薄煤层半煤岩综掘工作面泡沫除尘技术应用

　　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，用水量可少3080°/.，降尘效率达到了84.43%，对呼吸性粉尘的降尘效率是68.85%：。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30~80%，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2014-12-02科学历，一直从事煤矿通防安全管理、监察工作：，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）制备泡沫的地点必须有压风管路，流量为40~80m3/h，压力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）发泡倍数40~50倍。）耗水量为1~2nrVh.）泡沫产生量为40~100m3/h.）发泡剂使用的质量百分比为0.5~3%.）单个泡沫喷头喷洒泡沫量：4~6m3/h. 1.3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、风水一体阀门、发泡剂箱、泡沫分配器、喷头支架、喷头以及相关的管件组成。其工艺流程如所示。以掘进工作面为例，风水一体阀门的两个接口分别与水管和风管连接，发泡剂添加装置和发泡剂箱底部的出料口相连，依靠水管中水流的动力把发泡剂添加至水管中，风水一体阀门出口端的压风管接到发泡器上，连接管路都用直径为19mm的高压胶管，发泡器、发泡剂添加装置和发泡剂箱连成一体固定在掘进机台面上，生成的泡沫采用直径为50mm的胶管输送至泡沫分配器的入口，装有泡沫喷头的喷头支架由直径为25mm的胶管和分配器的出口端连接，*后由喷头喷洒至产尘点，抑制矿尘的扩散。

　　泡沫分配器）=>多个泡沫喷头=>g盖尘泡沫除尘的工艺流程2泡沫除尘技术在薄煤层综掘工作面的应用2.1工作面简介滨湖煤矿12107材料巷沿12下煤层底板掘进，煤层厚度1.4~1.7m，平均厚度1.55m.该煤层为黑色沥青光泽，镜煤、亮煤、暗煤组成，中条带状，硬度为f=3，为复杂结构，稳定薄煤层。12107材料巷为低瓦斯区，瓦斯含量低。煤尘具有爆炸危险性，煤尘爆炸指数为47.02%.12107材料巷采用矩形断面。断面：S荒=7.04m2，S净=6.0m2掘进机采用EBH-120横轴式掘进机。降尘方法采用煤体短臂注水、掘进机的外喷雾、掘进机后两道旋转喷雾、各转载点喷雾、定期冲刷巷帮等。

　　2.2系统布置情况型，切割方式为横轴式。掘进工作面空间狭小，除尘系统的安装既要保证系统能够稳定可靠的运行，又不能影响工人的作业。

　　整个掘进工作面的产尘点主要在掘进机的截齿处，所以泡沫喷头的作用范围应该是切割滚筒的四周，重点是上部和下部，因此上、下各并排布置四个喷头，两侧面各垂直布置一个喷头。如是泡沫喷头安装的俯视图，是从侧面看喷头的布置图。喷头所喷出泡沫的扩散形式分别为：上下共计八个喷头呈水平扇形分布喷出，两侧的两个喷头呈竖直扇形喷出，喷头扩散角度均为45°。喷头布置好以后，把水管和比例混合器连接好，再把水管和风管连接到发泡器上，*后把发泡器和泡沫喷头接通。根据设计的方案和多次井下现场实地勘察和测算，整个泡沫除尘系统安装完毕。

　　泡沫喷f泡诛作用区域发泡器机身掘进机操作台泡沫喷头/泡沫喷头安装俯视图为了考察除尘效率的高低，必须对应用地点进行粉尘浓度的测量，测量仪器选用的是AKFC-92A型矿用粉尘采样器。测点的布置煤矿井下粉尘综合防治技术规范（AQ1020-2006）中规定，在掘进机组回风侧后4~5m处设置测试点。分别测试开启泡沫除尘系统前后的全尘和呼吸性粉尘的参数。

　　2.3应用效果对比与分析按照以上布置的测点，在应用现场测得8组数据，其中有效数据6组。通过对各组数据的分析整理，得出了泡沫除尘技术在滨湖煤矿12107材料巷应用的除尘效率。并且把泡沫除尘效率与水雾除尘效率进行了对比，如表1所示。

　　表1中的水雾除尘是采用掘进机的机载内、外喷雾，耗水量一般约为lOmVh，而泡沫的耗水量为1m3/h，二者对全尘和呼吸性粉尘的降尘效率对比柱状图如和所示。

　　全尘的降尘效率对比性粉尘的降尘效率对比由表1、和测量与分析结果可知，泡沫对全尘的降尘效率达到了84.43%，是水雾除尘的2.11倍，而对呼吸性粉尘泡沫的降尘效率是68.85%，是水雾的1.72倍。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。

　　表1除尘效率的比较工作面总粉尘浓度（mg/m3）工作面总呼吸性粉尘浓度（mg/m3）水雾除尘后悬浮空气中粉尘浓度（mg/m3）水雾除尘后悬浮空气中呼吸性粉尘浓度（mg/m3）泡除尘后悬浮空气中粉尘浓度（mg/m3）泡除尘后悬浮空气中呼吸性粉尘度（mg/m3）测量数据平均除尘效率注：除尘效丰=（总尘浓度-除尘后悬浮尘浓度>/总尘浓度x 3结论通过在滨湖煤矿薄煤层综掘工作面试用泡沫除尘技术表明，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，具有较高的推广价值。

　　（上接第69页）是整个10303工作面皮带顺槽和采空区温度随空间分布情况。

　　10303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米空区内温度分布随空间和时间的变化情况。如所示在距离仪器U80m开始光缆进入采空区内，在1270m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20~30m处温度上升加速，在约60m处温度达到*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*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10303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10303工作面等使用以来，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，保障了工作面的安全回采，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。