摘要：本文主要针对薄煤层矿井开采展开分析，明确了开采的过程中，如何做好防尘工作，针对综合防尘技术进行了探讨，提出了综合防尘技术的方法，以及要点，希望能够为今后薄煤层矿井开采的工作带来参考和借鉴。
关键词：薄煤层，矿井，开采，防尘
前言
当前在薄煤层矿井的开采过程中，一定要更加清楚开采的方法，同时要做好综合防尘工作，综合防尘技术的应用，要更加科学，合理和有效，明确相关的技术措施，才能够保证综合防尘的效果。
1、煤矿薄煤层开采的特点分析
长壁式采煤法是目前我国井工开采矿井中采用的主要采煤方法，薄煤层开采也是采用这种方法，其中长壁式采煤方式又可以分为两种，分别为走向长壁和倾斜长壁采煤法。然而由于薄煤层的开采煤层的厚度比较小，因此在其机械化长壁工作面开采中还存在与中厚及厚煤层不同之处，主要表现在以下几个方面：一是，薄煤层储量大。当前，我国现已探明的薄煤层可采储量已经达到61.5亿吨之多，占全部可采储量的20%，面对薄煤层储量大这一特点，提高薄煤层开采技术对于提高薄煤层产量有很大的影响；二是，开采难度大。薄煤层的开采难度大主要表现在劳动强度大、机械化程度低、安全系数低、工作效率低这些方面，因此很多煤矿都放弃了对薄煤层的开采。与其他正常煤层相比，有些薄煤层的工作面中还有夹矸，例如，我矿的夹矸就有2-3层，且层厚可达5-10cm，这就要求我们要克服薄煤层开采难度大这一困难，提高采煤率。另外，在薄煤层长壁工作面生产中，与中厚及厚煤层工作面相比，薄煤层的煤层厚度变化、断层等地质构造对其长壁综采或机采工作面布置带来了更大的困难和挑战；三是，安全隐患大。薄煤层在开采的过程中，由于关闭小窑多，工作面局部围岩压力大，顶底板破碎，同时由于瓦斯、水文地质等不确定因素的存在，具有安全隐患大的特点；四是，经济效益低。虽然薄煤层的综采工作面的设备投资并不比中厚煤层综采工作面的设备投资高，但是同等薄煤层综采工作面的产煤量和工作效率都远远低于中厚煤层综采工作面的产煤量和工作效率，甚至连其一半都不到。
2、薄煤层矿井开采综合防尘技术
某井田区域内断裂构造发育，水文地质中等偏复杂。煤层结构简单，厚度在0.8~1.15m，属极薄煤层。煤层顶底板岩性以细砂岩或粉砂岩为主，局部为中砂岩。矿井现开采1，5，7煤层，煤尘爆炸性指数35.61%~41.20%，属强爆煤层。受粉尘的疏水性和表面张力影响，传统的内外喷雾不能有效降低一次尘源粉尘浓度，不利于矿井安全开采。煤层原始含水率在1.85%~2.34%，孔隙率在9.09%左右。工作面产生的粉尘游离二氧化硅含量和分散度较高，高浓度的粉尘严重威胁职工的身心健康。
以2104面为例，综采工艺，采用MG150/345-WDK型双滚筒采煤机，应用ZY3200/7.5/16型掩护式液压支架进行支护，放顶步距为0.6m，工作面采用全部垮落法管理顶板，最大控顶距为4.3m，最小控顶距为3.7m，采高1.4m，纯煤厚度0.99m，割煤过程中要截割顶底板岩石，产生大量的粉尘，粉尘浓度最高达223mg/m3，工作面作业环境差。尘源主要集中在机组强力割煤、岩及移架放顶工序，为有效降低工作面粉尘浓度，实施了高压长壁注水、降尘剂湿式降尘及外喷雾引射降尘技术，通过高压压裂煤体、添加降尘剂辅助外喷雾，提高了采煤工作面煤层含水率及粉尘的润湿能力，粉尘更容易沉降下来，从尘源上有效地减少了综采工作面粉尘的产生。
2.1薄煤层高压长壁注水技术
矿井各煤层含水率在2%左右，远远低于《煤矿安全规程》要求的4%的规定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此通过煤层注水增加煤体水分含量是降低综采工作面各生产环节产尘量最主要的措施与途径。针对薄煤层基本产状及揭露的地质构造分布情况，积极开展薄煤层长钻孔高压注水工艺研究，完善了采煤工作面煤层注水设计。
为提高注水效果，利用SGZ-IA型矿用坑道钻机在工作面上、下巷双向顺煤层布置煤层注水孔，钻孔深度在65m左右，孔径为75mm，钻孔倾角1.5°~3°，上巷施工注水孔28个，下巷施工注水孔30个，面累计钻孔58个。为提高注水质量，避开煤体裂隙带，采用水泥砂浆封孔方式，封孔长度在15m左右。
根据工作面推进度合理选取注水方式，工作面上下巷各布置8个钻孔注水，外侧3个执行动压注水，里侧5个执行静压补水，并且每个钻孔安装了SGS双功能流量计，悬挂了煤层注水管理牌板。用BZW63/12.5型煤层注水泵调整压力在8MPa以上进行动压注水，注水流量80L/min，通过高压压裂煤体，当达到钻孔设计注水量或钻孔周围煤壁有水渗出时，可结束或暂停对该钻孔或该组钻孔的注水，当钻孔进入工作面超前动压影响明显范围内，进行二次静压补水，当距工作面最近的钻孔距面不足10m时，停止注水。
为检验工作面注水效果，定期用水分测试仪对注水后的煤层含水率进行测定，通过实施煤层注水，单孔注水量达80m3，煤层含水率提高至4.5%。
2.2降尘剂湿式除尘技术
传统以水为主的综合防尘措施，如煤层注水、喷雾洒水、湿式作业及湿式除尘等，其喷雾降尘机理为用水雾将漂浮在空气中的粉尘微粒湿润，使其重力增加而加速沉降。由于2104工作面煤、岩尘粒子具有一定的疏水性和表面张力，单纯的防尘水降尘效率只有45%左右，不能使粉尘高效沉降。为此，在采煤工作面防尘管路上安装了降尘剂自动添加装置，在柔性容器中加入一定量的降尘添加剂实现防尘管路上降尘剂的自动添加。降尘剂成分为OP乳化剂溶液，是由亲水基和亲油基两种不同性质的基团组成的化合物。当把这类物质配入水中时，其亲水基即快速插入水中，而憎水基则被排斥伸向空气中，于是降尘剂物质分子会在水液表面上形成紧密排列的定向排列层，即界面吸附层。由于界面吸附层的存在，使水的表面分子与空气的接触状态发生变化，导致水溶液表面张力大大降低，也消除了水雾颗粒和粉尘颗粒所带电荷的相斥性，同时朝向空气中的亲油基与粉尘粒子之间有吸附作用，所以当粉尘粒子与添加降尘剂的水雾颗粒接触时即形成憎水基和尘粒、亲水基亲和水溶液的围绕尘粒的包裹团而把粉尘充分湿润，形成球状或层状胶束，使其质量增加而快速沉降，有助于提高煤层注水的水分增加率及注水抑尘效果，用于喷雾灭尘，降尘效率比清水提高25%~40%。
通过降尘剂的使用，取得了明显的降尘效果。相比原有单纯的湿式除尘技术而言，对于全尘来讲，其降尘效率提高了30%~35%，特别对于直接危害人体的呼吸性粉尘抑制更为明显。
3、结束语
综上所述，薄煤层矿井开采综合防尘技术有很多，在今后的薄煤层矿井的开采过程中，要根据实际情况和工程的实际需求，灵活合理的采用防尘技术，才能够确保矿井的开采更加的富有质量。
参考文献：
[1]温庆华.薄煤层开采现状及发展趋势[J].煤炭工程，2018，（3）：60-61.
[2]田洲奉.当前薄煤层开采特点以及开采技术探究[J].科技与生活，2018，（19）：222-222.
[3]王毅.论煤矿薄煤层开采的特点及开采技术[J].中国科技纵横，2018，（9）：106-106.
[4]碗东岭，碗世波.试论薄煤层的开采技术及提高块煤率的措施[J].煤炭工程，2018，（12）：43-44.
论文作者:张祥凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/14
标签：煤层论文; 工作面论文; 粉尘论文; 矿井论文; 钻孔论文; 技术论文; 表面张力论文; 《基层建设》2018年第30期论文;