薄煤层半煤岩综掘工作面泡沫除尘技术应用.pdf

7 0 童 媳晨 舛技 2 0 1 5 年 第 3 期 薄煤层半煤岩综掘工作面泡沫除尘技术应用 李兆 生 山东煤矿安全监察局鲁南监察分局 ，山东 枣庄2 7 7 8 0 0 摘要对泡沫除尘技术的除尘原理、应用条件、技术参数、应用工艺等进行了介绍；通过在滨湖煤矿薄煤层综掘工作面 试用泡沫除尘技 术前后 分析 对比，泡沫除尘技 术与其 它湿式抑 尘相 比，用水量可减 少 3 0 ～ 8 0 ％，降 尘效率达到 了 8 4 ． 4 3 ％． 对呼吸性粉 尘的降尘效率是 6 8 ． 8 5 ％。泡沫除尘技术 的应 用有 效地降低 了井下掘进 工作面的粉尘浓度 ，取得 了显著的防尘 效果。 关键词薄煤层综掘泡沫除 尘应 用 中图分 类号T D7 1 4 ．4 文献标识码B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 5 ． 0 3 ．3 2 Appl i c at i o n o f f oa m dus t r e m o va l t e c hno l o g y o f t hi n c o a l s e a m f u l l y m e c ha ni z e d e xc a va t i on f a c e o f ha l f c o a l r o c k r oa d wa y Li Zh a o s h e n g L u n a n S u p e r v i s i o n Br a n c h o f B u r e a u o f S h a n d o n g C o a l Mi n e S a f e t y S u p e r v i s i o n , S h a n d o n g Z a o z h u a n g 2 7 7 8 0 0 Ab s t r a c t Th i s p a pe r i n t r o d u c e d t h e d u s t i n g p r i n c i p l e ， a p p l i c a t i o n c o n d i t i o n s ，t e c h n i c a l p a r a m e t e r s ， a p p l i c a t i o n p r o c e s s o f t h e f o a m d e d u s t i n g t e c h n o l o g y ； c o mp a r a t i v e a n a l y s i s b e f o r e a n d a fte r u s i n g t h e g l o b a l fi l m d e d u s t i n g t e c h nol og y i n t he t h i n c o a l s e a m f ul l y mec ha ni z e d e xc a va t i o n f a c e i n Bi n h u c o a l mi ne ，c o mpa r e d wi th o t he r we t d us t s u pp r e s s i o n， wa t e r us e c a n be r e duc e d by 30～ 8 0％，du s t r e mo va l e ffi c i e nc y r e a c he d 8 4． 43 ％ ，d us t s u pp r e s s i o n e ffi c i e n c y o f r e s p i r a b l e d u s t i s 6 8 ． 8 5 ％ ． Ap p l i c a t i o n o f foa m d u s t r e mo v a l t e c h n o l o g y e ffe c t i v e l y r e d u c e s t h e t u n n e l i n g wo r k i n g s u r f a c e mi n e d u s t c o n c e n t r a t i o n ， a n d a c h i e v e d o b v i o u s e ffe c t o f d u s t ． Ke y wo r d s t h i n c o a l s e a m f u l l y m e c h a n i z e d e x c a v a t i o n fo a m d u s t r e mo v a l a p p l i c ati o n l 泡沫除尘技术简介 泡沫除尘是利用井下的防尘水管和压风，在水 中加入一定量的添加剂，通过专用的发泡装置，引 入压 风 ，产 生高倍数泡 沫 ，通过喷 嘴喷洒至尘源 。 泡沫通过 良好的覆盖 、湿润和黏附等方式作用于粉 尘，从根本上防止粉尘的扩散，有效地降低空气中 粉尘浓度。该技术与其它湿式抑尘相比，用水量可 减少 3 0 ～ 8 0 ％，抑尘效率 比喷雾洒水高 3 - 5倍。本 技术主要包含矿用泡沫抑尘设备和矿用泡沫抑尘专 用液两种产品，二者配合使用。泡沫的发泡材料安 全、环保、无毒无害、价格低廉。目前该技术已经 在多个煤矿的掘进工作面和转载点得到成功应用， 取得了显著的经济效益和社会效益。 1 ． 1 泡沫制备 的条件 泡 沫 除尘 技术 实 施 的前 提 是 制 备 高质 量 的泡 沫 ，而在应用地点制备泡沫必须具备如下条件 1 制备泡沫的地点必须有稳定 的水流，井 下除尘用水或者消防水均可，要求流量为掘进工作 面 1 m ／ h ，综采工作 面 2 m。 ／ h ，压力 0 ． 2 ～ 0 ． 7 MP a 。 2 制 备泡 沫 的地 点必 须有 压 风管路 ，流 量 为 4 0 ～ 8 0 m ／ h ，压力 0 ． 2 ～ 0 ． 7 MP a 。 具备以上两个条件后，再把泡沫发生器安装在 管路中，加入发泡剂即可制备符合要求的除尘泡沫， 再用管路输送至使用地点即可。 1 ． 2 技术参数 1 发泡倍数 4 0 ～ 5 0 倍。 2 耗水量为 l ～ 2 m ／ h 。 3 泡沫产生量为 4 0 ～ 1 0 0 m ／ h 。 羿2李0 1兆4 -生 1 2- 0 2 一 ， 男 ， 汉 族 ， 高 级 工 程 师 ， 大 学 本 1 ．31 9 7 0 作 者 简 介李 兆 生 一 ， 男 ， 汉 族 ， 高 级 工 程 师 ， 大 学 本 科学历 ，一直从 事煤矿 通防安全 管理 、监察 工作 。 4 发泡剂使用 的质量百分 比为 0 ． 5 ～ 3 ％。 5 单个泡沫喷头喷洒泡沫量4 ～ 6 m ／ h 。 应 用工艺及泡沫除尘系统构建 整个 系统 由发泡剂添加装 置 、发泡 器 、风水一 7 2 童 媳蕉 舛技 2 0 15 年 第 3 期 表 1 除尘效率的比较 工作面总粉尘浓度 工作 面总呼吸性 水雾除尘后悬浮 水雾 除尘后悬浮空气 泡沫除尘后悬浮空气 泡沫除尘后悬浮空气 mg ／ m 粉尘浓度 空气中粉尘浓度 中呼吸性粉尘浓度 中粉尘浓度 中呼吸性粉尘度 mg ／ m mg ／ m mg ／ r n mg ／ m mg ／ m 2 8 7 ． 6 7 1 3 3 ． 1 7 1 2 O ． 3 3 41 ． 81 4 4 ． 5 3 0．5 3 8 9I3 3 l 0 6．4 9 2 1 8 ． 6 7 91 ． 1 6 6 3 _ 3 3 3 测量 3 3 1 ． 2 6 9 0 ．2 6 1 5 7 - 2 5 3 3 ． 5 4 8 ． 6 6 3 1 ．6 7 数据 3 4 6 ．0 9 8 7．6 4 3 2 5 ． 3 3 6 2 ． 1 7 5 4 - 3 3 2 6． 1 7 3 2 4 ． 61 5 7． 1 2 1 2 ． 4 7 7 2 ． 1 4 4 6 _ 3 3 2 0 ． 6 7 3 5 6 ． 31 9 6．68 1 9 8 _ 3 6 4 2- 3 1 6 5 ． 8 3 3 5 ． 1 7 平均 3 3 9 ． 2 l 9 5 ．2 2 2 0 5 ． 4 0 5 7 ． 1 8 5 2 ． 8 3 2 9 ． 6 6 除尘 效率 ％ 3 9 ． 4 5 3 9 ．9 5 8 4 ． 4 3 6 8 - 8 5 注 除尘效率 总尘浓度 一除尘后悬浮尘浓厦 ／ 总尘浓度 1 0 0 ％ ⋯． 的降低空气中粉尘浓度。该技术与其它湿式抑尘相 比，降尘效率高，防尘效果好。另外 ，泡沫的发泡 通过在滨湖煤矿薄煤层综掘工作面试用泡沫除 材料安全 、环保、无毒无害、价格低廉。目前该技 尘技术表明，泡沫通过良好的覆盖、湿润和黏附等 术已经在多个煤矿的掘进工作面和转载点得到成功 方式作用于粉尘，从根本上防止粉尘的扩散，有效 应用，具有较高的推广价值。 上接 第 6 9页 图 8是整个 1 0 3 0 3 工作面皮带顺槽和采空区温 度随空间分布情况。 ，＼ 女 姑 _ - ／ ＼ 一 上 最 ＼ -I 1 ． - h ． t ． 一 ．⋯“ Li - 墨叠■ - ． 1 ’ 一’ ’ ’ ’ ’ V～ I r_ - ’ 图 8 1 0 3 0 3运顺 及 采 空 区 内温度 空 间分 布 曲线 进一 步分析在某一 段时间 内采 空 区内温度 分布 随空间和时间的变化情况。如图 9所示在距离仪器 1 1 8 0 m开始 光缆 进入采空 区内，在 1 2 7 0 m 处光缆被 砸断。该区域内温度成先上升后下降趋势。在开始 阶段，邻近采面采空区内温度基本和运输巷道环境 温度一样 ， 随着面推移， 采空区加深， 温度逐渐升高， 在 2 0 ～ 3 0 m处温度上升加速 ，在约 6 0 m处温度达到 最大点 ，随后温度下降，逐步趋于稳定。从监测过 程看 ，随着采面前移 ，温度空间分布的最高点也在 随着推移，反映了采空区内蓄热条件也在发生变化， 导致蓄热带的推移。从图中也可以基本看出采面推 进 速度 的变化 。从 监测数据看 ，由于现场条件 的变 化 ，导致数据存在一定的波动，但是在一定程度上 反映了采空区内温度变化规律。 通 过实践 ，可 以看 出采用分 布式测温技 术可 以 方便地对煤矿采煤工作面采空区进行监测 ，直接通 一， 1_ 西 』 r 一 ． 一一开 ， 点j t 盏 ‘ 趣 墨0 r - 日 口 I -， 粒一 ■ l l 跚 1 2 0 0 I Z ／ U 1 7 AO jO U l 例 距离 m 图 9 1 0 3 0 3 采 空区 内温度 随时间空间分布 曲线 过测 得 的温度空 间时 间分布 ，获取采空 区内环境状 态的变化信息 ，为采面采空区自然发火的预测提供 宝贵的数据支 持 ，为进一步研 究采空 区发火 机理提 供有力的数据支撑，从而更加有效地预防采空区火 灾的发生。 3结论 基于光 纤技 术 的采 空 区 自然发 火 系统在 1 0 3 0 3 lT作面等使用以来，对采空区内温度进行了实时在 线检测 ，获取 了大量一手数据，保障了_T作面的安 全 回采 ，同时积 累了现场丰富施 工经验 ，形 成 了一 套基于光纤监测的采空区自然发火施工方案。利用 光纤 多点测温 系统 ，通过打孔 的方 法将光纤 温度传 感器 深入采空 区 内部进行实 时监测 ，对 可能出现 的 高温点进行了监测和定位 ，有效保障了邻近采面的 生产安全。利用分布式光纤测温系统 ，将光纤光缆 沿顺槽布设于采面 、采空区及顺槽 ，可同时监测沿 线的温度分布，通过软件可以实时定位 、显示整个 顺槽的温度分布情况 ，防止火灾的发生，切实有效 地保障了采面的安全生产。