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半煤岩综掘工作面粉尘综合治理技术的应用

文档作者：徐晨如于晓波马旭王旭文档来源：南屯煤矿通防科		更新日期： 2026年03月06日	点击数：
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煤矿现代化 2010年第6期 总第99期
{I￡煤岩综强：I：作面粉尘综含治理技术的应用
徐晨如 ，于晓波 ，马旭 ，王旭
(南屯煤矿通防科，山东邹城273515)
摘要为有效解决半煤岩综合机械化掘进工作面掘进机产尘量大的问题，南屯煤矿采取了通风除
尘、掘进机内(外)喷雾、除尘风机除尘、掘进机负压二次降尘等综合防尘措施，为职工创造了安全、洁净的作
业环境，保障了半煤岩综掘工作面的安全生产。
关键词半煤岩；综掘；粉尘；治理
中图分类号：TD714~．4 文献标志码：B 文章编号：1009—0797(2010)06—0061—02
随着半煤岩综合机械化掘进技术在南屯煤矿的应用，由
于掘进机截割产生的粉尘浓度较大，粉尘中游离二氧化硅含
量较高，高浓度粉尘对作业人员的身体健康和煤矿安全生产
造成了严重威胁，加上巷道断面尺寸小，工作现场能见度极
低，工作效率和作业安全受到严重影响。因此，半煤岩综合机
械化掘进的防尘问题，成为制约该项技术推广应用的关键环
节，除沿用普通采取的综合防尘措施外，还应积极研究开发和
推广应用新的降尘和控尘措施，为半煤岩综掘工作面生产创
造洁净、安全的作业环境，保障职工的安全健康。
1 工作面概况
1．1 煤层结构
南屯矿十一采区1610上顺槽为回采工作面的准备巷道。
该工作面煤层赋存稳定，以暗煤为主，亮煤次之，条带状结构，
局部含黄铁矿结核，煤质较硬，煤层普氏硬度f=3。直接顶板为
全区稳定的第十下灰岩，厚度4．60—5．29m，平均厚度4．96m，
灰色，坚硬，裂隙发育，以石英为主，方解石充填，岩石普氏硬
度 9。底板为浅灰色铝质泥岩，团块状结构，下部含植物化
石，厚度1．25—1．19m，一般厚度1．22m。岩石普氏硬度f_2—
3，遇水变软，支柱易下陷；不利于支护管理。
表1 1610上顺槽顶底板情况表
1．2 工艺流程(见图1)
1．3 巷道断面
S荒：7．22m ；S净：7．04m ；巷道方位：180。；巷道坡度：沿
17煤层顶板；岩性：f-4—5；支护材料：锚杆、网、砼。
用地面永久抽放系统实施工作面顺层孔抽放，抽放管路为
250mm的薄壁管。
4 瓦斯抽放消突效果评价
}}钻场、8—13#钻场钻孔
抽采量随时间的变化
工作面瓦斯抽排量包括钻孑L施工期间巷道内的风排瓦斯
量和钻孑L抽采量两部分，经过统计，截止2009年6月15日：
顺层钻孔抽采量为：75．6万m，；钻孑L施工期间：风排瓦斯量为
227．6万m，；工作面总瓦斯储量为：760．8万m，；工作面原始瓦
斯含量为：9．48 m3A工作面瓦斯预抽率为29．9％；残余瓦斯含
量为6．63 m3／t；《煤矿瓦斯抽采基本指标》第4．1条：突出煤层
工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤
层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度
的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦
斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3／t以下，或将
煤层瓦斯压力降到0．74MPa(表压)以下，由此可见，经过长时
间的瓦斯抽采，工作面已经彻底消除突出危险性，可以保证工
作面的安全生产。
5 结论
(1)随着采深的增加，煤层地应力越来越高，煤层瓦斯压
力、含量越来越大，突出危险性越来越强；
(2)经过采前预抽后，煤层瓦斯含量可降至6—7m ，为实
现工作面的高产高效，工作面开采过程中除采用通风方式排
放瓦斯外，还必须采取随采随抽措施。
参考文献
[1】王岩森，马立强，顾永功．矿压显现对工作面瓦斯涌出规律
影响分析[J]．煤矿安全，2004，(11)．
[2] 沈广辉，樊艳虹，樊斌，杜冰．采空区瓦斯分布规律及瓦斯
抽采方法的研究fJ】．工矿自动化，2009，(04)．
【3】卢平，袁亮等．低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽
采卸压瓦斯机理及试验町煤炭学报，2010， 1)．
【5] 张思学．高瓦斯煤层瓦斯综合抽采技术[J]．煤炭技术，
2010，(02)．
作者简介
张哲瑞(1989～)，男，汉，山西忻州人，中国矿业大学安全
工程专业学生，已发表论文1篇。
(收稿日期：2010—9—5)
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煤矿现代化 2010年第6期 总第99期
图1 半煤岩综合机械化掘进工艺流程图
1．4 薄煤层尘源
16层煤煤厚平均只有0．81m，煤层普氏硬度为3，局部含
黄铁矿结核，黄铁矿结核普氏系数高达11。切割的煤层、黄铁
矿结核、铝质泥岩，硬度不一致，导致截齿的受力不均匀，使掘
进机在切割的过程中，产尘量大。因此，半煤岩掘进的尘源主
要是掘进机切割破岩产生的粉尘。
图2 附壁风简螺旋出风示意图
2 粉尘治理措施
2．1 通风除尘
使用附壁风筒技术，附壁风筒是一种利用气流的附壁效
应，在割煤开始时，将附壁风筒内的挡板立起，使原压人式风
筒供给机掘工作面的轴向风流改变为沿巷道壁的旋转风流，
并以一定的旋转速度吹向巷道的周壁及整个巷道断面，并不
断向机掘工作面推进，在除尘器吸入含尘气流产生轴向速度
的共同作用下，便形成具有较高功能的螺旋线状气流，在掘进
机司机的前方建立起阻挡粉尘向外扩散的空气屏幕，封锁住
掘进机工作时产生的粉尘，使之经过抽出风筒抽出进行净化
而不外流，从而提高了机掘工作面的收尘效率，当不割煤而进
行打锚杆等其它作业时，将附壁风筒内的挡板扳下，使新鲜风
流直接进人工作面，恢复到正常通风。
2．2 掘进机内外喷雾
内喷雾则通过掘进机切割机构上的喷嘴向割落的煤岩处
直接喷雾，外喷雾掘进机截割头后部左右两侧安装，在矿尘生
成的瞬间将其抑制，较好的内外喷雾系统可使空气中含尘量
减小85％ ～95％ 。
1一截止阀；2一减压阀；3一安全阀；4一油箱散热器；
5一截割电机；6一喷雾架
图3 掘进机外喷雾供水系统图
2_3 冲洗巷帮
喷雾
图4 巷道全断面喷雾
每班对距工作面lOOm范围内巷道周边进行冲洗；距掘
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进T作面不大于50m回风流处安装一道全断面水幕，实行净
化风流，切割时必须开启全断面水幕；各转载点设喷雾装置，
运转时喷雾使用正常。
2．4 除尘风机除尘
除尘系统主风机、抽风筒都安装在机架上；由大功率除尘
风机抽取含尘空气，使含尘空气经过负压风筒进入除尘器的
雾化区，喷嘴喷出的水雾与尘粒相接触，尘粒被水浸润，发生
了以尘粒为凝聚核的激烈的凝聚作用，成为含尘水滴。含尘水
滴大部分被过滤网拦截，集聚后顺着丝网流到箱体底部，集聚
后排 箱外；另一部分直接落在除尘器箱体底部。残余水滴部
分则随气流进入到气尘分离装置，水气经过折板和齿形分离
器，含尘水滴流到箱底，再随水流流到箱外，由排污管排出含
尘污水，气尘分离装置的出风口排出洁净空气。
图5 除尘风机示意图
2．5 掘进机负压二次降尘
负压二次降尘装置是在原掘进机外喷雾的基础上，通过
替换截割头两侧喷雾组，由高压胶管直接将高压水送至喷嘴，
在喷雾时，引射器喷射的水雾和吸入的空气、湿尘所形成的混
合流体以很高的速度从装置的出风端射出，形成很强的卷吸
负压场，煤尘进入射筒形成二次降尘。喷雾时的高压水，形成
60。～80。的扇角覆盖在截割头外围，一方面挡住煤尘逃逸的
路径，二是增大了装置的负压范围，三是提高降尘效率减少防
尘水使用量。
一一庭
图6 掘进机负压二次降尘装置示意图
2．6 个体防护
通过佩戴各种防护面具以减少吸人人体粉尘的最后一道
措施。个人防护用具主要有防尘口罩、防尘风罩、防尘帽、防尘
呼吸器等。
3 结论
该除尘组合系统在南屯煤矿1610上顺槽综掘工作面的
应用表明，该系统安装简单，操作方便，对掘进机的工作无干
扰，阻尘、降尘效果明显，降尘率达94．2％。改善了掘进工作面
的作业环境，提高了劳动生产率，保障了职工的健康。
作者简介
徐晨如(1977．6一)，男，兖矿集团南屯煤矿通风科工程师，
主要从事矿井“一通三防”技术研究，在煤矿粉尘和自然发火
防治技术研究领域取得了多项研究成果。
(收稿日期：2010—7—7)

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