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防尘喷雾改造在小回沟矿应用

时间:2016-07-28来源: 作者: 点击: 257次



   要:小回沟矿为缺水型矿井,对防尘喷雾进行改造,节约了用水,创造了良好的安全效益和经济效益。

关建词:缺水矿井  防尘喷雾改造   节约用水

0前言

小回沟矿井为缺水型矿井,井下涌水量小,地面施工几眼机井均未打出水。矿井建设期间生活用水,靠外拉水解决;井下施工用水在雨季时靠山涧积水和部分外拉水解决,干旱期全部靠消防车从县城拉水来解决,用水费用昂贵,尤其是进入矿建二期工程施工以来,缺水情况日渐突出,多次出现断水停工现象;节约用水一直是缩减矿井建设投资的一个重要课题。

 1、矿井用水基本情况

小回沟矿井现处于基建阶段,井巷工程现为矿建二期工程施工,共施工有一水平辅运大巷、运输大巷、12号回风大巷等10个掘进工作面,其中炮掘工作面5个、机掘工作面5个。

在节约用水方面建设、施工方都出台了不少举措,也取得了一定的经济效果;但在井巷施工综合防尘节约用水上进展不大。一是目前井下还没有无水除尘技术,二是为确保施工安全不得不采取湿式打眼、冲洗巷道、转载洒水、净化风流等措施;特别是使用综掘机后,粉尘问题更加严重。

为保证安全生产,我们严格按照集团公司有关通防要求,开展综合防尘工作;但整个矿井每天仅综合防尘用水量达:942m3/d,按每吨水水价45元计算,每天用水费用5.3万元,建设成本大难以接受;且现用净化水幕和转载水幕喷头,雾化效果差,一直配用压风,实现风水联动来达到雾化效果,二期工程全面开展后,10个掘进工作面的用风,压风特别紧张,仅综合防尘用风量达:1353.7 m3/d,为克服现用水幕喷头用水量大,压风紧张问题,我们开展了课题研究。

2、现阶段综合防尘用水、风量分析

2.1综合防尘用水量分析

矿井建设期间综合防尘用水,主要包括掘进工作面防尘用水和主要运输巷的运输及转载系统防尘用水。其中:综掘工作面防尘用水量主要包括掘进机喷雾、湿式除尘器喷雾、锚喷支护除尘器喷雾、混凝土喷头用水、转载点喷雾、风流净化水幕等用水;普掘工作面防尘用水量主要包括爆破落岩喷雾、装岩洒水及喷雾、锚喷支护除尘器喷雾、混凝土喷头用水、风流净化水幕等用水;各用水量计算如下。

2.1.1 一个综掘(半煤岩巷)工作面防尘用水量

Qjz=Qj1+Qj2+Qj3+Qj4+Qj5+Qj6

式中 (1Qj1 = Gq =33.75×0.04=1.35m3/h

Qj1:掘进机喷雾用水量;

G:掘进机平均每小时掘进量。

(根据经验,综掘工作面一天可完成大约 10m 的工作量,按巷道截面积为25m2计,煤的密度为 1.35t/ m3,工作面工作时间按 10h 计。所以:G=10×25×1.35÷10=33.75 t/h

q:单位掘进量喷雾水量,可取 0.04 m 3/t

2Qj2 =1.8 m3/h

Qj2 —湿式除尘器喷雾用水量;

3Qj3 = nT Pcz =2×1×0.18=0.36m3/h

Qj3 —转载点喷雾用水量;

n —转载点个数;

T —转载点尘源覆盖面积,设计中取1m2

Pcz —喷雾强度,可取3m3/min·m 2

4Qj4 = N nj4 Qjm=2×8×0.18=2.88 m 3 /h

Qj4 —风流净化水幕用水量;

N—水幕个数;

nj4 —一处水幕喷嘴个数;

Qjm —一个喷嘴的喷雾流量,设计中可取 0.18 m 3 /h

5Qj5 =0.8 m 3 /h

Qj5 —锚喷支护混凝土喷射机上料口除尘器喷雾用水量。

6Qj6=0.8 m 3 /h

Qj6—混凝土喷头用水量,设计中取 0.8 m 3 /h

掘进机喷雾用水时间按 10h 计,湿式除尘器喷雾用水时间按 10h 计,转载点喷雾用水时间按 12h 计,风流净化水幕用水时间按 16h 计,喷浆用水按8h计,故:Qjg =1.35×10+1.8×10+0.36×12+2.88×16+0.8×8+0.8×8=94.7m3/d

2.1.2 一个普掘(岩巷)工作面防尘用水量

Qjp =Qj7 +Qj8 +Qj9 +Qj5 +Qj6 +Qj4

式中(1Qj7 —爆破落岩喷雾用水量,取 1.5 m 3 /h

2Qj8 =Gq6 =30×0.02=0.6 m3 /h

Qj8:装岩洒水用水量。

G:装岩机平均小时装载量,取30 m 3 /h

(根据经验,普掘岩巷工作面一天可完成大约 5m 的工作量,按巷道截面积为25m 2 计,岩石的密度为 2.4t/ m 3 ;工作面工作时间按 10h 计。所以:G=5×25×2.4÷10=30t/h。)

q6 :吨岩喷雾水量,可取 0.02 m 3 /t

3Qj9 =0.5 m 3 /h

Q j9 :装岩机装岩喷雾用水量,设计中取 0.5 m3 /h

4Qj5 =0.8 m3 /h

Qj5 —锚喷支护混凝土喷射机上料口除尘器喷雾用水量。

5Qj6 =0.8 m3 /h

Qj6—混凝土喷头用水量,设计中取 0.8 m3 /h

6Qj4 = N nj4 Qjm=2×8×0.18=2.88 m 3 /h

Qj4 —风流净化水幕用水量。

爆破落岩风水喷雾用水时间按1h,装岩洒水用水时间按10h 计,装岩机装岩喷雾用水时间按10h 计,锚喷支护混凝土喷射机上料口除尘器喷雾用水时间按8h 计,混凝土喷头用水时间按8h 计,风流净化水幕用水时间按 16h 计,故:Qjy =1.5×1+0.6×10+0.5×10+0.8×8+0.8×8+2.88×16=71.38m3 /d

2.1.3 主要运输巷的运输及转载系统防尘用水量

主要运输巷的运输及转载系统防尘用水量包括胶带输送机及转载点喷雾用水量和风流净化水幕用水量。

Qjy = Q+ Qf

1Q = n T P =7×1×0.18=1.26m3 /h

Q —胶带输送机及转载点喷雾用水量;

n—转载点个数;

T —转载点尘源覆盖面积,设计中取1m2

P —喷雾强度,可取 3m3 /min·m2

胶带输送机及转载点喷雾用水时间按 20h 计。

2Qf = N n yf Q ym =3×8×0.18=4.32 m3/h

Qf —风流净化水幕用水量;

N—水幕个数;

n yf —一处水幕喷嘴个数;

Q ym —一个喷嘴的喷雾流量,设计中可取 0.18 m3/h。。

风流净化水幕和转载水幕用水时间按 20h 计,故Qjy =(1.26+4.32)×20=111.6 m3 /d

2.1.4矿井总用水量

Q= Qjz+ Qjp+Qjy=94.7×5+71.38×5+111.6=942 m3 /d

2.2、综合防尘用风量分析

矿井建设期间综合防尘用风主要为各类风流净化水幕、转载水幕为提高雾化效果用风,各用风量计算如下。

2.2.1 一个综掘(半煤岩巷)工作面防尘用风量

Qjz=Qj1+Qj2

式中 (1Qj1 = n T=2×1=2m3/h

Qj1:转载点喷雾用风量;

n —转载点个数;

T —转载点用风量取 1m3/h

2Qj2 = N T=2×2.5=5m3 /h

Qj2—风流净化水幕用风量;

N—水幕个数;

T —净化水幕用风量取2.5m2/h

转载点喷雾用风时间按 12h 计,风流净化水幕用风时间按 16h 计,故:Qjz =2×12+5×16=104m3/d

2.2.2 一个普掘(岩巷)工作面防尘用风量

Qjp=Qj1+Qj2+Qj5

式中 (1Qj1 = n T =2×1=2m3/h

Qj1:转载点喷雾用风量;

n —转载点个数;

T —转载点用风量取 1m3/h

2Qj2= N T=2×2.5=5m3 /h

Qj2—风流净化水幕用风量;

N—水幕个数;

T —净化水幕用风量取2.5m2/h

3Qj7=1×2.5=2.5m 3 /h

Qj7—爆破喷雾用风量

转载点喷雾用风时间按 12h 计,风流净化水幕用风时间按16h 计,爆破喷雾用风量时间按1h计,故:Qjp =2×12+5×16+1×2.5=106.5m3/d

2.2.3 主要运输巷的运输及转载系统防尘用风量

主要运输巷的运输及转载系统防尘用风量包括胶带输送机及转载点喷雾用水量和风流净化水幕用风量。

Qjy = Q+ Qf

1Q = nT=7×1×0.18=7.56 m 3 /h

Q —胶带输送机转载点喷雾用风量;

n—转载点个数;

T —转载点用风量取 1m2/h

2Qf = N T=3×2.5=7.5m3 /h

Qf—风流净化水幕用风量;

N—水幕个数;

T —净化水幕用风量取2.5m2/h

风流净化水幕和转载水幕用水时间按 20h 计,故Qjy =(7.56+7.5)×20=301.2m3 /d

2.2.4矿井综合防尘总用风量

Q= Qjz+ Qjp+Qjy=104×5+106.5×5+301.2=1353.7m3 /d

3、现用综合防尘系统评价

现用综合防尘系统虽能满足风尘防治的需要,但存在如下不足之处有:

1)、各水幕喷嘴用水量大、雾化效果差,必须配用压风,否则达不到雾化效果。

2)、转载水幕长时间开启,皮带上没有煤矸时造成水和压风浪费。

4、改造方法

问题提出后我们通过对多个矿井调研,和市场现有喷雾调查,采取了以下改造方法:

1)、选用新型节水型喷头,去掉压风,方式如下:

原喷头

 

      

新型喷头

  IMG_0634IMG_0635

2)、使用点柱液抢自制自动转载喷雾,实现在皮带运转和有煤时自动开启,机构原理如下:

 


      

 

        

 

   

 

 

 

 

 

 

5、创新点:

   一是新型喷头的使用,解决了水压不足、雾化效果差、依赖压风等不足;二是自制自动转载水幕,实现了皮带运转和有煤两个条件同时具备时自动洒水,解决了转载水幕长时间开启造成水资源浪费。

6、应用情况

我矿于11月底完成了,对井下所有工作面净化、转载水幕的改造,在达到防尘降尘的同时,大大节约了水资源。

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