同煤攻克千萬噸級礦井粉塵治理技術難題 —— 文章正文2016-12-05

 　 隨著千萬噸級礦井集群的建設步伐加快，同煤集團開展了千萬噸級礦井防塵降塵技術探索。2014年，同煤集團與中國礦業(yè)大學、北京科技大學聯(lián)合，共同立項攻關千萬噸級采掘工作面粉塵綜合治理難題，項目榮獲山西省科學技術進步二等獎。

　　同忻煤礦針對石炭二疊紀煤層地壓大、煤質孔隙小且相對緊密、單純增加煤含水量來減少粉塵的效果不明顯的實際，以綜掘工作面為實驗模型，通過現(xiàn)場調研和理論分析、上萬次實測粉塵運移和分布規(guī)律、開展煤體的濕潤性和滲透性試驗，認真分析傳統(tǒng)粉塵治理措施中存在的不足，最終確定了“以石炭二疊紀煤層開采注水為主，采、運除塵設備為輔的千萬噸級采掘工作面粉塵綜合治理”防塵降塵方案。

　　為了使注水最多且不從煤壁裂隙滲漏，技術人員從改變傳統(tǒng)打孔角度和位置入手，變橫向打孔為傾角3度~5度打孔，直達頂板，增加水流覆蓋面積。同時，他們采用不同間距不同水壓對比分析，以含水量達到4%為臨界點，確定濕潤半徑，找到最經濟合理的打孔位置。

　　要保證對貫通煤壁進行注水，過去鉆孔和封孔的深度遠遠不能滿足。為此，項目技術人員與院校負責人一邊想辦法優(yōu)化整個系統(tǒng)，一邊在封孔泥漿上尋找突破口。“泥漿太稀了，鉆孔深部就干不了；泥漿太稠了，高壓水泵又頂不動。后來在高校的幫助下，我們選定了七八種凝固劑和稠化劑加在泥漿中，經過將近兩個月的試驗，才確定了配方，在全集團首開先例做到20米封孔兩個小時全部凝固。”同忻煤礦通風區(qū)黨支部書記呂文斌說。

　　其后的三個月里，研究團隊又通過電腦數字模擬，建立起了煤層注水濕潤半徑的數學模型和三維幾何模型，為石炭二疊紀煤層注水研究提供了大量參考。最終，技術人員對比計算出最優(yōu)的注水方式，極大地提高了煤體的含水率，達到了源頭降塵的目的。

　　結合同忻礦采掘工作面粉塵運動規(guī)律，技術人員在割煤機的噴水裝置上做文章。他們通過實驗研究工作面風速、噴霧水壓、噴霧氣壓等因素，設計制作出適用于綜放工作面的氣水霧化噴嘴，并通過合理控制水壓、氣壓，使氣水噴霧效果達到最佳，有效降低了綜放工作面移架塵源、割煤塵源。

　　科研人員針對同忻礦機械化巷道的特點和要求，利用離心、水浴、水膜三種除塵原理，研制出自激式水浴水膜除塵器，除塵效果可達96%以上，呼吸性除塵效率達90%以上，有效抑制了煤炭在井下巷道運輸中的粉塵擴散?！?/span>