抚矿集团公司老虎台矿综采一队辽宁抚顺113003
摘要：本文列举老虎台矿工作面综合机械化掘进、回采所采取的防尘控尘措施，并对其效果做了简单的概述。
关键词：采、掘工作面；综合机械化；防尘技术；喷雾。
在使用综掘机、采煤机及放顶煤生产时，工作面产生大量煤尘，对井下作业人员的身体健康和安全生产影响极大，因此工作面的防尘工作是不容乎视的问题。
一、综采、综掘工作面粉尘防治的总体思路
工作面有三个主要尘源：一是采、掘机械割煤时产生大量煤尘；二是机械设备推进和综放面放顶时产生很多煤尘；三是运输过程中产生的煤尘。考虑了上述尘源产主条件，提出了治理粉尘的思路：一是减少粉尘的产生；二是要针对不同尘源的特点，采取防治措施。
二、煤层预注水湿润煤体防尘技术
煤层注水防尘就是通过提高煤的水分含量，达到降低煤体产尘能力。通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中，增加煤体裂隙与孔隙中的水分，以减少煤尘的生成和飞扬。煤层注水是采、掘工作面防尘的基础，是降低煤层开采时煤尘产生量最有效途径。
1、掘进时采用的煤层预注水方法：
掘进工作面在短时间要达到快速降尘的效果，就必须对煤体进行高压注水。为此工作面采取“两掘一注”，既每天白班工作面停止掘进，布置2个Φ42mm10～15m深钻孔（见钻孔布置图1），对煤体进行不少于3小时高压注水，掩护另两个班次掘进。
工作面钻孔布置图1工作面每天注水循环方式
2、开采时采用的煤层预注水方法：
在两顺槽两帮及布置注水钻孔，实施煤层静态预注水。在回风顺槽北侧布置1～11组孔深20m，在运输顺槽南布置侧12～17组孔深30m。注水孔孔径∮42mm，每组2孔分高低孔布置，高孔仰角35度，低孔仰角10度，孔间距10m（如图：2）。???图：2
在静态注水的同时，还设4台高压注水泵，对工作面进行动态高压注水。在采煤割刀后打注水钻孔，每天施工8个，注水钻孔每隔5个架子布置一个，在架前顶板完好处向煤壁方向开孔，仰角60～80°，孔深15m。钻孔垂直于煤壁，孔径42mm，每3天为一个循环，注水钻孔如表1布置。
3预注水压力及其它参数要求：
（1）、注水压力的确定
由于高压水要承担压裂注水钻孔周围煤体及扩展原有裂隙的重任，因此，注水压力越高，对煤体的破坏程度越大。但注水压力过高，对注水设备的磨损也越严重，所以，只要能满足扩展煤体裂隙的要求，注水压力越低越好。结合我矿的实际情况，高压注水压力在8～12Mpa范围内，静态注水水压不低于1MP，静态注水时间不少于20天，注水后，煤体水分增加值达到2%，全水份达到4%以上方，就能达到破裂煤体的目的。
（2）、湿润半径的确定
高压水在煤体内的扩散范围即湿润范围,通常用扩散半径来表示。水在煤体内的扩散是不规则形的，煤体的渗透性和裂隙是不均匀的，高压水的扩散半径随煤体的渗透系数、注水压力、注水时间的增大而增大。在运输顺槽掘进工作面,?高压注水3小时结束后，采用干式钻屑分别在钻孔中心两侧6～10m取样分析，煤层水份增值为15～20%，可以断定高压水在煤体内的有效扩散半径一般为6～10m。
（3）、注水量确定
①、掘进时由于结束注水是以注水钻孔周围，一定范围内的巷道围岩返水为限。当注水设备选定后，即注水流量一定时，注水量主要是时间的函数，可用工式（1）计算：
Q=Lt=3h×60min×135L/min=24.3m3（1）
式中：??Q——注水量，升；?t——注水时间，min；L——流量，升/min
②、开采时两顺槽注水时有关静压注水的一些参数分别由以下公式(2)确定。Q=KLBhγδ????(2)
式中，Q—单孔注水量，m3?；K—注水系数，取K=1.1?；L—钻孔长度，m?；B—钻孔间距，m?；h—钻孔范围内湿润的煤层厚度，m?；γ—煤的密度，t/m3?；δ—吨煤注水量，m3/t，取δ=0.025m3/t。经计算第一组单孔注水量
Q1?=1.1×20×10×11.6×1.3×0.025=82.94m3;
第二组单孔注水量
Q2=1.1×30×10×11.6×1.3×0.025=124.41m3??。
单孔注水流量按(3)式计算
(3)
式中，q—单孔注水流量，?l/min。通过计算，回风顺槽每孔qS=2.88m3?/min，运输顺槽每孔qj=4.32m3?/min。
（4）、封孔深度确定
高压注水封孔采用Φ42mm4层钢丝橡胶封孔器封孔，为了防止钻孔中压力水从巷帮被压酥的大裂隙中跑掉，橡胶封孔器封孔深度要大于煤层被压酥带的宽度---巷道的最小抵抗模数，封孔深度一般在5～7m。
三、采掘机械辅助喷雾降尘
1、综掘面喷雾降尘效果
7月份，在综掘机截齿割煤仅有内喷雾降尘时，产尘量测定，测定结果超过国家行业标准的600～700倍。8～9月份，在滚筒割齿两侧及上端增加3组外喷雾装置，测定结果仍然超过国家行业标准的200～300倍左右。经过高压注水工作后，煤尘由开始的758mmg/m3下降到54mmg/m3,同比下降14倍，而其它工艺作业施工时煤尘指标均小于10mmg/m3，详见表2。
2、采煤机割煤喷雾降尘效果
采煤机喷雾系统分为内喷雾和外喷雾两种喷雾方式，为增加降尘效果，还在液压支架探梁上增设喷嘴进行喷雾，在采煤机上方形成第一道喷雾屏障。此外，在采煤机两个端头各设两个喷嘴，在采煤过程中，作为第二道雾屏的延伸，起到控尘降尘的作用(图3)。这两道喷雾屏障既可防止粉尘向人行道方向扩散，又可以起到降尘的作用。机组喷雾利用喷嘴把压力水高度扩散，使其雾化，形成水幕，将煤尘拦截、凝结并使其沉降，并具有冲淡瓦斯、冷却截齿、湿润煤体和防止截割火花等作用。
图3采煤机摇臂径向雾屏及支架探梁辅助喷雾布置示意图
图释：1-支架探梁手动喷雾;2-支架探梁;3-采煤机摇臂径向雾屏;4-采煤机外喷雾
3、液压支架移架和放煤时喷雾降尘
工作面移架和放煤是综放工作面的两个主要产尘尘源，约占综放面粉尘产出量的30%左右，移架产尘的特点是，只在移架作业过程中产尘，放煤产尘的特点是，在放煤作业时产尘，尤其在放煤初始阶段产尘量大。
根据液压支架移架、放煤产尘的特点，在每组液压支架架后放煤口设置一组喷雾（如图：4）。移架和放煤时必须打开喷雾，架前每隔5架设一组固定喷雾器，架间每隔10m增设一个移动喷咀，增加降尘效果，各煤炭转载点必须设一组降尘喷雾器，实现放煤时皮带拉运时的降尘。
图4液压支架喷雾示意图
四、水幕喷雾装置降尘
工作面运、回风顺槽分别设两道净化水幕，最里净化水幕距工作面不超过30米，在机组割煤时开启，水幕能封闭全断面（图：5）。
图5??进、回风巷道水幕喷雾示意图
五、通风排尘
工作面的通风强度直接影响到工作面的煤尘浓度，因此采用最佳排尘风速是降低综采工作面煤尘浓度的一项有效措施。一般最佳排尘风速约为1.5～2.2m/s。
六、个体防护
虽然已经有了以上很多的防尘措施，但个体防护仍然是不容忽视的重要一环，采掘工作面每名员工都配备了个体防护面具。
结论
1、采用煤层高压注水，从源头减小煤尘，切割落煤是湿润的，是从本质上消除煤尘，不破坏现场作业环境，虽然暂时我们还没将煤尘彻底降到10mmg/m3以下（54mmg/m3），但是已经取得了实质性的进展。
2、上述技术措施经过采掘工作面生产实际试验，取得了很好的效果，保证了安全生产的需要，也为今后综合机械化采掘工作面粉尘防治，总结了宝贵的经验。