煤矿巷道机械化掘进粉尘污染控除关键技术

技术简介

煤矿机械化掘进巷道进尺快、喷浆量大、产尘量高，是矿工尘肺病主要来源区域。综掘机截割和喷浆作业是掘进巷道核心产尘源，对工人职业健康构成了极为严重的威胁。由于截割煤岩尘润湿性差异大、扩散规律复杂、封闭难度大，粉尘在通风风流作用下快速弥散至巷道作业区域，致使传统除尘技术无法解决高浓度粉尘污染问题；而干（潮）喷生产工艺则是导致喷浆作业区粉尘污染严重的直接原因。该科技成果主要包括以下两方面：

（1）发明了可快速覆盖巷道全断面的多向旋流风幕控尘技术，短距离内快速形成风流方向均指向工作面、阻隔粉尘扩散的风幕，提高了抽尘净化效果；构建了由轻质三向旋流风幕装置、高效湿式除尘风机、增润剂定量添加装置等构成的高效小型化风雾双幕协同增效控除尘成套装备体系；

（2）研究了减阻调堵技术，发明了矿用混凝土喷射机（组）及强制搅拌机、喷射辅助机械臂等装备；实现了管道堵塞和喷射粉尘的有效预防和主动调控，破解了井下施工水泥尘无法源头上根本控制的难题。

创新点及性能指标

（1）发明了由轻质三向旋流风幕装置、高效湿式除尘风机、增润剂定量添加装置等构成的高效小型化风雾双幕协同增效控除尘成套装备。

（2）发明了矿用混凝土喷射机（组）及强制搅拌机、喷射辅助机械臂、速凝剂自动添加装置等湿式喷射设备。实现了井下狭小巷道空间低尘化快速高质量混凝土喷射。

投资概算及经济效益分析

据统计，目前全国煤矿巷道掘进机械化率达到90%以上，新掘进巷道约1.3万条左右。为此，该科技成果从源头上实现了对综掘面和喷浆作业区域粉尘污染的高效控除，满足了我国机械化掘进技术快速发展对粉尘污染防治的迫切需求，为煤炭行业粉尘防治技术的完善和发展起到了典范作用。此外，该项目研究成果还可进一步推广应用于非煤矿山、隧道与地下工程等机械化掘进中的粉尘防治。

成果已先后在霍州煤电、山东能源集团、兖矿集团等下属煤矿200多个巷道应用，近三年新增产值共计202692万元，部分案例如下：

案例1：枣矿集团煤巷与霍州煤电岩巷

综掘面作业区平均总尘、呼尘降尘率依次分别为96.5%、95.7%与97.4%、96.8%，污染最严重的掘进司机处总尘、呼尘浓度为14.8mg/m3、8.3mg/m3与16.2mg/m3、10.3mg/m3。

案例2：新巨龙能源有限责任公司

项目成果应用后，总尘浓度降至9.7mg/m3，工作效率≥7m3/h，混凝土输送阻力降低20%，泵送距离≥260m，堵管概率降低60%，回弹率降至9.4%。

US10190948B2，ZL201410406960.8，ZL201110140008.4，ZL201410225279.3，ZL201410053156.6，ZL201410505212.5