韓院生
(潞安化工集團(tuán) 王莊煤礦,山西 長治 046031)
近些年來,已經(jīng)有多種除塵技術(shù)手段及措施應(yīng)用于國內(nèi)外,這些除塵設(shè)備在防治粉塵上起到了極其重要的作用?,F(xiàn)如今,由于對綜采巷道粉塵分布情況認(rèn)識模糊,而且對其缺乏定量分析,目前的技術(shù)設(shè)備沒有起到滿意的降塵除塵效果。本文以某礦7105W型通風(fēng)工作面為背景,通過對工作面不同地點(diǎn)粉塵進(jìn)行測定,分析W型通風(fēng)工作面粉塵分布規(guī)律,為降低工作面的粉塵濃度以及完善綜合防塵措施提供指導(dǎo)意見[1-3]。
7105回采工作面通風(fēng)方式為“W”型通風(fēng)方式,工作面配風(fēng)量2 570 m3/min,如圖1所示。7105工作面各巷道長度均為1 965 m,切眼長252 m。本工作面采用走向長壁低位放頂煤采煤法,循環(huán)進(jìn)度0.8 m,循環(huán)產(chǎn)量為1 772 t,日計(jì)劃循環(huán)數(shù)4個(gè)。工作面3組排頭架、3組排尾架,164組正規(guī)架,支架從運(yùn)巷往進(jìn)風(fēng)巷方向進(jìn)行編號,81~85號支架正對回風(fēng)巷。
采煤班從9號支架開始每隔10個(gè)支架為1個(gè)測點(diǎn);檢修班從18號支架開始,每隔15個(gè)支架為1個(gè)測點(diǎn),進(jìn)風(fēng)巷側(cè)的89號~164號支架,隔10個(gè)支架為1個(gè)測點(diǎn)。
距離采煤機(jī)滾筒5 m、10 m、15 m、30 m、50 m處附近;采煤機(jī)司機(jī)位置;注意區(qū)分采煤機(jī)移動方向,上移和下移時(shí)分別測定(順風(fēng)割煤和逆風(fēng)割煤)[5]。
由于現(xiàn)場條件所限,采煤機(jī)機(jī)道空間采樣困難,因此測定采煤機(jī)在工作面割煤行進(jìn)時(shí)的采樣點(diǎn),只在支架內(nèi)行人道的呼吸帶上沿程布置采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣分析,研究采煤機(jī)在不同區(qū)段(近運(yùn)巷側(cè)和進(jìn)風(fēng)巷側(cè))順逆風(fēng)割煤時(shí)采煤機(jī)前后的全塵、呼吸性粉塵濃度的變化規(guī)律,以采煤機(jī)滾筒為起始,下風(fēng)向?yàn)檎较?,上風(fēng)向?yàn)樨?fù)方向,測試結(jié)果見表1。繪制采煤機(jī)在不同區(qū)段順逆風(fēng)割煤時(shí)采煤機(jī)前后粉塵濃度分布,如圖2和圖3所示。
表1 不同區(qū)段順逆風(fēng)割煤粉塵濃度分布
圖2 近進(jìn)風(fēng)巷區(qū)段順逆風(fēng)割煤粉塵濃度分布規(guī)律
如圖2所示,綜采工作面近進(jìn)風(fēng)巷區(qū)段順逆風(fēng)割煤時(shí)作業(yè)空間粉塵濃度分布規(guī)律相似,采煤機(jī)前粉塵濃度降低,采煤機(jī)后15 m位置粉塵濃度達(dá)到最大值,之后逐步降低并趨于穩(wěn)定。
順逆風(fēng)割煤時(shí)采煤機(jī)上風(fēng)側(cè)粉塵濃度均較下風(fēng)側(cè)低,粉塵濃度相近,保持在40~50 mg/m3左右。
圖3 近運(yùn)巷區(qū)段順逆風(fēng)割煤粉塵濃度分布規(guī)律
順逆風(fēng)割煤時(shí)粉塵濃度最大的位置均位于采煤機(jī)下風(fēng)側(cè)15 m處,順風(fēng)割煤粉塵濃度最大達(dá)到490.4 mg/m3,逆風(fēng)割煤粉塵濃度最大達(dá)到564 mg/m3,沿風(fēng)流方向,此后粉塵的濃度開始逐漸降低至穩(wěn)定,濃度基本在200 mg/m3左右。
采煤機(jī)后方呼吸性粉塵在15 m位置附近達(dá)最大值,大概30 m后粉塵的濃度開始逐漸降低至穩(wěn)定,呼吸性粉塵濃度降低趨勢較為緩慢,仍保持在高濃度160 mg/m3左右[4]。
如圖3所示,受轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶巷、破碎機(jī)及前后溜影響,采煤機(jī)上風(fēng)側(cè)粉塵濃度大于進(jìn)風(fēng)巷采煤時(shí)上風(fēng)側(cè)粉塵濃度,近運(yùn)巷區(qū)段順逆風(fēng)割煤下風(fēng)側(cè)人行道空間區(qū)域粉塵濃度先增后減,在15~20 m附近達(dá)到峰值,逆風(fēng)割煤時(shí)全塵濃度最大達(dá)738.3 mg/m3。
近運(yùn)巷區(qū)段順逆風(fēng)割煤時(shí)采煤機(jī)前后粉塵濃度分布及彌散規(guī)律與近進(jìn)風(fēng)巷區(qū)段規(guī)律相似,采煤機(jī)割煤時(shí)下風(fēng)側(cè)人行道空間區(qū)域粉塵濃度呈現(xiàn)先增加后減小的變化規(guī)律,并且順風(fēng)割煤和逆風(fēng)割煤的粉塵濃度曲線變化規(guī)律相近,逆風(fēng)割煤相同位置的粉塵濃度明顯大于順風(fēng)割煤。
由圖4得出移架產(chǎn)塵的粉塵濃度分布規(guī)律為:移動液壓支架時(shí)產(chǎn)生的粉塵從支架間的縫隙和前沿落下,由于風(fēng)流的作用,粉塵在巷道中不斷擴(kuò)散運(yùn)動,移架時(shí)粉塵濃度從支架上風(fēng)側(cè)開始至下風(fēng)側(cè)迅速增大到最高,然后很快降低,在塵源下風(fēng)側(cè)5 m左右粉塵濃度達(dá)到最大,大約為300~400 mg/m3,隨后從移架塵源下風(fēng)側(cè)10 m處粉塵濃度急劇下降,粉塵濃度都在50 mg/m3內(nèi)浮動。
逆風(fēng)割煤與順風(fēng)割煤進(jìn)行對比,逆風(fēng)割煤時(shí)所產(chǎn)煤塵濃度更高,二者粉塵運(yùn)移規(guī)律差異性較小,割煤時(shí)下風(fēng)側(cè)人行道空間區(qū)域粉塵濃度均為先增后減的趨勢,并在15~20 m達(dá)到峰值。割煤產(chǎn)塵對采煤機(jī)上風(fēng)側(cè)區(qū)域粉塵濃度的增加影響極小。
圖4 移架產(chǎn)塵濃度分布
移架產(chǎn)塵的粉塵濃度分布規(guī)律為:移架時(shí)粉塵濃度從支架上風(fēng)側(cè)開始至下風(fēng)側(cè)濃度迅速增大到最高,然后很快降低。在塵源下風(fēng)側(cè)5 m左右粉塵濃度達(dá)到最大,移架塵源下風(fēng)側(cè)10 m處粉塵濃度急劇下降并趨于穩(wěn)定。