大采高综采面粉尘分布规律及防治技术研究

为研究采煤作业时综采工作面各作业地点粉尘浓度分布规律，以红柳林煤矿25210综采工作面为研究对象，在25210综采工作面正常作业时，对采煤机下风侧、液压支架行人侧、主运输巷及回风巷等采煤区域各测点的全尘和呼尘浓度进行测试，研究采煤作业时各区域粉尘浓度占比以及呼尘占全尘比例，明确不同区域粉尘危害程度；基于现场粉尘浓度分布特征分析，提出针对不同区域粉尘的有效防治方法。结果表明：采煤机下风方向30 m范围内粉尘浓度仍超过200 mg/m³，液压支架行人侧作业点粉尘浓度大于90 mg/m³，远远高于国家标准；不同区域内呼尘占比差异较大，破碎机所在区域呼尘占比最高达95%。     

万安矿掘进巷道钻爆法施工除尘技术应用

钻爆法施工后造成粉尘大范围扩散。利用配有离心式除尘风机的干式除尘系统治理粉尘,距离掌子面45 m处的全尘和呼尘浓度分别为55 mg/m³和23 mg/m³,降低至8 mg/m³和4 mg/m³,降尘率分别达到了86%和83%.距离掌子面70 m处,全尘和呼尘浓度分别为158 mg/m³和82 mg/m³,降尘率均为96%.     

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1 629～2 257 mg/m³；前滚筒中心高度附近高浓度粉尘带长度达40 m，浓度约1 590～2 845 mg/m³；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%。     

煤仓粉尘防治技术应用与研究

针对煤仓生产工艺现状,提出了采用带式输送机整体密闭抽尘净化与转载落料点密闭干雾降尘相结合的综合治理方法,通过粉尘浓度在线监测系统进行智能化控制,实现了煤仓运输、转载、落料等各环节产尘的有效治理,煤仓口下风侧5 m作业人员通行的位置总粉尘浓度由480.8 mg/m3降至20 mg/m3,降尘效率达95.8%;呼吸性粉尘浓度从136.7 mg/m3降至12 mg/m3,降尘效率达91.2%,降尘效果较好,有效地解决了煤仓转载落料点的粉尘污染问题,为煤仓粉尘防治提供参考依据。     

综采工作面粉尘浓度分布模拟研究

采用Fluent软件对综采工作面粉尘浓度进行了数值模拟研究。结果显示:顺风割煤时,机道附近粉尘浓度的峰值位于采煤机下风向10 m左右,粉尘浓度从下风向40 m处开始趋于稳定,人行道附近粉尘浓度在下风向20 m左右粉尘浓度趋于稳定;逆风割煤时,机道附近粉尘浓度于采煤机下风向7 m处达到最高,人行道附近的粉尘浓度于下风向17 m处趋于稳定。在巷道横断面方向上,粉尘浓度的峰值区随着粉尘运移路程的增加而从煤壁向机道方向移动。     

南岭矿5207运输巷综掘巷道通风除尘技术实践

掘进工作面粉尘危害极大。设计了适用于综掘面条件的湿式除尘风机和附壁风筒通风除尘系统。掘进机司机位置总粉尘质量浓度从421.1 mg/m³降低到了18.4 mg/m³,呼吸性粉尘质量浓度从209.5 mg/m³降低到了8.5 mg/m³,降尘率分别为95.6%和95.9%;除尘风机出风口后5 m全尘和呼尘质量浓度分别降低至6 mg/m³和3.1 mg/m³,呼尘和全尘降尘率分别为98.1%和97.8%,达到了国家对粉尘治理的标准规定。     

气水喷雾自动降尘装置的研发与应用

煤矿粉尘防治一直是煤矿一通三防研究中的重中之重。为了降低工作面粉尘浓度,保障从业人员职业安全健康,设计研制出一种气水喷雾自动降尘装置,主要包括装置的内部结构设计、外部连接及系统整体设计。设计的气水喷雾装置内部结构整体呈“H”型构造,加深了喷雾距离,加大了水雾覆盖面,确保了喷雾降尘效果。最后在山西晋能有限公司三元煤矿4306工作面进行现场试验。试验结果表明：粉尘浓度由未使用气水喷雾自动降尘装置前的228 mg/m³在采用气水喷雾自动降尘装置5 m处降低至67 mg/m³,10 m处降低至13 mg/m³,在10 m处降尘率达到最高。气水喷雾自动降尘装置的使用使采煤工作面及掘进工作面的降尘率达95%,取得了良好的粉尘治理效果。     

安家岭储煤场输煤暗道通风除尘技术应用研究

针对输煤暗道的生产工艺现状，提出了采用通风与密闭抽尘净化技术，结合转载落料点密闭干雾降尘等技术措施，实现了输煤暗道内粉尘的的综合治理，通过粉尘浓度在线监测系统进行智能化控制，实现对输煤暗道通风除尘系统的远程连续监测监控，输煤暗道转载点下风侧5 m作业人员通行的位置总粉尘浓度由380.8 mg/m3降至19.8 mg/m3，降尘效率达94.8%，呼吸性粉尘浓度从96.7 mg/m3降至8.4 mg/m3，降尘效率达91.3%，降尘效果较好，有效地解决了输煤暗道及其转载落料点的粉尘污染问题，为输煤暗道内的粉尘防治提供参考依据。     

基于图像技术的爆区粉尘浓度测量方法研究

针对露天矿爆区粉尘浓度不易测量的问题,提出了一种基于图像技术的爆区粉尘浓度测量方法。采集爆破区域内粉尘图像及典型测点的粉尘浓度信息,优选高斯滤波降噪方法并确定灰度级α为128,对粉尘图像进行降噪、增强和分割处理,有效识别粉尘区域与背景区域边界,提高了粉尘图像灰度信息提取的准确性。采用函数拟合法,优化建立爆区粉尘浓度和灰度值的函数为：C=-0.01157G²+2.342G-104.1,并应用于矿山爆区粉尘浓度测量中。结果表明：爆区粉尘浓度在起爆后第7秒达到峰值13.824 mg/m³,在第90秒下降到3.749 mg/m³;在第6秒时,爆区左后方的高浓度粉尘云团处于距地表3～52 m高度,其影响区域范围为110 m×60 m,爆区右上方的高浓度粉尘云团处于距地表52 m以上的位置,其影响区域范围为59 m×56 m;在第90秒时,粉尘云团集中在距地表40 m以上的位置,影响范围为120 m×67 m,与实际情况相符,验证了所提出的粉尘浓度测量方法的有效性。     

金能矿回风巷综掘面粉尘运移规律和综合降尘技术研究

巷道掘进过程产尘量大。数值模拟结果表明巷道回风侧粉尘浓度明显较高,巷道中轴线附近以及进风侧也会出现局部粉尘积聚情况。设计了煤层注水、泡沫降尘、全断面水幕帘和转载点封闭喷雾降尘技术。利用综合降尘措施以后,距掘进面迎头25 m处的回风侧全尘和呼尘浓度被降低至25.3 mg/m³和11.7 mg/m³,降尘率分别是95.5%和94.5%.     

店坪矿采煤面转载点密闭除尘技术研究

转载点连续抛煤产生大量粉尘，对工人健康和企业生产有严重威胁。文章分析了店坪矿采煤面转载点粉尘防治现状，认为粉尘主要由于上胶带煤流抛落至下胶带时的冲击碰撞所致。原有水幕降尘后呼吸性粉尘和总粉尘残余质量浓度高达152.4 mg/m³和58.3 mg/m³.对转载点进行密闭除尘改进，使用密闭罩和全自动喷雾装置除尘后，呼尘和全尘质量浓度降至6.4 mg/m³和2.1 mg/m³,降尘率分别为96.8%和97.5%.     

综采工作面喷雾降尘系统无线一体化技术应用

针对传统的喷雾降尘系统故障率极高、喷雾效果一般的问题,开发了一套无线一体化综采工作面喷雾降尘系统,对其系统组成、原理及特点进行了介绍,在阳煤二矿进行了粉尘浓度测试的工业试验。现场工业试验表明:无线一体化喷雾降尘系统应用后,工作面采样点的总尘及呼吸性粉尘浓度均出现明显降低,工作面采样点的粉尘平均全尘浓度从586.0 mg/m³降低至87.2 mg/m³,平均呼吸性粉尘浓度从277.6 mg/m³降低至34.3 mg/m³,平均全尘降尘率和平均呼吸性粉尘降尘率为85.2%、87.7%。     

米山矿15112综采面转载点产尘特性和粉尘防治技术

转载点上胶带碎块掉落冲击下胶带产尘，冲击时的反作用力挤压煤流造成沉积粉尘二次飞扬，煤流干燥状态下易发生脆性破碎产尘。转载点处全尘和呼尘平均浓度分别达到176.8 mg/m³和37.9 mg/m³.仅采用密闭装置全尘和呼尘质量浓度分别降低至39.5 mg/m³和13 mg/m³,能够治理77%和65.6%的全尘和呼尘。增加超细水雾后，全尘和呼尘分别降低至8 mg/m³和2.2 mg/m³,降尘率达到了95.5%和94.3%.     

辛置矿采煤面粉尘综合治理效果研究

采煤面主要产尘源为采煤机滚筒割煤和液压支架移架作业。基于此，利用煤层注水、采煤机内外喷雾、液压支架架间喷雾和导矸槽、全断面水幕帘综合治理粉尘。通过在采煤机和回风巷水幕帘后5 m处测定粉尘浓度，在采煤机司机位置上的全尘和呼尘除尘率达到了95%左右，在回风巷水幕帘后方5 m位置上全尘和呼尘除尘率达到了97%以上，残余浓度分别为9.4 mg/m³和3.7 mg/m³.     

控尘风筒出风口形式变化对掘进工作面粉尘运移的影响研究

为研究控尘风筒出风口形状及数量变化对掘进巷道主要区域风速变化和粉尘运移的影响,通过FLUNET软件,对不同控风口形状、不同控风口间距分别进行模拟计算,得到对应条件下巷道内1.5 m高度断面、距迎头不同距离断面的风速及粉尘浓度变化云图,以及人行侧采样点位置的风速及粉尘浓度变化曲线图,结合寸草塔煤矿井下掘进巷道进行验证。研究结果表明：在压抽比1.2、轴径向出风比1∶3条件下,圆柱形控风口控尘效果优于矩形控风口和单个矩形控风口;控风口间距为750 mm控尘风筒主要位置的粉尘浓度小于间距为500 mm对应位置的粉尘浓度;现场验证过程中,不同控风口条件下,司机最大降尘效率为92.54%,粉尘浓度为41.3mg/m³,一运与二运转载点后方5 m位置最大降尘效率为91.56%,粉尘浓度为31.7 mg/m³,控风口间距为750 mm的控尘效果优于间距为500 mm的控尘效果,这与数值模拟结果一致。     

大采高综采工作面负压除尘微雾净化装置应用研究

综采工作面一直以来都是煤矿粉尘治理的重点场所，为解决大采高综采工作面采煤机滚筒割煤及液压支架降柱移架过程中产生的大量细微粉尘扩散到采场上部空间形成的高位浮游粉尘，改善工作面粉尘污染问题，创新提出了一种集支架顶梁抽尘净化与风送微雾除尘新方法。通过建立高度仿真的三维实体模型，采用数值模拟与井下测试相结合的方法详细分析了负压除尘微雾净化技术在不同处理风量下对工作面风流场、粉尘场的运移分布影响规律，得出其风量为120 m³/min、布置间距为35 m时，对工作面浮游粉尘沉降效果最为显著。并以此关键参数为依据，自主研制了集动力抽尘与微雾除尘于一体的净化除尘装置。通过自主搭建除尘器性能测试实验系统对研制的除尘装置进行除尘性能测试，结果表明：该装置对总粉尘、呼吸性粉尘的平均降尘效率分别达到98.31%、95.29%。最后通过在国家能源集团神东补连塔煤矿22408大采高综采工作面现场应用表明，应用该装置后工作面总粉尘降尘效率超过80%,呼吸性粉尘降尘效率超过70%,工作面人行区人员呼吸带总粉尘质量浓度降低到15.3 mg/m³以下，呼吸性粉尘质量浓度降低到1...     

露天矿山自卸卡车行驶扬尘浓度数值模拟研究

为了优化露天矿山道路粉尘的控制措施，揭示自卸卡车扬尘规律，通过数值模拟方法，建立几何模型，采用离散项模型及动网格技术，对自卸卡车行驶过程中粉尘分布特征和车身周围气流进行数值计算。研究结果表明：随着自卸卡车车速提高，扬尘高度与浓度均增加，车速越快，车尾粉尘浓度越高，当车速达到40 km/h时，道路粉尘浓度为358 mg/m³;在车尾附近，扬尘浓度随着地面粉尘粒径减小而增加，平均粉尘粒径为1μm时，扬尘浓度最高；地面粉尘质量流率越大，扬尘浓度越高。基于自卸卡车运输粉尘扩散规律和模拟结果，建议自卸卡车运行车速为25 km/h,同时增加粉尘粒径和地面粉尘质量，为下一步实施降尘措施打下基础。     

瓦斯抽采钻孔施工干式钻孔作业的粉尘防治

为抑制煤巷瓦斯抽采钻孔施工干式钻孔作业时粉尘扩散速度,降低作业点粉尘浓度,保证作业人员健康及矿井安全生产,通过对土城煤矿粉尘浓度及分散度进行测量分析,设计了钻机孔口专用降尘装置,控制和降低粉尘向巷道空间运移扩散。现场安装使用后,作业点下风侧5m处,最高降尘率达94%。     

塔山煤矿8116工作面综合防尘系统的研究与应用

塔山煤矿原有防尘方法包括洒水抑尘、喷雾除尘、煤层预注水除尘。该方法降尘效果较差,割煤机作业现场粉尘浓度最高达968 mg/m³。针对该问题,塔山煤矿采取了"优化钻孔布置+封闭除尘+水幕截尘"三个方面的除尘措施,从改善煤质含水量降尘、源头控制减尘、切断粉尘扩散传播途径三个方向进行防尘。应用效果表明,工作面巷道粉尘浓度降低为16.68 mg/m³,实现了工作面粉尘的有效防治。     

综采面截煤产尘风流-粉尘运移规律研究

针对综采工作面截煤产尘量大的问题,利用Fluent软件模拟分析了综采面截煤产尘的风流-粉尘运移规律,重点研究了工作面不同位置粉尘横向及高度方向上的扩散规律,并与现场实测值进行了对比。研究结果表明:采煤机中心上风侧4 m到下风侧10 m的空间为"高浓度粉尘区";从采煤机中心下风侧20 m处开始,在呼吸带高度上出现了"粉尘沉降低浓度带";采煤机中心下风侧30 m之前,粉尘沉降明显,采煤机中心下风侧30 m之后,粉尘明显向顶板扩散;数值模拟结果与现场实测结果符合较好。