综掘工作面泡沫抑尘技术研究(邢台矿)概要1.doc

综掘工作面泡沫抑尘技术研究 王静虎 （冀中能源股份有限公司邢台矿，河北 邢台 03192063288） 摘要：泡沫抑尘是采用封闭空隙的泡沫体覆盖尘源，使得刚产生的粉尘迅速得到湿润和沉积。其抑尘过程是利用表面活性物与水混合后，用发泡装置射向尘源。由于生成的泡沫体积很大，能大大增加尘粒与泡沫表面的相互作用几率，延长相互作用的过程，由此不仅易于隔绝尘源，而且易于湿润最小的粉尘粒。国内在掘进工作面应用泡沫抑尘技术的较少，而国外，如美国、英国、日本等国家很早就开展了泡沫抑尘技术的试验研究，且大都是在滚筒采煤机截煤时向截割部喷射。泡沫抑尘与其他湿式抑尘相比，用水量可减少35～80%，而抑尘效率却比喷雾洒水高2～5倍。美国在采煤机上用泡沫抑尘，抑尘效率高达90～99%；日本用泡沫抑尘能使沉积煤尘减少40～50%,使浮游煤尘降低50～70%，取得了很好的效果。我国在泡沫抑尘技术方面仍然属空白，该项技术的研究应用将填补我国在泡沫抑尘技术方面的空白。 关键词：泡沫抑尘 抑尘效率 抑尘发泡剂 1、概述 1.综掘工作面泡沫抑尘技术研究是冀中能源股份有限公司邢台矿针对井下综掘工作面作业时工作环境差、粉尘浓度难以治理等问题，为了改善工人的工作环境，进而对新的降尘方法进行探索研究。 2.综掘工作面泡沫抑尘技术研究开始于2009年10月，通过冀中能源股份有限公司邢台矿、河北中工防腐科技有限公司和中国矿业大学共同合作，采用现场调查分析、理论分析和实测研究相结合的方式进行，于2010年12月圆满完成了各项研究任务。 2、抑尘技术原理 用于矿井抑尘的泡沫通常是采用物理发泡的方法产生的空气机械泡沫，一般是将发泡剂喷洒于金属网上，再经风流的吹激而产生泡沫。除尘用发泡器采用水力引射原理和压气发泡机。 图2-7 发泡器示意图 F：发泡喷头；L：管路定量分配器；S：过载器；T：发泡剂储罐；G1、G2：压力表；H1、H2：高压软管 图2-8 发泡喷头 P—导管；N—喷嘴；M—金属网 如图2-7、2-8所示，水力引射式发泡器主要由发泡喷头、定量分配器、过滤器、发泡剂储罐及高压软管所组成。其发泡过程是用软管H1供给的压力水（约1000 kPa）进入过滤器S加以净化，随后流入管路、定量分配器L。由于压力水的引射作用将发泡剂储罐T中的发泡剂按定量（混合比0.5～1.2％）吸出。含有发泡剂的压力水通过软管H2流入发泡喷头F。从导管P进入的压力水由于喷头N的作用，被喷到金属网上。此时，空气由于高压射流的引射作用，从发泡喷头尾部开口处吸入，含有发泡剂的水与空气在金属网M处形成泡沫而向前方喷射。 泡沫的射程是随发泡压力、金属网孔的大小而变化的，如使用网孔直径为3 mm的金属网发泡，G1处压力294～1960 kPa（3～20 kg/cm2），G2处压力147～1176 kPa（1.5 ～12 kg/cm2）。发泡网的形状会影响发泡器的发泡能力，一般以抛物面和锥形发泡网为好，发泡能力相对较高。 3、邢台矿掘进工作面粉尘来源 我矿掘进工作面粉尘的产生主要来源于以下几个方面： （1）掘进机掘进过程中煤岩破碎产生的粉尘。它包括煤岩受到截齿的压碎和磨擦作用产生的粉尘，占机掘工作面粉尘的80％以上。当工作面风量过大、风速过高时，截割处刚产生的粉尘被扬起，造成工作面粉尘进一步加大。 （2）出于地质作用，煤层发生错位、断裂，在裂缝中留存的粉煤，在掘进过程中暴露出来，形成粉尘。 （3）截齿对煤体的冲击、割下来的煤相互碰撞时的二次破碎产生煤尘；煤块塌落后与机器和地面碰撞，挡煤板、运输溜子转载造成的磨擦破碎形成的粉尘。 （4）随着进风流带入机掘工作面的尘粒。对于这个量可以通过认真合理的安排地面设备而使之减到最小值。 （5）工作面沉积的粉尘，在掘进作业过程中或通风过程中又被扬起，即次生粉尘。 4、抑尘技术在我矿的应用 2010年5月至12月，由冀中能源股份有限公司邢台矿、中国矿业大学和河北中工防腐科技有限公司共同合作的综掘工作面泡沫抑尘技术研究，项目分别在、7905、7111掘进工作面进行现场应用，取得了良好的效果。 2010年5月我矿首先在7905煤岩掘进工作面进行，以下数据为使用泡沫抑尘技术前后粉尘浓度。 掘进工作面抑尘试验粉尘测量数据表（第一次测） 5月24日至5月31日数据 代 号 样品编号 采样 位置 采样 时间 t(min) 流量q （l/min） 除尘 方式 粉尘重量(mg) 粉尘浓度 C(mg/m3) 采样前 （mg） 采样后 （mg） 1 0811301 工作面后5米 2 20 无 66.77 114.7 1198.25 2 0811300 工作面后5米 2 20 无 62.94 91.6 716.5 3 0811305 工作面后5米 2 20 无