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摘要：本文根据某矿工作面生产工艺状况，介绍该矿综采工作面控风基本情况，分析当前煤矿综采工作面防尘技术及缺陷，最后提出煤矿井下控风除尘技术的创新应用。
关键词：控风概述；防尘技术；控风措施；创新应用
1、引言
粉尘是煤矿井下主要灾害之一，不仅会污染井下工作环境还具有一定爆炸性，若矿工长期吸入会患上尘肺病，从而影响到矿井的安全，经过长期实践发现，煤矿综掘工作面是矿井主要产尘源之一，如果不采取措施进行除尘，粉尘浓度可以达到2000-3000mg/m3，职业病防治中心对煤矿工人各种尘肺病患病率进行调查发现工作面工人的尘肺病的患病率最高，所以必须要加强掘进工作面粉尘治理的重视，采取有效措施进行控制。本文提出采用可调式控风抽尘系统对工作面的粉尘进行治理，对控尘装置和高效湿式除尘器进行创新，从而改善工作面煤矿工人的劳动卫生条件。
2、综采工作面控风概述
该煤矿南三采区2301综掘工作面的掘进区域属于低瓦斯区域，平均绝对瓦斯涌出量为0-2m3/min，煤层不易自燃，煤尘具有一定爆炸性，工作面的地温在27-29℃，工作面的煤质为亮煤，直接顶为砂质泥岩和中细砂岩，基本顶为砂质泥岩，直接底为砂质泥岩，老底为粉砂岩和细砂岩，工作面的正常涌水量为60m3/h，最大涌水量为200m3/h，该工作面采用煤层注水、高压喷雾和净化水幕等措施进行降尘，虽然对工作面粉尘治理起到了一定的效果，但是由于工作面的断面比较大，要求的供风量较高，导致工作面迎头区域的内风流紊乱，司机位置和回风流会造成一定的污染，所以要采取相应措施进行改进。
3、当前煤矿综采工作面防尘技术及缺陷
多年以来我国煤矿一直侧重于对矿尘污染末端进行治理，大部分采用以风、水为主的降尘措施，这种措施不能从根本上解决煤尘的危害，现场粉尘依然很严重。以下介绍几种通风除尘技术及存在的缺陷：（1）通风除尘技术，该技术主要以通风为主要手段，采用新鲜风流来冲淡或排除浮游的粉尘，若要排除浮游的粉尘需要一定的风速，通常情况下，掘进工作面的最优风速为0.4-0.7m/s，机械化采煤工作面的最优风速为1.5-2.5m/s，虽然这种方法可以有效的排除粉尘，但是在作业期间，工作人员需要暴露在粉尘环境中，具有一定缺陷。（2）长压短轴通风除尘技术，利用长压短轴通风除尘系统，其工作面的风量主要由压入式局部通风机提供，在掘进过程中产生的粉尘主要利用除尘器进行清除，使用这种除尘管理系统，维护起来比较简单，可以有效的排除瓦斯的积聚和滞留，另外还可以实现粉尘的就地净化，但是结合目前实际应用来看，除尘风机的排风量比较小，不能有效控制粉尘风流的外溢。（3）掘进机内外的喷雾除尘，在掘进工作面进行作业期间，在掘进机内外安装喷雾降尘装置，这种技术使用起来比较方便，但是如果喷嘴的布置、水量和水压设计的不合理的话就会造成喷雾的堵塞，如果采用高压喷雾，由于压力较高，还可能存在供水管路爆裂的现象。（4）喷雾洒水降尘，大多数煤矿采用净化水幕、巷道洒水和装载点喷雾等降尘措施，经过大量实验发现，该除尘效果大概为30-50%，除尘效果不佳，需要对喷雾降尘喷嘴和喷雾装置进行进一步研究。（5）个体防护，这种措施主要存在工人不愿佩戴防尘口罩或防尘口罩不合格等问题。该矿主要采用煤层注水、高压喷雾和净化水幕等措施进行降尘，虽然具有一定效果，但是由于工作面的断面面积比较大，所以要求的供风量比较高，导致工作面迎头区域的内风流紊乱，导致部分粉尘从截齿中扩散出来，从而对司机位置和回风流处造成污染。目前对掘进工作面研制的除尘装置一般具有体积大、重量重和安装移动不方便的缺点，对呼吸性粉尘的除尘效率比较低。
4、煤矿井下控风除尘技术创新应用
4.1可调式控风抽尘净化装备的研究
工作面可调式控风抽尘净化系统的主要组成部分有压入式风机、压入式风筒、吸尘罩、附壁风筒、骨架风筒和除尘器等，将压入式风筒的出风口连接到附壁风筒，这样可以形成涡旋风流，在掘进工作机的司机前方设立空气屏幕，从而形成控尘系统，将骨架风筒、除尘器和吸尘罩形成除系统。除尘器在运行过程中，工作面的迎头区域会形成一个负压区，然后将含尘空气利用吸尘罩通过骨架风筒进入到除尘器中，从而实现净化处理，将净化后的风流排放到巷道中。附壁风筒可以将综采掘进工作面产生的直射流变为巷道周壁涡旋前进的风流，附壁风筒是由正压骨架风筒改装的，长为6米，直径为800mm，在侧面开设多个250mm×250mm的矩形口，如果要采用附壁风筒产生的涡旋风流时，就将调风阀门关闭，并开启径向出风口的覆盖帆布，这时工作面的风流将改变直射流的状态并且从径向出风口排出，在径向和轴向风速的作用下，风流会沿着巷道的周壁前进，由附壁风筒产生的螺旋风在工作面的用头区域形成空气屏幕，还可以降低风流直接冲击迎头的能量。工作面处于检修状态时的除尘器处于关闭状态，此时打开径向出风口上的覆盖帆布和調风阀门，将会阻挡径向出风的方向，风流会从附壁风筒内射出，可以有效保证迎头的供风量。矿用湿式除尘器是具有国际先进水平的新一代除尘器，该除尘器的主要组成部分为前喷雾、后喷雾、过滤器、配套风机和脱水器组成，当含尘空气吸入到除尘器后，先通过前雾化喷嘴进行初步混合，然后在高速旋流叶轮的作用下进一步进行雾化混合，形成泥水和尘雾状态，此时气流夹带着泥水和尘雾到除尘箱的过滤网上，粉尘会再一次捕捉形成泥滴，没有形成水的水雾气会在气流的作用下到脱水器，通过脱水器的搜集形成水滴，最后形成污水，通过除尘箱的底板流出除尘箱。除尘器主要采用两级喷雾，利用配套风机和过滤网捕捉粉尘，然后利用高效波纹板进行脱水，从而达到高效除尘的效果，此除尘器具有除尘效果好、脱水效果好、噪音小和维护量下的优点。
4.2可调式控风除尘净化系统的布置
由于该煤矿掘进工作面的机电设备比较多，检修需要开启掘进机的盖板，所以将除尘器固定在掘进机的跑道上，然后和桥转联动，这样可以减少除尘器的移动，保证除尘管路的完整性，除尘器利用专用承载小车，将其置于桥式转载机的机尾轨道上，除尘器和掘进机同时前进和后退，利用负压骨架将除尘器和吸尘罩进行联接。控风系统主要采用滑轮将所有设备悬吊在锚网上，该煤矿掘进工作面的正常进尺为12.8米/天，此时只需要检修班对正压供风风筒的联接进行收缩骨架风筒，其余生产班需要移动2根轨道和解开一个骨架风筒就可以。
为了尽量减少超前支架对吸尘罩布置的影响，根据集尘装置尽量靠近产尘源点的原则，利用分列式吸尘罩作为吸尘罩的主体结构，然后将吸尘罩的2个矩形吸入口布置在掘进机转盘的两侧，为了对吸入的风量进行控制，一般将控尘速度保证在14m/s以上。负压风筒主要用来联接集尘装置和除尘器间的风道，为了便于维护，将负压风筒设置在二运桥的右侧，然后利用附着在桥架上的风筒支撑架进行支撑，另外在负压风筒下方垫废旧的输送带以此来保护风筒。
5、结语
根据粉尘浓度测试方法对工作面粉尘进行采集、称量和计算后，该煤矿在采用可调式控风抽尘净化技术后，工作面的粉尘浓度得到了极大的改善，在使用该技术前，掘进机截煤时的司机位置粉尘浓度为2150mg/m3，使用该技术后，粉尘浓度为38.0mg/m3，工作面总粉尘降尘效率达到98%，掘进机截煤时的司机位置呼吸性粉尘浓度的平均值为139mg/m3，使用该技术后，呼吸性粉尘浓度的平均值为6.8mg/m3，呼吸性粉尘降尘效率达到95%。掘进机截煤时机组后5米处的原始粉尘平均浓度值为1828mg/m3，采用该技术后，粉尘平均浓度值为55mg/m3，工作面总粉尘降尘效率达到97%。
参考文献：
[1]吕二忠，刘涛，严春，等.综掘工作面高压喷雾降尘技术研究[J]. 煤炭工程，2016，48（4）：58-60+63.
[2]刘涛，兰树员，汪春梅，等.综掘工作面高压喷雾与泡沫除尘技术应用的对比研究[J].矿业安全与环保，2016，43（1）：50-53+56.
关键词：控风概述；防尘技术；控风措施；创新应用
1、引言
粉尘是煤矿井下主要灾害之一，不仅会污染井下工作环境还具有一定爆炸性，若矿工长期吸入会患上尘肺病，从而影响到矿井的安全，经过长期实践发现，煤矿综掘工作面是矿井主要产尘源之一，如果不采取措施进行除尘，粉尘浓度可以达到2000-3000mg/m3，职业病防治中心对煤矿工人各种尘肺病患病率进行调查发现工作面工人的尘肺病的患病率最高，所以必须要加强掘进工作面粉尘治理的重视，采取有效措施进行控制。本文提出采用可调式控风抽尘系统对工作面的粉尘进行治理，对控尘装置和高效湿式除尘器进行创新，从而改善工作面煤矿工人的劳动卫生条件。
2、综采工作面控风概述
该煤矿南三采区2301综掘工作面的掘进区域属于低瓦斯区域，平均绝对瓦斯涌出量为0-2m3/min，煤层不易自燃，煤尘具有一定爆炸性，工作面的地温在27-29℃，工作面的煤质为亮煤，直接顶为砂质泥岩和中细砂岩，基本顶为砂质泥岩，直接底为砂质泥岩，老底为粉砂岩和细砂岩，工作面的正常涌水量为60m3/h，最大涌水量为200m3/h，该工作面采用煤层注水、高压喷雾和净化水幕等措施进行降尘，虽然对工作面粉尘治理起到了一定的效果，但是由于工作面的断面比较大，要求的供风量较高，导致工作面迎头区域的内风流紊乱，司机位置和回风流会造成一定的污染，所以要采取相应措施进行改进。
3、当前煤矿综采工作面防尘技术及缺陷
多年以来我国煤矿一直侧重于对矿尘污染末端进行治理，大部分采用以风、水为主的降尘措施，这种措施不能从根本上解决煤尘的危害，现场粉尘依然很严重。以下介绍几种通风除尘技术及存在的缺陷：（1）通风除尘技术，该技术主要以通风为主要手段，采用新鲜风流来冲淡或排除浮游的粉尘，若要排除浮游的粉尘需要一定的风速，通常情况下，掘进工作面的最优风速为0.4-0.7m/s，机械化采煤工作面的最优风速为1.5-2.5m/s，虽然这种方法可以有效的排除粉尘，但是在作业期间，工作人员需要暴露在粉尘环境中，具有一定缺陷。（2）长压短轴通风除尘技术，利用长压短轴通风除尘系统，其工作面的风量主要由压入式局部通风机提供，在掘进过程中产生的粉尘主要利用除尘器进行清除，使用这种除尘管理系统，维护起来比较简单，可以有效的排除瓦斯的积聚和滞留，另外还可以实现粉尘的就地净化，但是结合目前实际应用来看，除尘风机的排风量比较小，不能有效控制粉尘风流的外溢。（3）掘进机内外的喷雾除尘，在掘进工作面进行作业期间，在掘进机内外安装喷雾降尘装置，这种技术使用起来比较方便，但是如果喷嘴的布置、水量和水压设计的不合理的话就会造成喷雾的堵塞，如果采用高压喷雾，由于压力较高，还可能存在供水管路爆裂的现象。（4）喷雾洒水降尘，大多数煤矿采用净化水幕、巷道洒水和装载点喷雾等降尘措施，经过大量实验发现，该除尘效果大概为30-50%，除尘效果不佳，需要对喷雾降尘喷嘴和喷雾装置进行进一步研究。（5）个体防护，这种措施主要存在工人不愿佩戴防尘口罩或防尘口罩不合格等问题。该矿主要采用煤层注水、高压喷雾和净化水幕等措施进行降尘，虽然具有一定效果，但是由于工作面的断面面积比较大，所以要求的供风量比较高，导致工作面迎头区域的内风流紊乱，导致部分粉尘从截齿中扩散出来，从而对司机位置和回风流处造成污染。目前对掘进工作面研制的除尘装置一般具有体积大、重量重和安装移动不方便的缺点，对呼吸性粉尘的除尘效率比较低。
4、煤矿井下控风除尘技术创新应用
4.1可调式控风抽尘净化装备的研究
工作面可调式控风抽尘净化系统的主要组成部分有压入式风机、压入式风筒、吸尘罩、附壁风筒、骨架风筒和除尘器等，将压入式风筒的出风口连接到附壁风筒，这样可以形成涡旋风流，在掘进工作机的司机前方设立空气屏幕，从而形成控尘系统，将骨架风筒、除尘器和吸尘罩形成除系统。除尘器在运行过程中，工作面的迎头区域会形成一个负压区，然后将含尘空气利用吸尘罩通过骨架风筒进入到除尘器中，从而实现净化处理，将净化后的风流排放到巷道中。附壁风筒可以将综采掘进工作面产生的直射流变为巷道周壁涡旋前进的风流，附壁风筒是由正压骨架风筒改装的，长为6米，直径为800mm，在侧面开设多个250mm×250mm的矩形口，如果要采用附壁风筒产生的涡旋风流时，就将调风阀门关闭，并开启径向出风口的覆盖帆布，这时工作面的风流将改变直射流的状态并且从径向出风口排出，在径向和轴向风速的作用下，风流会沿着巷道的周壁前进，由附壁风筒产生的螺旋风在工作面的用头区域形成空气屏幕，还可以降低风流直接冲击迎头的能量。工作面处于检修状态时的除尘器处于关闭状态，此时打开径向出风口上的覆盖帆布和調风阀门，将会阻挡径向出风的方向，风流会从附壁风筒内射出，可以有效保证迎头的供风量。矿用湿式除尘器是具有国际先进水平的新一代除尘器，该除尘器的主要组成部分为前喷雾、后喷雾、过滤器、配套风机和脱水器组成，当含尘空气吸入到除尘器后，先通过前雾化喷嘴进行初步混合，然后在高速旋流叶轮的作用下进一步进行雾化混合，形成泥水和尘雾状态，此时气流夹带着泥水和尘雾到除尘箱的过滤网上，粉尘会再一次捕捉形成泥滴，没有形成水的水雾气会在气流的作用下到脱水器，通过脱水器的搜集形成水滴，最后形成污水，通过除尘箱的底板流出除尘箱。除尘器主要采用两级喷雾，利用配套风机和过滤网捕捉粉尘，然后利用高效波纹板进行脱水，从而达到高效除尘的效果，此除尘器具有除尘效果好、脱水效果好、噪音小和维护量下的优点。
4.2可调式控风除尘净化系统的布置
由于该煤矿掘进工作面的机电设备比较多，检修需要开启掘进机的盖板，所以将除尘器固定在掘进机的跑道上，然后和桥转联动，这样可以减少除尘器的移动，保证除尘管路的完整性，除尘器利用专用承载小车，将其置于桥式转载机的机尾轨道上，除尘器和掘进机同时前进和后退，利用负压骨架将除尘器和吸尘罩进行联接。控风系统主要采用滑轮将所有设备悬吊在锚网上，该煤矿掘进工作面的正常进尺为12.8米/天，此时只需要检修班对正压供风风筒的联接进行收缩骨架风筒，其余生产班需要移动2根轨道和解开一个骨架风筒就可以。
为了尽量减少超前支架对吸尘罩布置的影响，根据集尘装置尽量靠近产尘源点的原则，利用分列式吸尘罩作为吸尘罩的主体结构，然后将吸尘罩的2个矩形吸入口布置在掘进机转盘的两侧，为了对吸入的风量进行控制，一般将控尘速度保证在14m/s以上。负压风筒主要用来联接集尘装置和除尘器间的风道，为了便于维护，将负压风筒设置在二运桥的右侧，然后利用附着在桥架上的风筒支撑架进行支撑，另外在负压风筒下方垫废旧的输送带以此来保护风筒。
5、结语
根据粉尘浓度测试方法对工作面粉尘进行采集、称量和计算后，该煤矿在采用可调式控风抽尘净化技术后，工作面的粉尘浓度得到了极大的改善，在使用该技术前，掘进机截煤时的司机位置粉尘浓度为2150mg/m3，使用该技术后，粉尘浓度为38.0mg/m3，工作面总粉尘降尘效率达到98%，掘进机截煤时的司机位置呼吸性粉尘浓度的平均值为139mg/m3，使用该技术后，呼吸性粉尘浓度的平均值为6.8mg/m3，呼吸性粉尘降尘效率达到95%。掘进机截煤时机组后5米处的原始粉尘平均浓度值为1828mg/m3，采用该技术后，粉尘平均浓度值为55mg/m3，工作面总粉尘降尘效率达到97%。
参考文献：
[1]吕二忠，刘涛，严春，等.综掘工作面高压喷雾降尘技术研究[J]. 煤炭工程，2016，48（4）：58-60+63.
[2]刘涛，兰树员，汪春梅，等.综掘工作面高压喷雾与泡沫除尘技术应用的对比研究[J].矿业安全与环保，2016，43（1）：50-53+56.