科技成果

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成果名称: 矿井综合防尘达标关键技术及装备研究

成果登记号: 9612018Y0220

第一完成单位: 陕西陕煤黄陵矿业有限公司

联 系 人: 韩长路

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 新能源与高效节能

应用行业: 制造业

成果简介:

本项目在黄陵一号煤矿煤尘基础性质和粉尘分布及运移规律的基础上,其一,以308综采工作面为例,提出了“化学抑尘剂+风水联动喷雾”治理方法及研究途径,选取了合适的化学抑尘剂,深入分析了煤尘润湿性的作用机理,设计了抑尘剂自动添加装置,根据采煤机机身特点布置了风水联动喷雾,连同抑尘剂添加装置,形成了一套风水联动高效喷雾系统,大大地提高了降尘效率。其二,以黄陵一号煤矿621综掘工作面为研究对象,有针对性地分析了现有防尘技术难点及现场产尘规律、特点,提出了“高效喷雾+控风控尘+抽尘净化”治理方法及研究途径,并开展了高效喷雾装置设计、控尘及除尘装置的配套关键装备研发、分体式集尘装置的研究、瓦斯与粉尘治理安全保障系统的研究以及长压短抽控尘通风工艺参数等研究,利用理论分析、数值计算以及现场考察等手段对综掘面粉尘综合治理效果进行了系统研究,最终形成一套适合于黄陵一号煤矿621回风顺槽综掘工作面及相似条件的防尘达标综合治理技术及装备。

项目主要创新点如下:

1.通过对煤尘样品进行的煤质分析,表明黄陵一号煤矿原煤为弱粘结煤RN(32),平均灰分16%,平均硫分0.69%,发热量28.35MJ/kg。煤尘的水分较低、灰分及硫分较高。其中综采面煤尘的水分为2%左右、灰分31%左右、含硫量0.9%;掘进面的煤尘水分为1.3%左右、灰分55%左右,含硫量0.6%;回风巷的煤尘水分较高,灰分超过60%,含硫量约0.5%。粉尘的着火温度较低、易于自燃,具有一定的爆炸性。

2.该项目开发了LDJY型抑尘剂添加系统,该装置无需使用电力、借助于管道的水流压力,实现抑尘剂微量稳定添加,抑尘剂的添加量可以在0.05‰~5‰范围内灵活调节。基于抑尘剂和抑尘剂添加系统开发,形成了井下工作面化学团聚降尘技术。

3.形成了一套适合于黄陵一号煤矿621回风顺槽掘进工作面及相似条件的高效控除尘及安全保障系统。整个系统运行可靠,使用方便,耐用,减少了除尘设备搬运工作量,工作面前部30m范围内作业区域能见度得到很大提高,视野清晰,能取得了99%以上的降尘效果,粉尘浓度控制在4mg/m3以内,达到国家标准值以内,综掘面实现达标生产,极大改善了工作面的劳动卫生条件。

4.创新地应用了橡胶伸缩软管作为除尘系统交接点抽尘管道,满足现场耐磨、可弯曲、强度高的要求,同时为适应低矮巷道采用矩形刚性风筒作为抽尘管道中间段,在适应低矮巷道的要求同时,可有效降低通风阻力,提高除尘系统性能。

5.项目首次开发了除尘设备配套的安全保障系统,实现了瓦斯与粉尘协同控制技术,保证了综掘面安全生产,解决了高瓦斯综掘面使用控除尘系统的安全隐患问题。根据控尘通风流场变化规律,研发了轴向和径向出风双向可调的新型控尘装置,轻便耐用,使用方便。

6.通过建立CFD数值模型,揭示了长压通风、长压短抽通风、长压短抽控风三种通风方式的风流场变化规律和粉尘运移规律,数值模拟对比研究表明:控尘装置能够有效控制粉尘的向后扩散,轴径向出风比为1:3时,控尘效果最好。