隨著綜采、綜掘技術(shù)的迅猛發(fā)展，尤其是高產(chǎn)高效工作面和綜放工作面的廣泛應(yīng)用，我國煤礦粉塵污染問題日趨嚴(yán)重，經(jīng)“八五…‘九五”期間的科技攻關(guān)，防降塵技術(shù)有了較大發(fā)展，在煤層注水、采煤機(jī)防塵、液壓支護(hù)防塵、放煤口防塵及綜掘面粉塵高效控制、呼吸性粉塵測(cè)試儀器的研究和推廣應(yīng)用等方面取得了突破性進(jìn)展。
1．綜采工作面防塵技術(shù)
(1)煤層預(yù)濕注水技術(shù)。煤層注水是煤炭開采中一項(xiàng)有效的預(yù)防性減塵措施，早在20世紀(jì)40年代，國外已開始采用此法減塵，至今已成為美國、英國、德國、俄羅斯、比利時(shí)和波蘭等主要采煤國家廣泛采用的減塵措施。我國從1956年在本溪彩屯煤礦首次試驗(yàn)煤體預(yù)注水防塵技術(shù)，到1990年已有40％的采煤工作面實(shí)施煤體預(yù)注水防塵技術(shù)。經(jīng)過多年科研實(shí)踐，煤層注水預(yù)先濕潤煤體已經(jīng)成為我國綜合防塵技術(shù)核心，開發(fā)了長(zhǎng)鉆孔、短鉆孔和深鉆孔等煤層注水的成套技術(shù)，開發(fā)了水泥砂漿封孔泵，解決了封孔難的問題，提高了煤層注水降塵的效果。研制了自動(dòng)化控制的注水系統(tǒng)。
隨著綜采放頂煤技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用，但由于綜放開采的開采厚度大多在5m以上，最大厚度已達(dá)10m，而一般煤層在垂直于頂板方向上的滲透性較差，傳統(tǒng)的注水工藝不能滿足厚煤層開采的需要，“九五”期間，兗礦集團(tuán)有限公司與煤炭科學(xué)研究總院重慶分院聯(lián)合攻關(guān)，研究開發(fā)出適合厚煤層開采的煤層注水技術(shù)。
在“九五”期間，煤炭科學(xué)研究總院與兗礦集團(tuán)有限公司研制了由流量和壓力傳感器、比例控制閥、計(jì)算機(jī)、泵、液壓系統(tǒng)組成的全自動(dòng)控制的注水系統(tǒng)。煤層注水自動(dòng)化控制系統(tǒng)與裝備屬于典型的機(jī)電液一體化設(shè)備，為了保證系統(tǒng)能夠可靠工作，各子系統(tǒng)均具有手動(dòng)和自動(dòng)控制功能。
(2)采煤機(jī)防塵技術(shù)。自“八五”以來，重點(diǎn)開展了對(duì)采煤機(jī)、液壓支架及放煤1：3粉塵的高效治理技術(shù)的研究，先后研究出采煤機(jī)含塵氣流控制、高壓水外噴霧降塵技術(shù)，對(duì)液壓支架、放煤口實(shí)施自動(dòng)控制水噴霧降塵技術(shù)，使采煤機(jī)司機(jī)處空氣中的含塵濃度在使用含塵氣流控制技術(shù)和高壓外噴霧降塵技術(shù)后分別下降了60％～70％和82％～93％，液壓支架、放煤El自動(dòng)噴霧降塵技術(shù)的使用，使放煤工操作處的總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別下降了84．7％和67．5％，使支架移架時(shí)下風(fēng)流7m處的總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別下降了74．6％和61．1％，較好地降低了含塵氣流的粉塵濃度。在破碎機(jī)處研究出破碎機(jī)聲波霧化降塵技術(shù)、磁化水降塵技術(shù)、預(yù)荷電噴霧降塵技術(shù)和高壓噴霧降塵技術(shù)，對(duì)總粉塵和呼吸性粉塵的降塵效率分別高達(dá)85％～97．7％和87．1％～97．9％，極大地降低了破碎機(jī)工作時(shí)空氣的粉塵污染。
2．綜掘工作面除塵技術(shù)
隨著綜掘水平的提高和掘進(jìn)防塵技術(shù)的發(fā)展，粉塵治理的重點(diǎn)由治理總粉塵向治理呼吸性粉塵轉(zhuǎn)移，先后研究成功一些粉塵防治技術(shù)和裝備。
在“七五”期間研究的附壁風(fēng)筒配合濕式除塵器解決機(jī)掘工作面高濃度粉塵問題的基礎(chǔ)上，“八五”期間，研制出煤礦用袋式除塵器及其專用的KDZ對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)。該除塵器的處理風(fēng)量230～250m3／min、工作阻力2000Pa(接近濕式過濾式除塵器)、電機(jī)功率2×26kW，對(duì)總粉塵和呼吸性粉塵的除塵效率分別高達(dá)99％和90％，配合附壁風(fēng)筒在斷面積為10m2以上的機(jī)掘面使用后，使司機(jī)處的總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別下降到21．4mg／m3和9．7mg／m3，降塵效率分別達(dá)93．27％和90.53％。與此同時(shí)，為了解決小斷面巷道掘進(jìn)的粉塵治理，開發(fā)出處理風(fēng)量較小(90—130m3／min)的機(jī)掘面濕式XZC型旋轉(zhuǎn)柵除塵器，其對(duì)總粉塵和呼吸性粉塵的除塵效率分別達(dá)到99％和88．5％。機(jī)掘面干式除塵技術(shù)的研究成功，標(biāo)志著我國機(jī)掘防塵水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。
“九五”期間，為了降低袋式除塵器的體積，有針對(duì)性地開展了干式除塵技術(shù)的研究和廣泛推廣工作，研究出達(dá)到：MTll3—1995《煤礦井下聚合物制品阻燃抗靜電性通用試驗(yàn)方法和判定規(guī)則》中規(guī)定的抗靜電、阻燃性能的要求，且在高過濾風(fēng)速(3.5—4.0m／min)條件下具有高集塵效率的礦用安全高效除塵濾料，填補(bǔ)了我國濾料在煤炭行業(yè)的一大空白，其技術(shù)性能達(dá)到了國外同類技術(shù)的先進(jìn)水平；由于濾料過濾風(fēng)速的提高，在相同處理風(fēng)量(230～250m3／min)條件下，使袋式除塵器的體積在“八五”基礎(chǔ)上減小了41％。該除塵器的處理風(fēng)量224m3／min，工作阻力2083Pa，總粉塵和呼吸性粉塵的除塵效率分別達(dá)到99.3％和95．5％。在煤礦井下工業(yè)性試驗(yàn)時(shí)，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)處的總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別下降到18.38mg／m3和8.89mg／m3，除塵效率分別達(dá)到了91．1％和92．25％，有效地降低了綜掘面的粉塵濃度。該除塵濾料及新型袋式除塵器的研究成功，對(duì)干式除塵技術(shù)在我國煤礦的推廣應(yīng)用起到重大促進(jìn)作用，對(duì)提高我國煤礦機(jī)掘防塵技術(shù)水平具有重大意義。
由于濕式除塵技術(shù)與干式除塵技術(shù)相比具有投資少、體積較小的優(yōu)點(diǎn)，因此，針對(duì)我國煤礦機(jī)掘巷道較小、經(jīng)濟(jì)效益普遍不太景氣的特點(diǎn)，在進(jìn)行干式除塵技術(shù)完善提高的同時(shí)，又與波蘭KOMAG采礦機(jī)械化中心合作，開展了適合中國煤礦機(jī)掘面生產(chǎn)技術(shù)條件的高效濕式除塵技術(shù)的研究。該技術(shù)包括高效渦流控塵裝置、高效旋流除塵器及其配套移動(dòng)系統(tǒng)。高效渦流控塵裝置比原來的附壁風(fēng)筒產(chǎn)生的附壁效應(yīng)強(qiáng)7倍左右，控塵效果更好；高效旋流除塵器的處理風(fēng)量為250～350m3／min、工作阻力為1800Pa，它集多種除塵器原理于一體，對(duì)總粉塵和呼吸性粉塵除塵效率分別達(dá)到99％和94％一98％，其技術(shù)性能已接近袋式除塵器的水平，并且其脫水效果十分理想。它的研究成功使我國煤礦機(jī)掘濕式除塵技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階。
3．粉塵采樣器
20世紀(jì)90年代以來，先后研究成功AIN一95型粉塵粒度分布和濃度測(cè)定儀和AZF一01型呼吸性粉塵采樣器。
ALN一95型粉塵粒度和濃度測(cè)定儀集粉塵粒度分布和濃度測(cè)定于一體，它利用光吸收原理測(cè)定粉塵濃度；利用斯托克斯(Stokes)定律結(jié)合光吸收原理測(cè)粉塵粒度分布，其粉塵采樣、粉塵濃度和粒度分布測(cè)定的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。該測(cè)定儀的采樣流量為15L／min，粒度分布測(cè)定范圍1～1501~m，濃度測(cè)定范圍不限，目前已在我國部分煤礦推廣使用。
為了準(zhǔn)確測(cè)定含塵空氣中的呼吸性粉塵濃度，以評(píng)價(jià)呼吸性粉塵對(duì)環(huán)境污染的程度，成功研制出AZF一01型呼吸性粉塵采樣器，它是一種長(zhǎng)周期呼吸性粉塵采樣器，能連續(xù)工作8h，其呼吸性粉塵濃度測(cè)量范圍達(dá)1—300mg／m。，采樣流量3—4L／min，負(fù)載阻力大于1000Pa，采樣準(zhǔn)確度±10％，分離效能符合BMRC國際標(biāo)準(zhǔn)曲線(各控測(cè)點(diǎn)允許偏差±5％)。該儀器雙薄膜泵加穩(wěn)流裝置的抽氣系統(tǒng)具有采樣流量穩(wěn)定、負(fù)載能力大的特點(diǎn)，其旋轉(zhuǎn)式壓緊結(jié)構(gòu)及水平布置的采樣濾膜頭解決了高濃度、長(zhǎng)時(shí)間采集粉塵易脫落的難題。它的研究成功，填補(bǔ)了我國便攜式本質(zhì)安全型、長(zhǎng)周期定點(diǎn)呼吸性粉塵采樣器的空白，其主要技術(shù)性能處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
