關于崛起

當前位置:首頁>新聞中心>新聞中心

礦用泡沫抑塵技術在薛湖礦的應用

礦用泡沫抑塵技術在薛湖礦的應用

發布日期:2013-9-10 11:16:33  信息來源:本站原創

 

        礦塵不僅會引發塵肺病給礦工的身心健康帶來嚴重危害,而且在發生瓦斯爆炸時有可能引發煤塵爆炸,導致重、特大事故的發生,給企業和國家帶來巨大的災難和損失。因此,有效地控制和降低粉塵濃度,杜絕煤塵爆炸事故,對促進礦井安全生產、保障礦工身心健康具有重大意義。現國內外廣泛采用的除塵技術有煤層注水、噴事降塵、除塵風機除塵、化學除塵、通風除塵等,這些在防治粉塵的過程中都起到了一定的作用,但也都存在著一定的缺陷。為了克服這些除塵技術的不足,在分析、研究了當前國內外除塵技術 現狀的基礎上,發現泡沫除塵技術降塵效率高,耗水量小,應用地點廣泛,可有效地治理煤礦井下粉塵災害,但現有的泡沫降塵裝置仍存在著在井下安裝困難、操作復雜、實際應用性差等問題,為了提高泡沫降塵技術在井下復雜環境中實際可操作性,設計了一種原理簡單,且能方便、快捷地在井下安裝、操作、使用的礦用泡沫抑塵設備與相關技術。

         薛湖礦煤質較軟,硬度系數為0.22-0.4059。機械化掘進程度高、強度大,導致掘進工作面推進時粉塵濃度極大,全塵最高濃度可達1600mg/m3左右,呼吸性粉塵最高濃度可達350mg/m3左右。同時礦區煤塵親水性差,原采用煤層注水、噴霧、灑水的降塵措施,降塵效果并不明顯。這種情況下,一且發生瓦斯爆炸,極有可能會引發煤塵爆炸,造成嚴重的事故,所以有效地降低掘進工作面的粉塵濃度是薛湖礦目前亟待解決的問題之一。礦用泡沫抑塵技術可在掘進機掘進時用大量的泡沫覆蓋塵源,阻止煤塵的逸散,有效地降低掘進工作面的粉塵濃度,從根本上解決降塵率低的難題。

        l礦用泡沫抑塵技術

        礦用泡沫抑塵技術主要是將壓風、高壓水與發泡劑經過礦用泡沫抑塵裝置內混合發泡器的造泡作用后產生的大量泡沫覆蓋塵源來達到高效降塵的目的。該技術所采用的發泡劑是由中國礦業大學自主研制的KFJ礦用抑塵發泡劑。

        1. 1礦用泡沫抑塵裝置介紹

        礦用泡沫抑塵裝置主要是由主裝置、噴頭及噴頭支架等組成。主裝置包括儲液罐、操作箱、混合發泡器等,此外,還包括一些零部件:風壓表、水流量計、液流量計等計量裝置:球閥、針閥等調節閥門;固定磁鐵等固定裝置;高壓膠管和接頭等管路配件。除噴頭及嘖頭支架外的部件全組裝在一個箱體內,搬運、操作方便,打開固定磁鐵即可將箱體固定。使用時只需將噴頭及支架固定到位,
再將該裝置的動力源(井下的壓風和高壓水)接入主裝置后,即可操作裝置進行發泡。該裝置無需用電,噪音極小,是純機械式泡沫抑塵裝置,具有較高安全系數,屬于本質安全型設備。

         1.2礦用泡沫抑塵技術的造泡系統

         礦用泡沫抑塵技術的造泡系統很簡單,如圖1所示。
                                         
        壓風管路通過三通分為兩路,一路將儲液灌中的發泡劑通過管路經液流量計定量壓入混合發泡器,另一路壓風直接進入混合發泡器內,用于造泡和為產生的泡沫提供動力。同時高壓水通過管路經水流量計定量流入混合發泡器,這樣氣和定量的水、發泡劑在混合發泡器中形成了氣、液兩相流體共同存在的情形,兩種流體相互吹擊、沖撞、攪拌,從而產生一定休積的泡沫,經后續的壓風作用由噴頭噴出后形成實心錐體泡沫流來覆蓋掘進機切割煤巖時產塵部位,抑制粉塵的擴散。與此同時飄散在空氣中的泡沫又形成大量的泡沫粒子群,其總體積和總面積很大,大大增加與塵粒的接觸面和附著力,并通過截留、碰撞、擴散、黏附等方式作用于粉塵,從而有效的降低粉塵濃度。此外,泡沫降落后會在巷道底部表面堆積,覆蓋在巷道的底板上,又有效地避免二次揚塵。

        2現場應用

        2. 1應用過程

        根據薛湖煤礦巷道掘進實際需要,應用地點初步選在2018機巷掘進工作面。經現場考察,該巷道的寬為4.6m,高為3. 9m,煤厚為2.6m,基本屬于全煤掘進,工作面風量為640m ³/min;工作面配備有壓.風,壓力為0.4 -0.7 MPa;水壓1. 0 MPa左右,流量在50L/min以 上。該巷道具備礦用泡沫抑塵裝置安裝條件,可以安裝、使用該裝置。為了方便掘進機司機操作該裝置,可將主裝置(箱體)安放在掘進機司機操作位置右側的掘進機平板上,主裝置的安裝位置,如圖2所示。此位置既不影響司機前視觀察掘進機掘進切割煤壁的視線,也不遮擋司機后視查看掘迸機刮板輸送機是否正常出渣的視線;同時由于主裝置寬度為600mm,高度僅有540mm,在此位置安放主裝置也不會遮擋巷道的定位激光線。主裝置安放到位后,把磁鐵扳手扳到磁鐵的另一側將主裝置固定,再用兩根5-6m長的高壓膠管與混合發泡器泡沫出口相連接,并將噴頭架按指定位置固定于掘進機護板的前端。然后把噴頭固定在噴頭支架上,使噴頭出口朝向掘進機割頭的方向,如圖2所示。

                                         
         最后將巷道內的風水管接入主裝置,給儲液罐加滿發泡劑后,啟動主裝置,噴頭出泡后,再精確地調整噴頭的固定位置,以此調節泡沫流噴射的位置,使泡沫流能完全覆蓋掘進機割齒與煤壁相接觸的產塵部位。

         經多次現場實際應用后,發現掘進機上的冷卻水可代替從蒼幫高壓水管中引出的高壓水,引人泡沫抑塵裝置加以利用。冷卻水水量可達15L/min以上,滿足裝直用水量的需求:且冷卻水的水溫在40°C左右,當與冷卻水與發泡劑在混合發泡器中混合后,冷卻水的這種水溫恰好利于發泡劑發泡,使泡沫的發泡倍數有所增加;同時以這種方式來利用掘進機的冷卻水,解決了給掘進機提供冷卻作用的冷卻水不再因泡沫抑塵裝置的安裝而仍要由掘進機外噴霧排出的問題,真正達到了節水的目的,解決了掘進工作面因噴霧、灑水耗水量大和底板因積水而泥濘不堪的問題。為了避免接入主裝置的高壓風管在掘進機移動的過程中被碾斷而造成事故,可將該路高壓風管與掘進機供電的電纜綁在一起,隨掘進機運移。通過多次現場調試、使用,最終確定了泡沫抑塵裝置在該現場應用的最佳工況:風壓為0.5MPa,水流量為IOL/min,發泡劑流量0.08L/min,發泡量為450L/min左右,發泡倍數在45倍左右,泡沫最遠噴射距離可達5m;該裝置產生的泡沫粘度高,細膩,對粉塵的吸附能力極強,消泡慢,在巷道底板具有良好的堆積效果,取得了良好的抑塵效果。

        2.2應用效果

       由2010年3月到4月期間對掘進機掘進時所測的粉塵數據繪制成的全塵粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度曲線如圖3、4所示。
          
        由圖3分析可知:采用噴霧、灑水降塵措施,平均全塵粉塵濃度只能降到960.07mg/m³,而采用泡沫抑塵技術后,平均全塵粉塵濃度可降到206.38mg/m³,抑塵效率提高了78.50%。

        由圖4分析可知:采用噴霧、灑水降塵措施,平均呼吸性粉塵濃度只能降到267.42mg/m³,而采用泡沫抑塵技術后,平均呼吸性粉塵濃度可降到49.75mg/m³,抑塵效率提高了81.40%。可見,該技術的應用有效地降低了該掘進工作面粉塵的濃度。

       3結語

      通過在薛湖礦2108機巷現場應用后,證明了該泡沫抑塵技術具有發泡效果好、降塵效率高、用水量少、安裝操作簡單、無需用電、穩定可靠等優越性,有效地治理了該巷掘進工作面粉塵災害,為工人的身心健康和井下安全生產營造了良好的環境。

围棋软件