薄煤层煤尘弱水防治技术及其工艺过程研究

矿井粉尘是煤矿五大自然灾害之一。从目前我国薄煤层炮采工作面的产尘情况来看,根据测定,在没有使用防尘措施的情况下,打眼、爆破、攉煤、回柱、转载等工序平行作业时,有些煤矿个别瞬时原始总粉尘浓度甚至高达400mg/m3。薄煤层煤矿井下采掘生产现场的高浓度粉尘,轻则降低矿工的劳动生产率,影响矿井的产量和效益,重则导致矿工患尘肺病长期不能治愈而死亡,或导致粉尘爆炸,甚至引发瓦斯爆炸事故,造成重大人员伤亡和经济损失。因此,必须对薄煤层煤尘弱水防治技术及其工艺过程进行研究。从而大幅度降低作业场所空气中的粉尘浓度,对于保障煤矿企业的安全生产、改善作业地点的工作环境、保护煤矿工人的身心健康就显得十分必要,具有重大的现实意义。 本课题采用理论研究、实验室分析和现场实测相结合的方法,对薄煤层煤尘弱水防治技术及其工艺过程进行定性分析和定量评价。对煤层结构、水在煤层内的受力分析和运动过程、煤层注水降尘机理、表面活性剂润湿煤体降尘机理、添加表面活性剂提高煤层注水降尘率的机理、泡沫除尘机理等影响煤层注水、干式打眼、爆破除尘和湿润剂防尘等各方面的因素进行了理论分析;运用物理化学等理论,以上述分析结果为依据,改进了薄煤层快速注水工艺,并确定了相关合理注水参数;以表面活性剂溶液湿润特性的大量实验室分析为基础,选择了用于快速煤层注水的湿润剂,并设计了添加剂装置;以泡沫除尘机理的理论分析为依据,配制了适用于煤层干式打眼的泡沫除尘药剂,并研制了发泡剂装置;针对薄煤层放炮前、后洒水降尘的不足,研发了炮采工作面的爆破高压自动喷雾技术以及在水炮泥中添加润湿剂的除尘工艺;然后对薄煤层煤尘弱水防治技术及其工艺过程进行了大量的工业性试验,以验证研究成果的科学性和合理性。