同煤攻克千万吨级矿井粉尘治理技术难题 —— 文章正文2016-12-05

 　 随着千万吨级矿井集群的建设步伐加快，同煤集团开展了千万吨级矿井防尘降尘技术探索。2014年，同煤集团与中国矿业大学、北京科技大学联合，共同立项攻关千万吨级采掘工作面粉尘综合治理难题，项目荣获山西省科学技术进步二等奖。

　　同忻煤矿针对石炭二叠纪煤层地压大、煤质孔隙小且相对紧密、单纯增加煤含水量来减少粉尘的效果不明显的实际，以综掘工作面为实验模型，通过现场调研和理论分析、上万次实测粉尘运移和分布规律、开展煤体的湿润性和渗透性试验，认真分析传统粉尘治理措施中存在的不足，最终确定了“以石炭二叠纪煤层开采注水为主，采、运除尘设备为辅的千万吨级采掘工作面粉尘综合治理”防尘降尘方案。

　　为了使注水最多且不从煤壁裂隙渗漏，技术人员从改变传统打孔角度和位置入手，变横向打孔为倾角3度~5度打孔，直达顶板，增加水流覆盖面积。同时，他们采用不同间距不同水压对比分析，以含水量达到4%为临界点，确定湿润半径，找到最经济合理的打孔位置。

　　要保证对贯通煤壁进行注水，过去钻孔和封孔的深度远远不能满足。为此，项目技术人员与院校负责人一边想办法优化整个系统，一边在封孔泥浆上寻找突破口。“泥浆太稀了，钻孔深部就干不了；泥浆太稠了，高压水泵又顶不动。后来在高校的帮助下，我们选定了七八种凝固剂和稠化剂加在泥浆中，经过将近两个月的试验，才确定了配方，在全集团首开先例做到20米封孔两个小时全部凝固。”同忻煤矿通风区党支部书记吕文斌说。

　　其后的三个月里，研究团队又通过电脑数字模拟，建立起了煤层注水湿润半径的数学模型和三维几何模型，为石炭二叠纪煤层注水研究提供了大量参考。最终，技术人员对比计算出最优的注水方式，极大地提高了煤体的含水率，达到了源头降尘的目的。

　　结合同忻矿采掘工作面粉尘运动规律，技术人员在割煤机的喷水装置上做文章。他们通过实验研究工作面风速、喷雾水压、喷雾气压等因素，设计制作出适用于综放工作面的气水雾化喷嘴，并通过合理控制水压、气压，使气水喷雾效果达到最佳，有效降低了综放工作面移架尘源、割煤尘源。

　　科研人员针对同忻矿机械化巷道的特点和要求，利用离心、水浴、水膜三种除尘原理，研制出自激式水浴水膜除尘器，除尘效果可达96%以上，呼吸性除尘效率达90%以上，有效抑制了煤炭在井下巷道运输中的粉尘扩散。