煤礦巷道機械化掘進粉塵污染控除關鍵技術

高端裝備制造

技術簡介

煤礦機械化掘進巷道進尺快、噴漿量大、產塵量高，是礦工塵肺病主要來源區(qū)域。綜掘機截割和噴漿作業(yè)是掘進巷道核心產塵源，對工人職業(yè)健康構成了極為嚴重的威脅。由于截割煤巖塵潤濕性差異大、擴散規(guī)律復雜、封閉難度大，粉塵在通風風流作用下快速彌散至巷道作業(yè)區(qū)域，致使傳統(tǒng)除塵技術無法解決高濃度粉塵污染問題；而干（潮）噴生產工藝則是導致噴漿作業(yè)區(qū)粉塵污染嚴重的直接原因。該科技成果主要包括以下兩方面：

（1）發(fā)明了可快速覆蓋巷道全斷面的多向旋流風幕控塵技術，短距離內快速形成風流方向均指向工作面、阻隔粉塵擴散的風幕，提高了抽塵凈化效果；構建了由輕質三向旋流風幕裝置、高效濕式除塵風機、增潤劑定量添加裝置等構成的高效小型化風霧雙幕協(xié)同增效控除塵成套裝備體系；

（2）研究了減阻調堵技術，發(fā)明了礦用混凝土噴射機（組）及強制攪拌機、噴射輔助機械臂等裝備；實現了管道堵塞和噴射粉塵的有效預防和主動調控，破解了井下施工水泥塵無法源頭上根本控制的難題。

創(chuàng)新點及性能指標

（1）發(fā)明了由輕質三向旋流風幕裝置、高效濕式除塵風機、增潤劑定量添加裝置等構成的高效小型化風霧雙幕協(xié)同增效控除塵成套裝備。

（2）發(fā)明了礦用混凝土噴射機（組）及強制攪拌機、噴射輔助機械臂、速凝劑自動添加裝置等濕式噴射設備。實現了井下狹小巷道空間低塵化快速高質量混凝土噴射。

投資概算及經濟效益分析

據統(tǒng)計，目前全國煤礦巷道掘進機械化率達到90%以上，新掘進巷道約1.3萬條左右。為此，該科技成果從源頭上實現了對綜掘面和噴漿作業(yè)區(qū)域粉塵污染的高效控除，滿足了我國機械化掘進技術快速發(fā)展對粉塵污染防治的迫切需求，為煤炭行業(yè)粉塵防治技術的完善和發(fā)展起到了典范作用。此外，該項目研究成果還可進一步推廣應用于非煤礦山、隧道與地下工程等機械化掘進中的粉塵防治。

成果已先后在霍州煤電、山東能源集團、兗礦集團等下屬煤礦200多個巷道應用，近三年新增產值共計202692萬元，部分案例如下：

案例1：棗礦集團煤巷與霍州煤電巖巷

綜掘面作業(yè)區(qū)平均總塵、呼塵降塵率依次分別為96.5%、95.7%與97.4%、96.8%，污染最嚴重的掘進司機處總塵、呼塵濃度為14.8mg/m3、8.3mg/m3與16.2mg/m3、10.3mg/m3。

案例2：新巨龍能源有限責任公司

項目成果應用后，總塵濃度降至9.7mg/m3，工作效率≥7m3/h，混凝土輸送阻力降低20%，泵送距離≥260m，堵管概率降低60%，回彈率降至9.4%。

發(fā)明專利

US10190948B2，ZL201410406960.8，ZL201110140008.4，ZL201410225279.3，ZL201410053156.6，ZL201410505212.5

達到國內領先水平

獨立研究

無