燕子山无尘化矿井方案完成版

大同燕子山矿无尘化矿井建设方案太原市博世通机电液工程有限公司二零一零年五月I目录1矿尘防治现况.........................................................................................................12燕子山矿基本情况.................................................................................................53现有的降尘技术.....................................................................................................63.1机组内外喷雾...................................................................................................63.2联动喷雾...........................................................................................................73.3矿用风水雾化降尘装置..................................................................................83.4转载点喷雾.......................................................................................................93.5移架架间喷雾和放顶煤喷雾...........................................................................93.6旋转喷雾...........................................................................................................94现有的捕尘技术...................................................................................................105燕子山矿粉尘处理方案.......................................................................................115.1高效防堵雾化喷嘴.........................................................................................115.2工作面上产生的粉尘处理方案.....................................................................125.3转载点上产生粉尘的处理方案.....................................................................165.4风流中含有的浮尘处理方案.........................................................................175.5地面远程实时监控系统................................................................................196装置安装地点示意图...........................................................................................217恒压供水系统和BGLQ-2.5水介质反冲过滤器..............................................228元件清单...............................................................................................................2411矿尘防治现况环保问题越来越引起人们的注意，人们逐渐认识到，各种污染对人类的健康和生存构成了严重的威胁，因此绿色生产、清洁生产已成为工业生产的发展趋势。粉尘污染是煤矿生产中的主要污染，由于煤矿井下采煤、掘进、转载和运输等主要环节都会引起煤尘对空气的污染，并且井下通风条件比较差，工作空间比较小，所以井下空气中煤尘的浓度会很高，高浓度的煤尘对人体健康和煤矿生产的安全都有着非常大的影响。九十年代以来，随着综采、综掘技术的迅猛发展，尤其是高产高效工作面和综放工作面的广泛推广应用，我国煤矿粉尘污染问题日趋严重。在未采取防尘措施时机采工作面的粉尘浓度达到（1000～3000）mg/m3，综采工作面普遍超过4000mg/m3，综掘工作面的粉尘浓度亦达（2000～3000）mg/m3，运输设备的各转载点，粉尘浓度有的高达(300～500)mg/m3，而且呼吸性粉尘在总粉尘中的比例也达到20%左右，无论是总粉尘浓度还是呼吸性粉尘浓度均严重超标。而在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮游矿尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45～80%；掘进工作面产尘量占20～38%；锚喷作业点产尘量占10～15%；运输通风巷道占5～10%；其他作业点占2～5%。各作业点随机械化程度的提高，矿尘的生成量也将增大，带来的严重后果是煤尘爆炸隐患增大，特别是煤矿尘肺病人数的增多。据统计，目前仅煤炭行业尘肺病人数已超过20万，接近我国各行业肺患病人数的一半。控制煤矿尘害已成为煤炭行业头等重要的事情，而要控制尘害，最有效的措施就是大幅降低煤矿井下作业场所及巷道空气中的粉尘浓度。我国工矿企业从卫生角度出发，把粉尘划分为四个计量粒级范围，即：Ⅰ为小于2m；Ⅱ为2～5m；Ⅲ为5～10m；Ⅳ为大于10m。在矿尘分散度的九级组成中，小颗粒占的百分比数大，即表示分散度高，对人体危害性也大。我国目前采煤工作面的粉尘浓度虽然有较大幅度的下降，但分散度仍然比较高，如表1所示为某矿务局部分矿井有关粉尘的实测资料。表1某矿务局矿井煤尘分散度实测数据分析结果2矿井采样地点粉尘的显微分析的计算结果0～2m2～5m5～10m10m重量百分比%数量百分比%重量百分比%数量百分比%重量百分比%数量百分比%重量百分比%数量百分比%A矿1#工作面0.0937.004.4945.508.259.5087.158.00A矿2#工作面1.4549.0045.8745.5052.665.500.000.00A矿3#工作面0.0035.000.7436.001.8815.0097.3614.00B矿1#工作面0.4229.007.0136.5039.7824.0052.868.50B矿2#工作面0.2335.533.0038.8410.0717.3586.678.26C矿1#工作面0.0038.589.8845.5020.5412.0068.764.00C矿2#工作面0.7543.009.6034.5026.3816.5063.336.00D矿1#工作面3.8156.3878.8842.8517.300.840.000.00D矿2#工作面0.1646.001.0513.5011.3126.0087.4714.50平均九个面23个测量值3.3750.8716.5832.4324.8811.9255.334.96由表中看到，≤5μm的呼吸性粉尘的重量百分比是19.95%，而数量百分比仅达到了83.30%,分散度是很高的,对工作人员的身体健康危害是很大的。我国《煤炭安全规程》中规定，井下有人工作地点和人行道的空气粉尘浓度，应该符合表2的要求。2001年11月国家煤矿安全监察局颁布的表2：表2粉尘的种类最高允许浓度，mg/m3含游离粉尘sio210%的粉尘2含游离粉尘sio210%的水泥粉尘6含游离粉尘sio210%的粉尘10《煤矿安全规程》中第739条规定：作业场所空气中粉尘（总粉尘、呼吸性粉尘）浓度应符合表3要求。英国联邦安全与健康管理局制定的可呼吸性粉尘标准如表4所示。据我国煤矿井下的实际情况，粉尘浓度均严重超标，因此粉尘沉降在煤矿企业生产中仍是棘手的问题。3表3粉尘中游离SiO2含量（%）最高允许浓度（mg/m3）总粉尘呼吸性粉尘10103.510～502150～8020.5≥8020.3表4粉尘的种类最高允许浓度，mg/m3含游离粉尘sio2＜5%2含游离粉尘sio2＞5%10近几年来，随着高产高效矿井的发展，采掘工作面的产尘浓度越来越高。粉尘污染越来越严重，已经成为煤矿的最大污染源。粉尘的产生不仅严重危及采掘工作面工作人员的身体健康，也存在着煤尘爆炸的隐患。国内外针对矿尘治理的研究越来越深入，矿尘的治理手段也越来越多。总的看来，这些技术或手段可归为两大类：干法除尘与湿法除尘。所谓干法除尘的实质是通过采用集尘器收集粉尘，然后进行清除。集尘器的原理大多采用文丘里原理，通过让高速风流或者水流通过特定的变截面装置，从而形成的负压吸入含尘气流达到集尘的目的。对于收集到的含尘气流的处理方式也有很多种，如重力沉降、静电吸附、活性碳吸附等。常见的干式除尘装置有：重力沉降室、旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器等，各自针对不同粒径的尘粒有较高的除尘效率，但是干式除尘大多采用集尘方式工作，并且只能应用于特定的环境中。对于在煤矿井下采掘工作面，由于工作环境恶劣，采掘设备不停移动，给推广使用带来较大的困难，由于使用不方便往往难于发挥出应有的效用。湿式除尘的工作介质大多采用水，在采煤工作面预先在煤层中注水增加煤的湿度，采煤过程中喷雾等。人们对湿式除尘的研究与应用也比较多，人们还将磁、声、电等领域的新技术引入喷雾降尘的研究，出现了许多高效、先进的喷雾降尘4技术，如声波雾化技术、磁化水降尘技术、预荷电喷雾降尘技术以及高压喷雾降尘技术。虽然有些技术离推广适用还有一定距离，但是对它们的研究正在取得不断的进展。此外，含尘气流控制是通过控制风流的流向，从而达到控制尘流的流向，最终达到控制粉尘的目的。煤尘污染的控制是煤矿生产的主要安全课题之一，许多煤矿已经成立专门的部门负责煤尘的测定及控制。同时，许多研究机构也对除尘方法作了大量的推广应用研究，已经有很多的研究成果应用于工业现场中。从煤矿生产的环保趋势和目前除尘技术的应用方向来看，煤矿井下包括综掘综采工作面的降尘技术的研究将向自动化和细微化（m5的可呼吸尘）方面发展。①喷雾降尘：采煤机和掘进机的喷雾降尘分为内外喷雾两种。内喷雾通过采煤机和掘进机切割机构上的喷嘴向割落的煤岩处直接喷雾，在粉尘生成时将其拟制；外喷雾喷嘴多安装在采煤机和掘进机靠近截割头的截割臂上或采煤机截割部的前端，喷出的水雾将截割头笼罩住，阻止粉尘向外扩散。喷雾降尘是最经济有效的除尘方式，在粉尘产生的初期就将其沉降，由于种种原因，内喷雾几乎不能够正常使用，不是喷嘴堵塞失去作用就是通向内喷雾的水路出现故障无法正常使用。外喷雾在多数情况下能够得到应用，但效果不是十分好，许多使用单位很难维持正常使用。②通风除尘：通风除尘的最终目的，是在保证安全生产的前提下，有足够的风量使采取其它降尘措施后剩余的粉尘释放和排出，同时又不至于因风速过大而使落尘转化为浮尘，使粉尘浓度再次增加。另外借助风帘控制风的流向来控制粉尘保护作业场所的工作人员