职业病-煤矿粉尘防治关键技术与装备PPT

一、薄煤层炮采工作面防尘技术二、炮掘工作面防尘技术三、综掘工作面防尘技术四、锚喷工作面防尘技术五、综采(放)工作面防尘技术六、风流净化及煤流系统防尘技术七、噪声和高温目录前言■生产性粉尘：

是指在煤矿生产中形成的，能较长时间漂浮在作业场所空气中的固体微粒，其粒径多在0.1～10μm，它是污染环境，影响劳动者健康的重要因素。通过现场实测，综采面测尘点粉尘的粒径范围为1.0-38.2µm，D50的粒径范围在5.9-12µm；综掘面测尘点粉尘的粒径范围为1.3-42.5µm，D50的粒径范围在7.8-12.54µm，主要为呼吸性粉尘。1.呼吸系统A.尘肺--矽肺、煤工尘肺、水泥尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺等B.粉尘沉着症--金属粉尘的沉着，如锡、铁、锑C.有机粉尘引起肺部病变--棉尘病、职业性变态反应肺泡炎D.呼吸系统肿瘤--肺癌、间皮瘤E.呼吸系统炎症--粉尘性支气管炎、肺炎、支气管哮喘等F.其他呼吸系统疾病--肺通气功能改变2.局部作用

--局部刺激和损伤：刺激、破损、炎症

--皮肤病变：阻塞性皮脂炎、粉刺毛囊炎、脓皮病3.中毒作用

--铅、砷、锰…等粉尘可在呼吸道黏膜溶解吸收导致中毒

■粉尘对人体健康的危害前言人数全国尘肺病和煤矿尘肺病发病数年份人数年份全国职业病和煤矿职业病发病数煤矿职业病、尘肺病占到我国总数的1/2左右。

保守估计每年死亡2000人左右，损失100亿元。职业病背景介绍

全国职业病和尘肺病累计总数、尘肺病是危害我国工人健康的最严重的职业病，对于煤矿来说，不但接尘工人数在全世界居于首位，而且尘肺病患病率居高不下前言前言三期尘肺病

冰山现象实际职业病远远超过报告病例数前言■粉尘具有爆炸危险已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性1、金属：如镁粉、铝粉2、煤炭（采掘降尘、巷道冲刷）；3、粮食如小麦、淀粉；4、饲料如血粉、鱼粉；5、农副产品如棉花、烟草；6、林产品如纸粉、木粉；7、合成材料如塑料、染料。前言粉尘危害的严峻形势煤尘爆炸事故采掘面生产现场高浓度粉尘还容易引起煤尘甚至导致瓦斯爆炸事故，严重影响矿井安全黑龙江龙煤集团七台河东风煤矿被炸塌的皮带井口

黑龙江七台河东风煤矿11.27特别重大煤尘事故，171人死亡，48人受伤，直接经济损失4293万元。违规放炮处理皮带道主煤仓堵塞，导致煤仓给煤机垮落，煤仓内的煤炭突然倾出，带出大量煤尘并造成巷道内的积尘飞扬达到爆炸界限，放炮火焰引起煤尘爆炸。前言●兖矿集团济三煤矿2004.2.8煤尘爆炸事故：死亡2人、重伤3人、轻伤13人；43下04综放工作面煤尘爆炸的直接原因是放炮员放糊炮扬起煤尘，引起煤尘爆炸。●济宁市欢城煤矿2005.6.20煤尘爆燃事故：

1人死亡，2人重伤，7人轻伤；未坚持全断面一次起爆.掏槽眼最小抵抗线不足造成炸药爆燃，引起原、次生煤尘爆燃。●枣庄联创实业公司2006.2.23煤尘爆炸事故：死亡18人，受伤9人；放炮员在处理16108工作面上面断层带底板岩石时，违章放炮引起煤尘爆炸。◆煤尘：煤尘爆炸指数30-50.18%之间主要有两种形式，纯煤尘爆炸和有瓦斯参与的煤尘爆炸。以后一种为主。与瓦斯点燃相同。沉积煤尘飞扬计算示例必须经过专门部门的试验鉴定，一般煤的挥发分Vr>10%属有爆炸性的煤尘。除少数无烟煤外，其余各类煤均属于爆炸性煤尘。浓度下限45～2000g/m3。直接产生很难—40g/m3时25W的灯泡，2m内人看不见灯光。间接产生容易—积尘飞扬。能量>4.5-40mJ；温度为700-800℃；足够长的时间>爆炸感应期。①煤尘本身具有爆炸危险性。②空气中煤尘的浓度处于爆炸界限范围内。③有足够能量的点火源。煤尘爆炸在井下存在的可能性前言

在中国当前煤矿生产技术的条件下，矿井综合防尘包括这样的含义：即从矿井采、掘、机、运、通五大系统，到各系统的各生产工序、各个环节都必须采取综合性防治粉尘的有效措施。这种措施不是单纯的某一项或某两项，也不是带有工序性空白环节的间隔性防尘措施，而是在任一产尘工序、任一产尘环节上都必须采取一项和几项行之有效的防尘措施，或者以某一项措施为主，某几项措施为辅，实现多种措施同时并举，使作业空间的粉尘浓度达到国家规定的卫生标准，消除或控制住矿尘危害，杜绝煤尘事故。减尘降尘捕尘排尘阻尘矿井综合防尘措施薄煤层炮采炮掘综掘综采(放)锚喷风流净化及煤流系统中国煤矿采掘工作面粉尘防治现状阐述顺序前言一、薄煤层炮采工作面国内防尘技术1.1

湿式打眼

湿式打眼的防尘效果取决于单位时间内送入钻孔的水量。只有向钻孔底部不断充满水，才能起到对粉尘的湿润作用，并使之顺利排出。薄煤层炮采工作面降尘措施湿式打眼短壁注水爆破自动喷雾1.2薄煤层短壁快速煤层注水技术注水装备高压阀门流量表风钻(煤电钻)注水封孔器分流器高压胶管加压泵基础防尘管路设施主要利用薄煤层爆破孔用作注水孔的方法进行提前注水，打眼、注水、爆破等工序并行作业。注水时间5~10min，注水压力2~3MPa。一、薄煤层炮采工作面国内防尘技术煤矿7704工作面煤水现场布置示意图①-阀门；②-水表（测压力、流量）；③-钻孔；④-封孔器；⑤-注水软管；⑥-三通；⑦-支架/支柱；⑧-放炮自动喷雾（传感器控制)；⑨-放炮喷雾水幕（手动控制）；⑩-防尘供水管路

通过注水，煤层水分含量增加了0.84%，铲(攉)煤时全尘的降尘率达到72.6%，呼尘的降尘率达到76.4%。一、薄煤层炮采工作面国内防尘技术1.3薄煤层炮采工作面多功能全自动爆破喷雾系统只有一个爆破工进行爆破作业全工作面爆破过程中各分段存在时间差采煤工作面特点采用分区段的方式实现爆破喷雾在减少工作面喷雾用水、不恶化工作面作业环境的情况下，最大限度地提高喷雾降尘效果，减少粉尘飞扬供水管路加压装置公共供水管路截止阀门主机出水管路冲击波传感器薄煤层炮采工作面爆破声控自动喷雾系统一、薄煤层炮采工作面国内防尘技术高压风水喷雾爆破远程自动喷雾耙装自动喷雾捕尘网国内炮掘工作面降尘二、炮掘工作面国内防尘技术三、综掘面粉尘防治关键技术及装备《煤矿安全规程》127条规定:煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式（压气、水力引射器不受此限）；如果采用混合式，必须制定安全措施。瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。瓦斯矿井高瓦斯矿井综掘机内外喷雾压抽混合式通风除尘系统化学抑尘浅孔煤层注水个体防护煤与瓦斯突出矿井综掘机内外喷雾化学抑尘煤层注水个体防护水幕+空气幕水幕+泡沫除尘3.1综掘面通风除尘技术及装备3.1.1压抽混合式通风除尘系统及装备(瓦斯、高瓦斯矿井）3.1综掘面通风除尘技术及装备3.1.1压抽混合式通风除尘系统及装备(瓦斯、高瓦斯矿井）综掘面附壁风筒控尘机理3.1综掘面通风除尘技术及装备3.1.1压抽混合式通风除尘系统及装备(瓦斯、高瓦斯矿井）项目KCS—100DKCS—150DKCS—200DKCS—300DKCS—400DKCS—700D最大处理风量(m3/min)100150200300400700总除尘效率(%)≥96≥96≥96≥96≥96≥96工作噪声[dB(A)]≤85≤85≤85≤85≤85≤85功率(KW)5.51118.5223737外形尺寸(mm)2600×700×9002950×750×10003000×800×10203100×900×11003600×1000×12004400×1400×1700重量(kg)486638674784100020643.1综掘面通风除尘技术及装备3.1.1压抽混合式通风除尘系统及装备(瓦斯、高瓦斯矿井）高分子附壁风筒：新型高分子材料轻质附壁风筒作为掘进面控尘装置，安装在距掘进头10~28m范围内，可形成有效控制截割头产尘向外扩散的的空气幕，提高抽尘量及外喷雾的降尘量。项目参数项目参数防火等级B1级压缩强度＞200KPa耐高温170℃吸水率＜3%耐低温-30℃导热系数＜0.018W/(m·K)重量25Kg外形尺寸D600（500、800、1000）×17003.1综掘面通风除尘技术及装备3.2.2泡沫除尘系统及装备(煤与瓦斯突出矿井）

（a）泡沫降尘前（b）泡沫降尘后射流负压式旋流发泡装置以压力水射流为动力，无需发泡剂定量添加泵，发泡剂添加量2.5kg/h-10kg/h，耗水量0.5m3/h-2.0m3/h，产生泡沫量25m3/h-100m3/h，发泡倍数＞50倍，发泡剂绿色、环保和高效。

该装置的添加工艺参数：采用气压或水压模式，该装置稳定性高、结构简单，可实现采煤工作面及掘进工作面降尘剂的自动连续定量添加，添加装置的工作压力≤4MPa，流量为0~15L/h。降尘剂分散添加装置3.2综掘面化学抑尘技术及装备抑尘剂集中添加装置示意图降尘剂集中添加装置工艺参数：采用电动模式，可智能检测、控制降尘剂的自动、连续、定量添加。井下工人可通过操作显示面板在量程范围内灵活控制降尘剂的添加量。添加装置电机功率为370W，流量为0~50L/h，排出压力≥6.3MPa，精度等级为0.5级。3.2综掘面化学抑尘技术及装备四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备2011年1月27日，国家安监总局、国家煤监局联合下文将“干式混凝土喷射机”明确列入《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录》，要求2013年我国井工煤矿喷浆作业环节全部淘汰“干喷设备”生产和使用。干喷机干喷工艺喷射强度<20MPa(C20)回弹率>20%粉尘浓度>110m3/mg压缩空气干状态混合稀薄流水喷射距离60~100cm四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备湿喷机湿喷工艺湿喷工艺优点作业地点粉尘浓度大大降低生产效率高回弹率低混凝土配合比易于控制设备材料磨损小压缩空气湿状态混合混凝土泵所需空气喷嘴所需空气稀薄流密集流喷射距离60~100cm流动转换四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备PTS-7型推链式混凝土喷射机系列成果之一推链式混凝土喷射机人工喷浆湿喷系统设备四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备生产能力7m3/h工作压力≥0.5Mpa输送距离（水平/垂直）50m/10m耗

气

量10m3/min适用材料配比水泥:砂:石子=1:2:2上料高度1.27m材料水灰比≥0.4链轮转数13r.p.m最大骨料粒径10mm电机型号YBK2-132S-6输料管内径51mm电机功率:5.5kw电机转数960r.p.m电压等级660v/1140v机器轨距600mm/900mm整机重量900kg外形尺寸(长×宽×高)2575mm×788mm×1100mm工作原理：搅拌好的物料由振动料斗①注入发射缸体②内，由链轮带动密封推板③把物料推至混合室④，由通入的压缩空气，把物料吹送入弯头，实现三相流喷射。机器结构：（1）喂料系统——由振动料斗、发射缸体、密封推板组成。（2）传动系统——由电动机、减速器、链传动、紧链器组成。

（3）气路系统——主风截止阀，压力表、由软管接头组成。（4）电控系统——由自动空气开关、熔断器、启动停止按钮组成。输送能力7m3/h输料高度1000-1700mm上料高度1020mm电机功率5.5kw输料管内径51mm电机转数电压等级整机重量766kg外形尺寸(长×宽×高)2550x696x1400四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备PS9I(B)转子式混凝土喷射机系列成果之二转子式混凝土喷射机人工喷浆潮喷系统设备四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备项目参数项目参数生产能力9m3/h额定工作压力0.5Mpa输送距离（水平/垂直）40/20m上料高度1000mm适用混凝土塌落度100-150mm回弹率＜15%适用材料水灰比≥0.4最大外形尺寸(长×宽×高)2700×788×1000mm最大骨料粒径20mm电机型号YBK2-160M-6输料管内径51mm电机功率:7.5kw推荐骨料粒径8-12mm电压等级380/660v/1140v机器轨距900mm整机重量1400kg表1PS9I(B)转子式混凝土喷射机技术参数四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备混凝土喷射机搅拌机履带式湿喷机械手（人工）湿喷系统设备系列成果之三单体湿喷系统设备四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备单体湿喷系统设备SPB7-T型混凝土喷射机通过对现有各种类型混凝土湿喷机的结构和工作原理进行对比分析，研制出了稳定、可靠、小型、输送距离远、使用寿命长、清洗方便、操作简单的新型矿用泵送柱塞式混凝土湿喷机。项目参数项目参数生产能力6/7m3/h水平输送距离260m混凝土水灰比0.4~0.5垂直输送距离50m最大骨料粒径15mm上料高度1200mm推荐骨料粒径8~10mm电动机功率18.5KW输料管内径50mm电压等级660/1140V耗风量8m3/min整机重量1636Kg工作风压0.5MPa外形尺寸（长×宽×高）2670×910×1430mm回弹率≤10%速凝剂泵送量4L/min四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备单体湿喷系统设备MJDY-250T搅拌机为了满足井下混凝土搅拌要求，研发出了结构简单、成本低、易推广的新型井下混凝土搅拌机。最大限度地实现混凝土材料性能指标的均匀性，降低其离散性，使混凝土的质量更加可靠。项目参数项目参数搅拌桶容积500L搅拌轴转速26r/min额定搅拌容量250L液压系统额定压力16MPa上料高度

500mm额定电压660/1140V出料高度1300mm电机功率18.5KW最大工作高度2300mm外形尺寸（长×宽×高）3500×1300×1400mm最大骨料直径15nn整机重量2326Kg四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备单体湿喷系统设备履带式湿喷机械手针对大断面巷道，为了降低喷浆手劳动强度、减少回弹量并提高喷浆效率，研制了履带式湿喷混凝土用机械手。项目参数项目参数适应巷道断面

28-50m2运行状态外形尺寸（长*宽*高）3430×2260×2170mm最大回转宽度

6720mm液压系统额定压力16MPa最大工作宽度8350mm机重2210kg俯仰角度±63.5°行走速度1km/h摆动角度±160°爬坡能力20°回转角度±50°额定功率7.5kW臂身水平提升高度2172mm额定电压660/1140V四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备PF28-L型湿式喷射混凝土作业机械手遥控器喷枪喷顶时的姿态系列成果之四一体湿喷系统设备一体混凝土喷射机履带式湿喷机械手（人工）湿喷系统设备四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备项目参数值喷射机构喷射能力10m3/h理论最大输送距离（水平/垂直）300/60m额定工作气压0.5MPa耗气量12m3/min泵送混凝土骨料粒径15mm塌落度180-220mm搅拌机构公称容量350L搅拌轴转速

26r/min搅拌上料高度1600mm外形尺寸（长×宽×高）3100×1335×1680mm整机质量4550kg行走速度1km/h额定功率37kW额定电压660/1140V一体湿喷系统设备JSB10-L型湿式混凝土喷射机组四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备四、湿（潮）式喷浆关键技术及装备WT-N1型液态速凝剂WT-N1型液体速凝剂具有凝结时间短、早期强度高的特点。本产品水泥适应性强，使用方便，是一种专为喷射混凝土开发的新型速凝剂产品，可广泛的应用于各类矿用、水电、公路、铁路隧道、井巷、洞室及各种地下工程的喷射混凝土支护工程。性能特点：1、凝结时间短：按照JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的要求，初凝不大于4分钟，终凝不大于10分钟；2、早期强度高，水泥胶砂24h强度可以达到8MPa以上，高于JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的要求，28天强度无损失；3、本品不含氯离子等对钢筋有锈蚀危险的物质；4、施工性能好：本品用于喷射混凝土具有粘聚性好、粉尘低、回弹率低的优点，可以明显改善工作环境，有利于施工质量的提高。五、综采（放）关键技术及装备采煤机高压内外喷雾液压支架全断面喷雾新型液压支架喷吸结合除尘器采煤机随机智能喷雾降尘系统动静压混合式注水国内综掘工作面防尘措施成果之一除尘系统设备综采面除尘系统设备研制了有效控制煤矿综采（放）面产尘的液压支架、采煤机组合式降尘装置。

SC型液压支架架间喷雾负压二次降尘装置(a)GSCM-1型(b)GSCM-2型(c)现场安装应用效果煤机GSCM型组合式喷雾负压二次降尘装置五、综采（放）关键技术及装备成果之一除尘系统设备综采面除尘系统设备研制了有效控制煤矿综采（放）面产尘的液压支架、采煤机组合式降尘装置。五、综采（放）关键技术及装备综采面煤尘智能化降尘系统五、综采（放）关键技术及装备综采面煤尘智能化降尘系统五、综采（放）关键技术及装备采煤机综合智能化降尘效果示意图风流方向采煤机采煤机高压引射喷雾尘源智能跟踪高压喷雾综采面煤尘智能化降尘系统五、综采（放）关键技术及装备综采面煤尘智能化降尘系统割煤喷雾：自动跟踪采煤机运行，在风流下方自动打开1-5道全断面喷雾实施高效除尘移架喷雾：自动跟踪移架作业，在移架的风流下方自动打开1-3道全断面喷雾高效除尘放煤喷雾：自动跟踪放煤作业，在放煤支架前后方自动打开1-3道全断面喷雾高效除尘智能照明：具有工作面智能照明功能，可全开或跟踪采煤机运行，改善工作面作业条件生产监管：将采煤机及移架作业等信息传送地面调度室，实时掌控监管工作面作业情况五、综采（放）关键技术及装备薄煤层综采工作面综合防尘技术五、综采（放）关键技术及装备液压支架全断面喷雾对综采(放)(放)工作面割煤、移架、放煤等工序产尘粒度进行分析沿液压支架前探梁、顶梁、架间和放煤口位置分别安设针对不同类型工序产尘的离心式雾化降尘喷嘴构成组合式喷雾器形成沿煤壁至采空区方向的全断面喷雾液压支架全断面喷雾示意图五、综采（放）关键技术及装备五、综采（放）关键技术及装备成果之二综采面粉尘在线监控系统五、综采（放）关键技术及装备成果之三动静压混合式注水提高注水效果增加注水量节约注水成本根据综采(放)工作面矿压分布规律动压区进行静压注水静压区进行动压注水混合式注水方式较大幅度较低工作面粉尘浓度

煤层波动式高压注水方式以“逾裂效应”为主，通过高压水在煤层内部形成“逾裂效应”，迫使煤层内部原有的封闭裂隙相互沟通或直接在煤层内形成新的裂隙网，即在煤层内部形成可使水渗透到煤体内部相互关联的孔隙—裂隙网，以提高注水效果。综采(放)工作面采煤随机智能自动喷雾系统布局图1-定量泵，2-湿润剂，3-供水箱，4-进水管，5-压力泵，6-流量表，7-压力表，8-截止阀，9-三通，10-注水管，11-注水钻孔，12-封孔器，13-高分子封孔材料煤层波动式高压注水系统示意图

目前，中国综采(放)厚煤层动静压组合式注水工艺，注水压力可达25MPa以上，单孔总注水量可达80m3以上，煤层注水后的水分增加量可达3%左右，降尘率可提高20%以上。五、综采（放）关键技术及装备六、风流净化及煤流系统防尘风流净化水幕现场应用情况清洁大巷矿车冲洗站矿车防尘罩六、风流净化及煤流系统防尘溜煤眼转载点防尘示意图刮板运输机转载点喷雾装置布置示意图七、噪声和高温●生产性噪声的危害及其预防生产过程中产生的声音频率和强度没有规律，听起来使人感到厌烦，称为生产性噪声。生产性噪声的来源及分类生产性噪声的分类