴灑降塵，而且還會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠?qū)υ搯?wèn)題進(jìn)行解決。并且2101綜采工作面的每個(gè)位置都具有較好的降塵效果。將注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵系統(tǒng)使用到2101綜采工作面，能夠?qū)h(huán)境中的粉塵濃度降低，使煤礦生產(chǎn)更加可靠與安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)對(duì)晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦的綜采工作面治理粉塵的措施與所具有的問(wèn)題進(jìn)行分析之后，將注水降塵+紅外線自動(dòng)灑水降塵系統(tǒng)這一治理方案提出來(lái)了。在使用到2101 綜采工作面的效果得知：每處的總塵濃度都小于55.2mg/m3，降塵率大于87.2%，呼吸塵的濃度都小于25.1mg/m3，降塵率大于85.3%，具有顯著的降塵效果。使用紅外線自動(dòng)灑水降塵系統(tǒng)可以將環(huán)境內(nèi)粉塵的濃度降低，使粉塵被工作所吸進(jìn)的量減少了，于此同時(shí)，還將粉塵發(fā)生爆炸的有利條件給打破了，提高了該礦的經(jīng)濟(jì)效益。