煤层干式钻进的水雾泡沫多级降尘技术

随着煤层采深的增加，矿井瓦斯综合治理过程中，钻孔抽放瓦斯工程量不断加大，施工过程中多采用干式钻进，导致粉尘灾害问题愈加严重。传统的单一除尘技术，虽然能起到一定作用，但除尘效果并不理想。

在研究国内外煤层干式钻进降尘技术的基础上，提出水雾泡沫多级降尘的理念。本文根据水雾降尘、射流吸尘、泡沫降尘理论，设计了水雾泡沫多级降尘系统，并结合系统中影响各级降尘效果的因素，实验优化了系统技术参数，最后通过实验室模拟实验及现场应用进行降尘效果分析。

主要研究成果包括：（1）根据水雾泡沫多级降尘系统，设计出新的降尘罩、软管、水气射流喷嘴、泡沫降尘器、混合发泡器的发泡剂添加方式及发泡方式。（2）根据实验得到各级降尘的技术参数，并优化了系统及元件布置，降尘罩三通接头前水压调节范围0.4MPa及以上。

泡沫降尘器发泡剂流量在0.1~0.2L/min，水流量应控制在370~650L/h，气压应控制在0.3~0.6MPa，发泡倍数达到30~50倍。引射管气压调节0.5MPa及以上。

（3）设计了模拟实验系统、工艺步骤，分别测定了未使用和使用水雾泡沫多级降尘措施下的全尘和呼吸性粉尘浓度，计算出全尘和呼吸性粉尘平均降尘率分别达到97.09%和95.57%，模拟实验降尘效果很好。（4）建立了水雾泡沫多级降尘技术现场应用系统，确定了系统现场安装步骤及现场操作工艺，并分别测定了薛湖煤矿2504风巷钻进施工过程中，采用孔口降尘装置及水雾泡沫多级降尘装置时的粉尘浓度，分析表明，采用水雾泡沫多级降尘后，平均全尘浓度可降到35.14mg/m3，其平均降尘率为94.25%，是孔口喷雾降尘率（27.30%）的3.5倍；

平均呼吸性粉尘浓度可降到18.30mg/m3，平均降尘率为92.46%，是孔口喷雾降尘率（23.75%）的3.9倍，表明水雾泡沫多级降尘在煤矿井下实际降尘效果的优越性。