兗礦綜合機械化放頂煤工作麵粉塵防治技術
綜放工作麵降塵問題是采掘工作麵臨的技術難題之一。在不采取任何降塵措施的情況下，每割1t煤通常要產生100－150g煤塵。采用滾筒內外噴霧、煤層提前注水等降塵措施後，每割1t煤的產塵量可降低到10－12g。20世紀80年代中期以前，綜采麵生產能力較低，生產能力一般不超過10t/min，向風流中排放的粉塵不超過100－120g/min，風流中粉塵的濃度一般不超過500mg/m3。80年代中期以後，綜采（放）麵實現高產高效，瞬時生產能力增至20－30t/min以上。90年代以來，我國迅速發展了綜采放頂煤技術，該技術具有高產、高效、低耗的優點，但同時帶來了產塵點多、產塵量大、粉塵汙染嚴重的問題。因此，在綜放工作麵采煤機周圍、放煤口及移設支架的下風側，粉塵濃度常常高達1000－1200mg/m3以上。采煤工人長期處在這樣條件下工作，極易患煤肺病，嚴重危害身體健康。高濃度粉塵惡化了礦井的工作條件，不僅降低了工人的生產效率，增加了發生各種工傷02manbetx.com
的機率，而且還潛存著發生煤塵爆炸的可能性，威脅礦井安全生產。
1、國內外防塵技術概況
1.1綜放工作麵粉塵產生機理
1.1.1粉塵的分類
在煤礦開拓、掘進、采煤、運輸、提升等生產過程中產生的、並能較長時間懸浮於空氣中的岩石和煤炭的細微顆粒統稱為煤礦粉塵。煤礦粉塵主要包括岩塵和煤塵，形狀不規則，顆粒大小分布範圍很廣。按礦塵顆粒的大小可分為：
(1)粗塵。直徑大於40µm的粉塵，是一般篩分的最小直徑，極易沉降。
(2)細塵。直徑為10－40µm,在明亮的光線條件下肉眼可以看到，在靜止空氣中呈加速沉降。
(3)微塵。直徑為0.25－10µm，用普通光學顯徽鏡可以觀察到，在靜止空氣中呈等速沉降。
(4)超微粉塵。直徑小於0.25µm，要用超顯微鏡才能觀察到，可長時間懸浮於空氣中，能隨空氣分子作布朗運動。
針對粉塵對人體的危害程度，又將煤礦粉塵分為呼吸性粉塵和非呼吸性粉塵以及全塵。呼吸性粉塵是指粒徑在7µm以下的，可以進入人體呼吸係統和肺部，並會導致塵肺病變的那部分細徽塵粒。呼吸性粉塵對人體的健康危害最大，是粉塵防治工作的重點。粒徑大於7µm的粉塵則是非呼吸性粉塵；呼吸性粉塵和非呼吸性粉塵之和就是全塵。
一般來說，為了考察各種降塵措施的實施效果，在科研和生產過程中均需測定呼吸性粉塵濃度和全塵濃度。
1.1.2綜放工作麵粉塵的來源
綜放工作麵粉塵的來源可分為：
(1)原始粉塵。在開采前因地質作用和地質變化等原因而生成的粉塵，存在於煤體和岩體的層理、節理和裂隙之中。
(2)礦壓產塵。在開采過程中，由於采動影響，在礦壓的作用下，煤層中伴隨大量裂隙的出現而產生的粉塵。
(3)工藝產塵。煤體在破、裝、運等過程中受碰撞、擠、壓等作用而產生的粉塵。
(4)采煤機滾筒割煤產塵。這是由截齒的齒尖對煤體的巨大壓應力而產生的粉塵。
在綜放麵開采過程中，對於強度較大的煤層，原生粉塵及礦壓產塵較少．而工藝產塵和割煤產塵是粉塵的主要來源，尤其是采煤機割煤產塵，是粉塵的最主要來源。反之，對於鬆散煤層，原生粉塵及礦壓產塵是主要塵源。鮑店煤礦綜放麵煤層強度係數ƒ＝3.5－4.7，強度較大，采煤機割煤產塵約占綜放麵總產塵量的60%-70%，而其他塵源產塵量僅占30%-40%。
1.1.3綜放麵粉塵的分布狀況
在綜放麵，原生粉塵及礦壓產塵主要是通過放頂煤及支架前移時釋放的，多為粗塵，細塵以下顆粒占的比例較少，而且由於架間及放煤道風速較低，粉塵容易沉降，其影響範圍一般在下風側10-15m以內，超過此範圍，80%-90%的粉塵已經沉降，因而，側定支架放煤產塵和移架時架間產塵應在此範圍內進行。
采煤機割煤產塵不僅量大，而且顆粒細．多為細塵及微塵，加之采煤機道的風速遠高於架間及放煤道，因此采煤機產塵難於沉降，影響範圍大。從前滾筒（即進風端滾筒）中心的前方3m處起，采煤機產塵開始影響風流，然後從前滾筒至後滾筒（下風流端的滾筒），風流中粉塵濃度逐漸加大，自後滾筒中心起至機後15m範圍內，是采煤機產塵導致風流中粉塵濃度最大的區域，超出此範圍，粉塵濃度逐漸下降。因此在測定采煤機產塵時，測點應設5－6個，以便全麵掌握采煤機周圍粉塵分布狀況。
在綜放麵的回風巷口處，采煤機道、人行道（架間）、放煤道的風流合在一起，此處粉塵濃度代表了全工作麵風流中粉塵平均濃度。如果割煤、放煤、移架3個主要工序距回風巷口較遠（大於20m），則回風巷口處粉塵濃度一般較低，這是由於粉塵在隨風前移中，大部分粗塵及一部分細塵逐漸沉降或附著於設備表麵所致。
在綜放麵機道、人行道、放煤道，三者的風流並非是隔離的，因此割煤、放煤、移架三者產塵也是相互影響的。為了防止粉塵濃度益加，采煤機順風割煤時放煤與移架距采煤機的距離應大於15m，逆風割煤時應大於20m．而移架與放煤兩者應相距15m以上。
1.1.4滾筒采煤機產塵機理
(1)滾筒采煤機產塵原因
a截齒切割煤炭，也就是截齒從煤體上剝落煤炭的過程。在這個過程中．截齒與煤體接觸處產生很大的接觸應力（圖4－3－1)，使煤體內局部粉碎，隨著截齒切割運動的進行，粉碎的範圍擴大並被壓實，即形成“密實核”，密實核體積受壓縮，在它的周圍產生擠壓區、彈性變形區，並產生裂紋，當裂紋擴散到邊界，大塊煤崩落，同時密實核溢散，煤塵以一定速度溢出。在滾筒割煤的整個過程中，這個過程反複進行，煤塵連續產出。
b在螺旋葉片運煤過程中，螺旋葉片與剝落下的煤炭相互碰撞，被粉碎成大小不等的各種碎塊，這些碎塊均按一定比例（比例大小與煤的性質有關），粉塵也隨之按比例產生。
c螺旋葉片裝煤時，葉片尾端對煤炭的拋射作用、葉片與煤炭的相互摩擦作用也將產生部分粉塵，同時煤塵隨煤炭的拋出將會在空氣中揚起，漂浮於空氣中。
(2)影響煤塵產出量的主要因素
采煤機割煤時不產塵是不可能的，但正確處理各產塵因素，采取適當技術措施，產塵量是會減少的。
a截齒的形式、數量、幾何參數和磨鈍程度是主要因素。實驗證明，大型鎬型齒可以減少煤塵。近來研究的盤形滾刀也可減少煤塵產出率。滾筒上配置的截齒愈少，煤塵產量愈少。采用鋒利的截齒割煤時，大塊剝落的煤炭增加，密實核減小，產生的煤塵就相對減少。
b螺旋滾筒參數也是影響產塵量的重要因素。首先是運動參數，即滾筒轉速和牽引速度。降低滾筒轉速是減少煤塵的主要措施之一。目前，中厚煤層采煤機滾筒轉速大多降至40r/min以下，有的甚至不到30r/min.增大牽引速度，提高了煤的塊度，也增大了采煤機的生產率，在采煤機電動機功率和運輸係統能滿足要求的情況下，截煤時的牽引速度目前可達10m/min左右，這就大大減少了煤塵產出比例。螺旋滾筒的結構參數對大塊煤的產出比例和煤塵的產出率都有很大影響，要視礦山地質條件和煤岩性質而定。一般情況下，割脆性煤時，滾簡截齒的截距可以增大，密度可以減小，從而可使產塵量減少；而對於韌性煤以及截割阻抗大的煤，滾筒上截齒排列密度必須增大，導致產塵量增加。
(3)采煤機采煤過程中產塵量與煤層的性質、煤層厚度、煤層中含水量等因素有關。
1.2國外綜采麵降塵技術
1.2.1文丘裏管高壓水吸塵技術
圖4－3－2所示為德國研製的文丘裏管高壓水吸塵技術示意圖。在滾筒螺旋葉片內加工出"V"形孔道，其內裝上文丘裏管，管內裝有噴嘴，當20MPa的高壓水通過噴嘴時，噴嘴噴出的水霧在文丘裏管內形成負壓，含塵氣流被吸入，粉塵與水霧在管內快速而充分地結合、濕潤，噴出管後極易沉降，達到降塵的目的。而從文丘裏噴射管內噴出的水霧、空氣、濕塵的混合氣霧流又起到普通外噴霧的作用，達到二次降塵的目的，同時也冷卻了截齒、濕潤了煤岩。試驗證明，文丘裏管高壓水霧吸塵的降塵效果優於滾筒高壓水霧內噴霧的降塵效果。
1.2.2采煤機吸塵滾筒
近年來，德國和英國分別研製出了采煤機吸塵滾筒。圖4－3－3為德國研製的采煤機吸塵滾筒剖麵圖，圖4－3－4為英國研製吸塵滾筒立體圖。兩者原理和結構基本相同，隻是德國吸塵滾筒水壓高達20MPa左右，而英國為l0MPa左右。
以英國吸塵滾簡為例，工作原理如下：
在滾筒筒轂內裝有若幹集塵管，當來自中心管的高壓水進入工作麵煤壁側噴水圈後，經若幹噴嘴向集塵管噴射，將產生與之成比例的氣流，在集塵管的進口從截割區吸入含有煤塵的空氣。含塵空氣被淨化後，排放到滾筒的采空側一端，然後借助於安裝在采煤機滾筒的采空側一端上的一塊折流板，使霧、氣流再返回截割區進行二次降塵。圖4－3－4為一中等直徑的吸塵滾筒示意圖，滾筒內裝有9根集塵管，管徑l00mm，每秒可吸入含塵空氣1－7m3，耐磨的錐形噴嘴在l0MPa壓力下每分鍾可噴射60L水。實驗表明，70%的風流可循環使用，但有0.5m3／s的新鮮空氣可以進入吸塵滾筒，以稀釋瓦斯。對於直徑為lm左右的滾筒，可采用較扁的矩形斷麵集塵管。在直徑為1.5m以上的滾筒內可裝16個塵管（管徑為l00mm），以加大流入截割區的風流速度，以便在產生煤塵多和瓦斯湧出量大的工作麵加大除塵風量。采用16根集塵管時，風流可超過3m3／s。
吸塵滾筒為產塵量高的工作麵提供了一種新的解決途徑。吸塵滾筒最大的優勢表現在切割斷層，即牽引速度低時，由於此時進入滾筒的破碎煤較少，截割區的空氣阻力相對較小，從而增大了含塵空氣的收集率。吸塵滾筒與普通內噴霧滾筒相比，割煤期間空氣中煤塵含量可減少40%-80%（在耗水量相近的條件下），發生摩擦起火的次數也大大下降。吸塵滾筒所需高壓水由裝在采煤機上或布置在工作麵巷道內的高壓水泵提供。
1.2.3綜采工作麵排塵技術
傳統的外噴霧逆風噴霧方式，使操作司機常處於高濃度粉塵條件下工作。對此，美國礦業局進行了大量的實驗與研究，研製出了滾筒采煤機新型外噴霧淨化裝置。這種新型外噴霧裝置的基本原理是采用順風引射排塵的方式，將滾筒采煤機割煤時產生的高濃度含塵氣流引向沿煤壁流動，阻止割煤時產生的粉塵向采煤機司機工作位置擴散，使含塵氣流和新鮮風流分道運行，克服了傳統外噴霧係統逆風噴霧時所產生的渦流效應。這種新型外噴霧淨化裝置對含塵氣流的控製和淨化如圖4－3－5所示。它比逆風噴霧方式在操作司機位置的粉塵濃度低50%左右，在美國已廣泛推廣使用。
滾筒采煤機新型外噴霧淨化裝置主要有引射分流部分、抑製含塵氣流並淨化部分和跟蹤淨化部分組成，各部分的結構、名稱及作用分述如下。
（1）引射分流部分。包括分流臂及臂上安裝的1－5號噴嘴及采煤機上安裝的6－9號噴嘴。通過引射風流的作用，把工作麵的風流分成沿煤壁和人行道兩部分，沿煤壁風流捕集並攜帶采煤機滾筒割煤時產生的粉塵，使其沿煤壁運動，在外噴霧水的作用下將部分粉塵沉降下來，並使輸送機內的煤表麵得到濕潤。
（2）抑製含塵氣流並淨化部分。包括采煤機箱體上安裝的10－12號噴嘴，通過此部分的作用，進一步控製含塵氣流繼續沿煤壁流動，抑製其向人行道擴散，加強對含塵氣流的淨化並對煤壁進行濕潤，阻止吸附於煤壁上的粉塵重新飛揚。
（3）跟蹤淨化部分。包括采煤機後端麵上安裝的13、14號2個噴嘴。通過此部分的作用，對沿煤壁攜帶粉塵的風流進一步進行淨化，包括對由機體下麵空間流過的含塵氣流的淨化，控製采煤機回風側滾筒割煤時產生粉塵的飛揚，並對運輸的煤炭進行噴霧，阻止運輸過程中二次塵源的產生。
美國煤礦井下長壁綜采麵采用多巷布置，即上、下順槽至少各布置3條，因此可設專門排塵巷道，其內既無人也無設備，盡管粉塵並未降下來，但對人員無危害，對礦井不構成威脅。在工作麵內，為了配合排塵技術，采煤機采用單向順風割煤，使跟機作業人員均處在新鮮風流中工作。
1.2.4噴吸結合降塵技術
噴吸結合降塵法是20世紀80年代前蘇聯國家煤礦機械設計院與馬凱耶夫煤礦技術安全研究所提出的。噴吸結合降塵法的基本原理如圖4－3－6所示。在采煤機3上的2個螺旋滾簡（1和5)之間安設了數組噴嘴40在采煤機的側麵固定有護板2,護板2從采煤機上表麵伸向頂板。前滾筒1通過之後，由工作麵煤壁、滾筒新割出的煤台上表麵以及護板2圍成一個通道。此時噴嘴4向圖示方向噴射水霧，上述通道內的含塵空氣被噴吸器吸入，粉塵被濕潤後部分沉澱下來，粉塵與空氣的混合物由噴吸器管道向采煤機的後滾簡5噴去，因此又將後滾筒產生的煤塵降下。采煤機反向截煤時，噴吸器反向噴射。經03manbetx
並由試驗證明，當采煤機順著風流方向牽引截煤時，噴吸器的降塵效果比在逆風流方向牽引截煤時差。但在這種情況下，采煤機司機和移架工人是在新鮮風流處工作。噴吸結合降塵裝置能將綜采麵風流中含塵量降低70％一80％。
為保證對含塵空氣的抽吸效果，在工作麵風速為4m/s的條件下，噴吸器的吸風量應為100m3/min。噴吸器的實際給風量與噴嘴數量、噴嘴型號以及水壓有關。當水壓為1.6－2.8MPa,耗水量為27－55L/min時，采用1－2個圓錐型噴嘴（噴嘴直徑為2.2－5mm)就可以保證100m3／min以上供風量。
1.3國內綜放麵常用降塵方法
1.3.1降塵措施分類
按照國內綜放麵粉塵防治技術機理的不同，大體可將綜放麵防塵技術措施分為減塵、降塵、排塵、除塵和個體防護（阻塵）措施5類。
(1)減塵措施：a煤層注水；b采空區及巷道灌水；c選擇適宜的放煤方法和放煤參數，改進放煤工藝；d改進采煤機切割機構及選擇合理截割參數。
(2)降塵措施：a采煤機內外噴霧；b架間及放煤口自動噴霧；c運輸設備轉載點及裝載點噴霧灑水；d防塵用水中添加濕潤劑；e噴霧泡沫降塵；f噴霧水幕淨化風流。
(3)排塵措施：a綜放麵采用W型、E型通風係統或U型順流（下行）通風係統，選擇最佳排塵風速；b隔塵措施，例如采煤機安設縱向隔塵簾幕、回風巷切口風簾、破碎機密封罩等。
(4)除塵措施：包括幹式捕塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器等。
(5)個體防護：如工人戴防塵口罩、防塵麵罩、防塵礦帽等。
1.3.2主要降塵方法
(1)采煤機滾筒外噴霧與內噴霧降塵
目前綜放麵滾筒采煤機降塵的主要方法是采用滾簡內外噴霧係統，即以霧狀壓力水射流衝擊截齒和截齒產塵空間，濕潤破碎煤體．捕捉飛揚的粉塵。
采煤機滾筒內噴霧係統的噴嘴一般都設在螺旋滾筒適當的位置上，噴霧射流軸線正對截齒的截割區。采煤機開動時噴嘴噴霧，截齒實現濕式截割，這樣能將煤塵殲滅在產生處附近。外噴霧的噴嘴一般設在截割部靠煤壁一側，采煤機截煤時噴霧器向飛揚在滾筒附近的煤塵噴霧。如果供水參數選擇合適，外噴霧也能取得好的降塵效果。實踐證明，內外噴霧同時並用比單獨采用內噴霧或外噴霧的效果好，降塵率可提高25%-30%。
內噴霧的優點是霧化水直射截齒切割點，能把煤塵盡量消滅在產生處附近，其降塵率比外噴霧高30%。此外，內噴霧還可降低截齒溫度，預防摩擦火花，延長截齒使用壽命。
目前采用的內噴霧一般均屬於低壓滅塵方式，水壓約為2MPa。壓力不能提高的主要原因是受到供水管旋轉密封的限製。實際上在噴水出口處壓力遠低於2MPa，甚至在0.5MPa以下。由於水壓較低，霧化質量較差，噴嘴堵塞後不能自動清理，所以目前采煤機的內噴霧大多達不到預期效果。
采煤機外噴霧主要是采用噴霧器（或噴嘴）向截割區噴霧。保證噴霧效果的途徑是選擇高效能噴霧器和確定合理的安裝位置、供水參數。
采煤機的噴霧係統一般與其電機和液壓牽引部的水冷係統合為一體。外噴霧用水是經減壓閥減壓的電機及液壓牽引部冷卻水，壓力控製在1－1.5MPa，以保護電機，這就限製了外噴霧的降塵效果。內噴霧在噴嘴處一般不低於2－2.5MPa，工作麵供水壓力需在4MPa以上。
(2)改進采煤機的截割參數，減少產塵量
采煤機的產塵量與滾筒的形狀、截齒數量和形狀及布置方式、滾筒轉速以及由此而決定的截割速度、滾筒的截深和它的輸送能力等參數有關。通過對滾筒運動參數和結構參數的改進措施，可減少粉塵的生成。
a當生產率較高時，滾筒形狀對產塵量影響極大，如滾筒筒軲（葉片內徑的回轉麵形狀）的影響。通常筒軲表麵為圓柱形，葉片高度和運煤斷麵是不變的。而將簡軲表麵改為圓錐形和指數回轉體形，葉片高度往卸載端逐漸變大，輸送空間也逐漸變大，以適應不同的運煤量，保證由滾筒向輸送機運行的煤流穩定，煤的二次破碎較少，二次粉塵產出量也較低。
b當前的滾筒端盤大多采用碟形，取代過去的平麵形，端盤與煤壁之間的間隙增大，大大減少了煤塵的產生量，最新研究的無端盤滾簡將會使煤塵產出量進一步減少。
c滾筒轉速、截齒的切削速度以及切削厚度也是影響煤塵產出量的重要因素。切削厚度較大時粉塵產出量相對較少，一般認為當滾簡轉速降至40r/min以下時，煤塵產出量就會顯著減少。但對薄煤層用小直徑（lm以下）螺旋滾筒來說，由於運煤能力較低，轉速小時剝落下的煤炭運不出去，多次粉碎嚴重，煤塵將會大大增加。
d采用大型鎬型截齒，減少截齒數量，采出的煤塊粒度增大，煤塵產出量則會大大減少。試驗證明，一條截線配置一個截齒的反向排列方式對減少煤塵產出量的效果影響最佳。
采用機械方法可以使單位產塵量降低，但降幅是有限度的。隨著采煤機生產率的提高，隻靠機械方法降塵是不能解決工作麵空氣中含塵量超標問題的，特別是高產高效工作麵的發展，采煤機功率大為提高，生產率相應提高，並有可能截割圍岩和夾石，這樣工作麵的粉塵濃度有可能高達4000－8000mg/m3,有的甚至更高。
(3)煤體注水減塵
煤層預濕注水是煤炭開采中一項有效的預防性減塵措施。早在20世紀40年代，國外已開始采用此法減塵，至今已成為德國、俄羅斯、美國、英國、比利時和波蘭等主要產煤國家廣泛采用的減塵措施。我國的煤層注水試驗工作從20世紀50年代中期開始，近兩年來許多綜放工作麵都已推廣了煤層注水技術。
煤層注水的實質概括為：通過鑽孔並利用水的壓力將水注入即將開采的煤層中，注入煤層中的水沿著煤的裂隙向被裂隙分割的煤塊滲透並儲存於裂隙與空隙之中，增加煤體水分，使煤體得到預先濕潤，以減少采煤時產生浮遊粉塵的能力。
理論和實踐都已證明，並非所有煤層和所有工作麵都適合於注水，為此提出了衡量注水難易程度的綜合評價方法和指標。其方法是通過注水實驗，把煤層單位吸水量作為整體指標，對各類煤層的滲透性及濕潤性作出綜合評價。所謂單位吸水量，指壓力梯度等於1時，單位時間內1cm2鑽孔表麵積上的吸水量。由於煤層注水的難易程度還與可燃揮發分Vdaf有密切關係，因此在應用煤層單位吸水量時應考慮Vdaf這一因素。按此兩類指標，將煤層注水的難易程度分成3類：
a第一類煤層－容易注水煤層：
ø＝0.04－0.08cm/MPa•s Vdaf＝10％－30％
b第二類煤層－較容易注水煤層：
ø＝0.03－0.06cm/MPa•s Vdaf＞30％
c第三類煤層－難注水煤層：
ø＝0.01－0.05cm/MPa•s Vdaf＜10％
表4－3－1是全國部分綜采（放）工作麵煤層注水防塵效果的統計值，從表中的數據可見，煤層注水後綜采（放）麵風流中絕對含塵量仍很高，因此尋找更好的防塵、降塵技術是當務之急。
表4-3-1煤層注水對綜采（放）麵主要塵源的降塵效果
平均全塵濃度（mg/m3） 注水後減少的全塵濃度（mg/m3） 平均水分增量（％） 降塵率（％） 采煤機司機處順風 原始產塵量 4246 3516 1.124 82.8 注水後粉塵量 730 采煤機司機處逆風 原始產塵量 2447.5 1695 1.124 69.25 注水後粉塵量 752.5 采煤機下風流10m處順風 原始產塵量 2584.2 2271.87 1.124 87.9 注水後粉塵量 312.3 采煤機下風流10m處逆風 原始產塵量 2073.8 1770.4 1.124 85.3 注水後粉塵量 303.4 回風巷 原始產塵量 474.5 115.75 1.124 24.4 注水後粉塵量 358.75
(4)液壓支架噴霧降塵
液壓支架移架也是工作麵粉塵防治的主要對象。利用液壓支架和放煤動作聯動的自動噴霧降塵裝置，一旦移架，就能自動噴霧降塵，既能及時有效地捕集移架時產生的粉塵，又不增加工作的操作工序，取得了較好的降塵效果。煤科總院重慶分院為此研製成功的多功能閥結構簡單、動作靈敏可靠、易損件壽命較長。液壓支架移架和放煤自動噴霧降塵係統在鮑店煤礦1303工作麵試驗，移架時司機處與未采用防塵措施比較總粉塵降塵率達到81％。
(5)放煤口的粉塵控製
放煤口也是綜采放頂煤工作麵的主要塵源之一，目前放煤口的防塵措施主要還是噴霧降塵，少數個別煤礦采取物理化學方法（濕潤劑或泡沫）降塵。從控製方式看，大多是手動噴霧，隻有少數煤礦使用了與放煤同步的聯控自動噴霧降塵技術。鮑店煤礦1303工作麵采用自動噴霧降塵後，放煤時放煤口下風流5-7m人行道處與未采用降塵措施相比較總粉塵降塵率達到84.2％。
(6)破碎機的防塵技術
破碎機產塵部位主要在破碎部。防塵的方法是將破碎機的塵源全封閉，在出口處安設壓氣噴霧噴頭，手動閥門控製。采用壓氣噴霧提高了水的霧化效果，同時也提高了降塵效果，實測破碎機處的總粉塵降塵率達到了85.1％。另外也對破碎機使用聲波霧化裝置前後的總粉塵和呼吸性粉塵濃度進行了考察，結果表明使用聲波霧化降塵技術，可以有效地降低破碎機處的粉塵濃度，特別是呼吸性粉塵的濃度，其降塵率達到了93.5％。
2、煤層注水技術與裝備
煤層注水是綜合防塵措施中一項預防性治本措施，能預防衝擊地壓；軟化煤體，降低切割能量；軟化頂煤，減少大塊煤量，提高回收率；在注水煤體的水中加入防火阻化劑，可以預防火災，使發火周期延長，減少火災的危害；還可以降低工作麵環境的溫度等。目前應用最多和最普遍的是煤層注水預濕煤體，可減少采煤各環節的粉塵產生量。
兗州礦業集團多年來對綜放工作麵煤層注水技術進行了係統的研究，用三維非線性滲流描述了厚煤層注水的機理，用扇形鑽孔解決了頂煤濕潤，用水泥石膏漿解決水平封孔問題，實現了全自動注水控製係統，解決了最佳注水問題。
2.1煤層注水的原理
2.1.1煤層結構
煤層可以認為是孔隙介質組成的煤塊群和裂隙係統所組成的孔隙一裂隙結構。孔隙結構是煤在成型過程中排出氣體和液體後形成的許多微小氣孔所組成。裂隙係統是由煤層的層理、節理和裂隙所組成，它也是在成煤過程中形成的，特別是在地質構造運動過程中，煤層被強大的構造應力所擠壓、錯動而破碎，形成了裂隙係統。煤的孔隙一裂隙結構見圖4－3－7所示。根據水在煤層孔隙中的流動特性，將煤層中孔隙分成5類，見表4－3－2。
水在裂隙中，為滲透層流運動，而在小煤塊的微孔隙中是毛細和擴散運動，並且兩者之間有強烈的質量傳遞。由於被裂隙分割的小煤塊與滲透帶的尺寸相比可以說很小，因此可看作在空間上是連續分布的，這樣就可用連續介質的方法來處理。即可用裂隙的滲透與裂隙和多孔煤塊間的液體傳遞的規律來描述這種介質，由煤層的結構可以看出，這種裂隙一孔隙介質作為研究水在煤層中的滲透是比較合理的。
因為煤層有各向異性的特點，所以假定裂隙一孔隙介質應當在一定程度上是各向異性的。裂隙一孔隙介質的模型如圖4－3－8所示。
根據水在孔裂隙中的流動情況，有裂隙、組合孔隙、死端孔隙和微孔隙之分。水在裂隙中作層流滲透運動，在組合孔隙中既有滲透又有毛細和擴散運動；在死端孔隙和微孔隙中主要是毛細和擴散運動。
2.1.2水在煤層中的運動原理
水在煤層中的運動包括水在溝通裂隙中的滲透運動、死端孔隙和微孔隙中水的毛細運動、水在微孔隙中的擴散運動。因此煤層注水濕潤煤體，使水分增加，就由裂隙中滲透、壓差、毛細和分子擴散運動幾部分水分增加量組成。理論研究表明，裂隙滲透、壓差與裂隙中水的壓力有關，是壓力的函數；毛細和分子擴散運動則與液體和孔隙的性質有關，而與孔隙中的水壓關係不大。隻有從理論上搞清各參數之間的相互關係，才能夠弄清煤層注水的機理，指導實際煤層注水取得好的效果。
2.2厚煤層注水工藝
2.2.1煤層注水方式
“工作麵超前動壓區長鑽孔雙巷注水”是近幾年來充礦在實踐中摸索出的注水方式，是根據工作麵超前壓力使工作麵前方一定寬度內的煤體產生較多的次生裂隙這一特點，在該區域內實施長鑽孔注水。這種注水方式要確定合理的注水區域，即確定合理的“注水超前距離”和“終止注水超前距離”。如注水超前距離過大，在非動壓區內煤體導水性差，注水困難；如注水超前距離過小，煤體破碎度大，次生裂隙過於發育，注水易沿較大裂隙流出煤體，達不到較好的注水效果。綜放麵礦壓及深基孔觀測資料表明，超前支承壓力對沿空測順槽的影響範圍約50－60m，對實體側順槽的影響範圍約為40－50m，而在距離工作麵約6m內，次生裂隙過於發育，所以選擇的注水超前距離為30－40m，終止注水超前距離為4－6m。
2.2.2鑽孔布置
鑽孔布置是在考慮到綜放厚煤層的特殊條件下來製定的，布置是根據煤層層理、節理、裂隙及孔隙分布等情況，采用能較好濕潤頂煤的穿裂隙鑽孔布置，鑽孔長度及方向根據工作麵長度、鑽孔布置方式、煤層厚度及裂隙和孔隙等條件而定（興隆莊煤礦5319工作麵煤的孔隙率平均5.8696）。根據興隆莊煤礦具體條件，選擇雙向扇形鑽孔布置方式。一方麵雙向鑽孔布置鑽孔長度相對較短，鑽孔容易實施，鑽孔質量易保障；另一方麵也有利於煤層及頂煤的充分濕潤，見圖4－3－9所示。
(1)鑽孔直徑。鑽孔直徑的選擇應與封孔方式相適應。當采用封孔器封孔時，應按封孔器的要求確定鑽孔直徑。如采用串球式封孔器封孔，鑽孔直徑應為65mm；采用水泥封孔器，鑽孔直徑一般為76－110mm，通常取90mm。對於雙向扇形鑽孔，鑽孔直徑取52－55mm。
(2)鑽孔長度。鑽孔長度取決於工作麵長度、煤層透水性及鑽孔方向。單向鑽孔的鑽孔長度按下式計算：
L＝L1一S （4－3－1）
式中L－鑽孔長度，m;
L1－工作麵長度，m；
S－注水常數。
注水常數S按下列原則取值：透水性弱的煤層，上向孔、下向孔（從下順槽施工的鑽孔為上向孔，反之為下向孔）均取S＝20m；透水性強的煤層，上向孔取S≥20m，下向孔取S＝（1/3－2/3）L1。
雙向鑽孔的鑽孔長度按下式計算：
L＝L1/2-15 （4－3－2）
(3)鑽孔間距。鑽孔間距的大小取決於煤層的透水性、煤層厚度及煤層傾角等因素。合理的鑽孔間距等於鑽孔的潤濕直徑。通過注水試驗證明，充州礦區的鑽孔間距以10-15m為宜。
(4)鑽孔傾角。確定鑽孔傾角的基本原則是使鑽孔始終保持在煤層之中。施工中影響鑽孔移位的主要因素是鑽杆的下沉。
鑽孔傾角按下式計算：
γ＝a士θ （4－3－3）
式中γ—鑽孔傾角；
a—煤層傾角；
θ－鑽杆最大下沉角，θ＝arctgh/l，打上向孔時取“＋”，打下向孔時取“－”；
h—鑽杆下沉距離，m；
l－鑽孔長度，m;
h/l鑽杆下沉率，一般為0.3％一1.0％，傾角大的硬煤層及剛度大而每米重量小的鑽杆，下沉率低，反之則高。
2.2.3.封孔方式及其選擇
煤層注水效果的好壞，封孔是關鍵。封孔有封孔器、水泥砂漿和水泥石膏漿等多種方式。封孔器封孔示意圖見圖4－3－10所示，其缺點是封孔的有效長度短，抗高壓水的能力較弱，但低壓連續注水效果較好，封孔簡單，因此適用於連續靜壓注水。水泥砂漿和水泥石膏漿封孔的關鍵是水平孔，因傾斜孔由於砂漿自重的作用，會自動填滿因砂漿收縮產生的空隙。而水平孔往往產生月牙狀的空隙，造成鑽孔跑水，如圖4－3－11所示。根據這一事實，對水泥砂漿和水泥石膏及加膨脹劑等各種成分組成和配比在實驗室進行了係統的試驗研究，試驗表明采用水泥石膏漿封水平孔較理想。水泥砂漿和水泥石膏漿等封孔方式一旦封好，強度高，有效封孔長度大，經久耐用，既能很好地適用於長時間原始應力帶注水，又能較好地適用於動壓帶的注水，因此動壓注水采用了該封孔方式。
2.2.4.注水參數
（1）注水係統。由於兗州礦區開采深度較深，工作麵防塵用水靜壓能達到3.0MPa以上，加之是在動壓區注水，因此采用靜壓注水方式。煤層注水係統主要由注水流量表、分流器、高壓閥門、注水管及封孔器等組成，如圖4－3－12所示。
(2)注水參數。單孔注水量Q按下式確定：
Q＝KLBhγδ （4－3－4)
式中Q—單孔注水量，m3；
K—注水係數，取1.1；
L—鑽孔長度，m；
B—鑽孔間距，m；
h—煤層厚度，m；
γ—煤密度，t/m3；
δ—噸煤注水量，m3／t，取0.025 m3／t。
注水壓力按下式確定：
（1.2一1.5）pw≤pZ≤0.75pt (4－3－5)
式中pZ—煤層注水壓力，MPa;
pw—煤層瓦斯壓力，MPa;
pt—上覆岩層壓力及煤層剪切強度之和，MPa。
注水壓力反映鑽孔的注水阻力。鑒於兗州礦區開采煤層深度較大，在不超過0.75 pt，及泵的額定壓力（動壓注水時）條件下，注水壓力以能滿足鑽孔注水流量為宜。通常靜壓水水壓在3.0—4.0MPa之間能滿足上述要求。
若日注水時間Tr按24h連續注水計，總注水時間T可按下式確定：
T＝（D一d）/i （4－3－6)
式中T－總注水時間，d;
D－開始注水時鑽孔到工作麵的距離，取35m；
d－結束注水時鑽孔距工作麵的距離，取5m；
i—工作麵日推進度，m/d.
單孔注水流量q按下式計算：
q＝1000Q／（T×Tr×60） （4－3－7)
式中q—單孔注水流量，L/min。
2.3煤層注水自動化控製係統
煤層注水自動化控製係統與裝備屬於典型的機電液一體化設備，它包括液壓係統、電氣係統和計算機測控係統。為了保證係統能夠可靠工作，各子係統均具有手動和自動控製功能。
2.3.1液壓係統
液壓係統的主要作用是為煤層注水提供一定壓力和流量的水源，它主要由水泵、電機、比例電磁閥、流量傳感器、壓力傳感器和管路等組成。為了便於設備維護，設置了必要的截止閥。
2.3.2電氣係統
電氣係統的主要作用是：①提供壓力控製開關與電機及計算機之間的電氣線路；②提供比例電磁閥等與計算機之間的電氣線路；③提供流量傳感器、壓力傳感器與計算機之間的電氣線路。它主要由電機、變頻器、比例電磁閥以及計算機外圍電氣線路等組成。
2.3.3計算機測控係統
計算機測控係統是煤層注水設備的核心。它的主要作用是：①采集注水流量、注水壓力、水泵入口壓力；②控製比例電磁閥閥芯開度，從而控製靜壓注水流量或壓力；③為壓力控製開關提供動靜壓自動切換、缺水停泵保護、高壓停泵保護等控製；④鑽孔跑水斷水控製；⑤顯示各路注水流量、注水壓力，累計注水量等參數；⑥可以實現無人看管的自動注水。
該係統主要由硬件和軟件係統組成。計算機測控係統的工作原理如下。
2.3.3.1閉環控製係統
無論是恒壓注水還是恒流注水，都對應著靜壓注水和動壓注水2種方式，因此具有4個閉環控製係統。
(1)壓力閉環控製。在靜壓注水和動壓注水時，壓力控製的方法是不同的，靜壓注水時的執行元件是比例電磁閥，而動壓注水時的執行元件不僅僅是比例電磁閥，還有壓力控製開關等。壓力閉環控製的原理如下所述：
靜壓注水壓力閉環控製係統的工作原理是：首先將係統的設定壓力值與壓力測量值進行比較，然後將此差值輸入控製器中，經處理後的差值信號進入比例電磁閥的伺服放大器，從而控製閥芯開度，進而控製比例電磁閥的出口端壓力（即煤層注水壓力）。壓力閉環係統工作原理如圖4－3－13所示。
動壓注水壓力閉環控製係統的工作原理是：首先將係統的設定壓力值與測量值進行比較，然後將此值翰入控製器中，經處理後的差值信號進入泵流量調節閥，從而控製泵的出水流量或壓力，即注水壓力。動壓注水壓力閉環係統工作原理如圖4－3－14所示。
(2)流量閉環控製。在靜壓注水和動壓注水時，流量控製方法亦不同。靜壓注水時的執行元件是比例電磁閥，而動壓注水時的執行元件是泵及流量控製閥。流量閉環控製的原理如下。
靜壓注水流量閉環係統的工作原理是：首先將係統的設定流量值與流量測量值進行比較，然後將此差值輸人控製器中，經處理後的差值信號進入比例電磁閥的伺服放大器，從而控製閥芯開度進而控製比例閥的流量（即煤層注水流量）。靜壓注水流量閉環控製係統的工作原理如圖4－3－15所示。
動壓注水壓力閉環係統的工作原理是：首先將係統的設定流量值與流量側量值進行比較，然後將此差值輸入控製器中，經處理後的差值信號送人泵流量調節閥，從而控製水泵水流量即煤層注水流量。動壓注水流量閉環控製係統的工作原理如圖4－3－16所示。
2.3.3.2硬件組成
計算機測控係統由以下幾部分組成：
(1) 8031單片機。它是測控係統的核心，完成數據的采集、處理、運算、存檔、係統總控與管理。
(2)LED顯示器、鍵盤。是係統的對話部件，實現測量數據及狀態的顯示，完成命令、參數的輸入。
(3) I/O接口箱。完成輸入／輸出信號的處理、放大、隔離和分配等。
(4)隔爆電源箱。主要由比例閥的4路功放為流量傳感器、壓力傳感器、比例閥、單片機提供直流電源。測控係統硬件原理圖如圖4－3－17所示。
2.3.4控製櫃
注水設備的電氣係統和測控係統全部放置在一個控製櫃內。控製麵板四周密封，以利於防塵。四路流量、壓力傳感器、比例電磁閥等均安放於該櫃內，各種管路及連接件全部采用航空係統標準設計，性能可靠。
2.3.5軟件
係統軟件采用彙編語言編寫，程序質量高，程序的設計中充分考慮了幹擾信號的處理，因此係統運算準確，顯示穩定可靠，軟件基礎參數設置方便，易於操作。
2.4現場應用實例
2.4.1、應用礦井及工作麵概況
兗州礦業集團公司興隆莊煤礦是我國第一個現代化大型礦井，原設計能力為300萬t/a,現已達到600萬t/a,綜放工作麵煤層注水技術選定在該礦的5319工作麵進行。
5319工作麵位於該礦五采區下部，西南方為5318綜放麵（已采完），東北方與5320設計工作麵相鄰，西北至肖家莊三號丈二斷層停采，東西麵為切眼與七采區相鄰，埋藏深度為452.51－548.0m。煤層賦存條件為：煤層產狀平緩，結構複雜，距離煤層頂板2.7m處夾一層0.03m炭質泥岩夾矸，煤層厚度為7.2m－8.95m，加權平均厚度為8.27m，煤層厚度大且穩定，密度為1.35t/m3，在工作麵內有2個斷層。
工作麵上下順槽中一中平距為199.27m，麵淨長195.17m，煤層平均厚度8.27m，儲量為385萬t。采用一刀一放為基本工藝，采放平行作業，工藝流程為：割煤-移架-推前部溜-放煤-推後部溜，采煤機割深0.8m。
2.4.2.注水效果考察方法
注水效果，主要表現在煤層被水濕潤的程度和降塵率注水後煤層濕潤程度的考察，是針對某一鑽孔兩側的煤體，在工作麵範圍內的10架、30架、50架、70架、90架、110架6個點，距鑽孔不同距離的放煤口處取樣進行全水分的測定，並與注水前煤的全水分進行對比，從而求得水分增量。
考察降塵的效果，對注水區域內的采煤機司機處、下風流10m－15m處、放煤下風流10m－15m處、移架下風流10m－15m處、回風順槽25m－30m處等進行粉塵濃度的測定。
2.4.3.試驗結果及03manbetx
1)注水後水分增量的考察
水分增量標誌著注水後煤層濕潤及其均勻程度。其測試結果見表4－3－3所示。
從表4－3－3可以看出，煤層注水後，水分增量基本都不小於1％，說明注水後達到了預期的效果。實踐證明，注水後煤層水分增量不小於1％，說明注水效果是比較理想的。
2）注水後對各塵深的降塵效果考察
煤層注水的目的之一就是預濕煤體，減少采煤各環節的粉塵產生量，其測點布置和側塵方法按照原煤炭部頒布試行的《粉塵濃度與分散度測定方法》標準及《煤礦井下粉塵測試規範》進行，測塵結果見表4－3－4、表4－3－5所示。
從表4－3－4、表4－3－5中可以看出，煤層注水後采煤機司機處的總粉塵濃度從3040.6mg/m3（順風）、2120mg/m3（逆風）降至483.8mg/ m3（順風）、465.lmg/ m3（逆風），降塵率為84.1％（順風）、78.1％（逆風）；呼吸性粉塵濃度從504.4mg/ m3（順風）、351.lmg/ m3（逆風）降至163．25mg/ m3（順風）、149.6mg/ m3（逆風），降塵率為67.6％（順風）、57.4%（逆風），效果比較理想。加上噴霧係統後能夠將工作麵的總粉塵濃度控製在150mg/ m3以下，呼吸性粉塵控製在100mg/ m3以下，均達到了預期目標，並且使工作麵的環境和勞動衛生條件得到極大的改善。
3、滾筒采煤機防塵技術及裝備
3.1滾筒割煤產塵的擴散機理
圖4－3－18所示為一個滾筒處於割煤狀態，其上、下為頂、底板，端盤和前方為煤幫，隻有後方和采空側一端是自由空間，當其不割煤而按圖示方向空轉時，就類似於軸流式通風機的轉子，將空氣從其後方吸入，由采空側一端排出，在采煤機兩端、輸送機上方、垂直煤壁方向形成渦旋風流場。
滾筒割煤時產生的粉塵雖具備一定的動能，但大部分粉塵被裹攜在割落的鬆散煤中，若不受外力作用，不會大量擴散到空氣中去。促使粉塵擴散的外力就是滾筒螺旋葉片及其旋轉力所產生的風流，較大的煤炭順粒以及被內外噴霧濕潤的粉塵被滾簡螺旋葉片裝入輸送機，而能懸浮的幹粉塵在離開滾筒的瞬間被渦旋風流吹到工作麵整個控頂寬度內，進而受工作麵風流作用向更大的範圍擴散。
3.2機載高壓荷電噴霧降塵技術與裝備
3.2.1.高壓荷電噴霧降塵機理
高壓噴霧不同於普通中低壓噴霧，主要是在於噴霧壓力和噴嘴結構。高壓噴霧的噴霧壓力一般要求大於7.2MPa，高壓噴嘴孔徑一般小於lmm，而普通中低壓噴嘴孔徑一般大於lmm。高壓噴頭還有單孔和組合噴頭之分，普通中低壓噴嘴一般為單孔。此外，高壓噴霧單位體積內的霧粒數亦遠遠大於中低壓噴霧。
高壓噴霧降塵過程可看作是一個液態霧粒與固態粉塵的凝結過程。高壓噴霧降塵在很大程度上表現為惰性凝結、靜電凝結和渦流凝結。惰性凝結、靜電凝結和渦流凝結的強度及噴霧降塵效果與噴霧霧粒的運動速度及粒度、粉塵顆粒的密度、粉塵和霧粒的電荷大小、霧流（霧粒）的渦流強度等有關。除此之外，降塵效果在很大程度上還取決於噴霧霧流的形式和參數。
高壓噴嘴之所以能提高降塵率，特別是對呼吸性粉塵的降塵率，其原因之一是因為高壓水在通過高壓噴嘴時，由於高壓水與噴嘴的摩擦等作用，使噴出的霧粒帶有一定的電荷。首先，高壓噴嘴的結構不同於普通噴嘴，其結構有利於增加水流與噴嘴壁的摩擦，增加荷電量；其次，高壓噴霧單位體積內的霧粒是普通中低壓噴霧的幾十倍，單位體積中的電荷量亦大大增加。根據庫侖定律，兩電荷之間存在著力的作用，且同性電荷相互排斥、異性電荷相互吸引。由於煤在切割破碎等一係列作用中產生的煤塵既有帶正電荷的，亦有帶負電荷的，且往往是帶正電荷的數量大於帶負電荷的數量。要想利用電荷力捕塵，就要求噴霧的霧粒亦帶有電荷，且帶負電的大於帶正電的。
在霧粒與塵粒及空氣組成的混合相中，帶異性電荷的霧粒與塵粒產生電場力，霧粒捕捉粉塵的幾率和凝聚力增強了，從而提高了其降塵效果；對於帶同性電荷的霧粒和粉塵，由於其排斥，增強了它們之間相互運動（布朗運動），從而加強了它們與異性電荷攜帶者的碰撞、接觸幾率，同樣提高了霧粒捕集粉塵的能力。而呼吸性粉塵粒徑小，重量輕，霧粒通過電場力後運動能力加強，因而荷電噴霧對呼吸性粉塵的捕集尤為突出。
3.2.2采煤機機載高壓荷電噴霧高效降塵係統
采煤機機載高壓荷電噴霧降塵係統主要由采煤機機載增壓泵和具有引射捕塵作用的高壓荷電噴霧係統組成，如圖4－3－19所示。機載泵7是通過采煤機左電機供給動力，主要由傳動／離合器、齒輪減速箱、液壓閥組、泵體等組成，其目的是提供額定壓力為12．5MPa,額定流量為80L/min的高壓水源。液壓閥組8起保護控製水壓等作用。
高壓荷電噴霧裝置主要由組合型高壓噴嘴、單頭高壓噴嘴、分流臂、閥門、管路等組成。在采煤機左右滾筒處分別安裝的風流分流臂4、10上有引射組合噴頭1和單孔噴頭9，通過組合噴頭的強力引射和高密度霧流將含塵氣流引射到靠煤壁側，並通過霧粒與粉塵的碰撞、凝結、沉降而將空氣淨化，而單頭超細霧化噴頭通過更細的霧粒實現對呼吸性粉塵的有效捕捉，達到既降低總粉塵又有效降低呼吸性粉塵的目的。
3.3 負壓二次降塵技術與裝備
3.3.1負壓二次降塵裝置的降塵原理
“負壓二次降塵”係指在采煤機現有內外噴霧降塵基礎上，用負壓的方法將采煤機所產煤塵進一步降低。
如圖4－3－20所示，采煤機機麵上安裝一個封閉引射風筒，在其中裝有引射器（即噴嘴）。由順槽內乳化液泵通過高壓膠管向引射器供水。引射器噴霧後，裝置進風端的喇叭口形成負壓場，將其周圍空氣連同割煤時產生的煤塵吸入風筒內，煤塵與水霧相碰撞、結合。風筒內引射器噴射的水霧和吸入的空氣、濕塵所形成的混合流體以很高的速度從裝置的出風端射出，亦形成很強的卷吸負壓場，將采煤機後滾筒割煤產生的煤塵吸入，使煤塵與水霧碰撞結合、沉降。與此同時，失速的霧粒懸浮於工作麵空氣中，也起到較強的降塵作用。
3.3.2分體式負壓二次降塵裝置及特點
分體式采煤機負壓二次降塵裝置是在采煤機兩端各裝一個除塵器，各負責一個滾簡的降塵任務，兩者由同一條管路係統供水。每個除塵裝置采用4根長220mm、內徑l00mm的鋼管作為噴管，選用口徑1.5mm的耐磨噴嘴。其具體結構如圖4-3-21所示。
分體式負壓二次降塵裝置具有下列特點：
(1)降塵裝置實現了小型化。每個裝置的長度（平行於煤壁方向）為500mm,寬度（垂直煤壁方向）為800mm，厚度250mm，每個重量隻有120kg，製作、搬運、拆裝等均很方便。
(2)完全吸收並淨化滾筒割煤時產生的渦旋風流。
(3)對噴管進行了優化設計，其噴出的水霧形成嚴密霧幛，將渦旋風流封住、吸收、淨化。
(4)吸氣及噴霧在降塵裝置的同一端，使相反的兩個負壓場相疊加，增加負壓場強度。
3.3.3現場應用實例
3.3.3.1測點布置
鮑店煤礦綜放麵分體式采煤機負壓二次降塵裝置於1998年初正式在綜放麵進行工作試驗，試驗期間綜放麵煤體強度係數了成3，水泵壓力10-11MPa。各測點布置如下：
a、測點1設在人行道上位於采煤機前滾筒中心前方3m處。在不使用負壓二次降塵裝置情況下，該處風流未受采煤機汙染，工作麵過風斷麵也未受采煤機影響。該處風流中粉塵濃度表明進風流在吸收了進風巷內粉塵後，進入工作麵又受移架、放煤、運輸等工序產塵的影響。
b、測點2是在人行道上對準前滾簡中心所設測點。該處粉塵濃度是在測點1的基礎上，增加了前滾筒軸向排塵對風流的汙染。
c、測點3設在采煤機中間人行道側。該處工作麵過風斷麵減小，人行道風速加快，前滾筒產塵多在此通過，與測點2相比，粉塵濃度明顯增加。
d、測點4是在人行道上對準後滾簡而設的。該處風流中粉塵濃度是在測點3的基礎上，增加了後滾筒產塵對風流的汙染。
e、測點5設在後滾筒中心處後方（下風流）15m處。該處風流的流速和分布已不受采煤機影響，但粉塵濃度卻是在測點1的基礎上增加了采煤機的全部影響，逆風割煤時還增加了移架的影響。
f、測點6設在工作麵回風端出口，此處粉塵濃度是工作麵風流的最終濃度。工作麵風流通過測點5後，粉塵由於粒度大或已與水霧結合，在風流前進過程中而沉降，或附著於設備表麵及工作麵四壁，進入回風巷後風速及粉塵濃度變得均勻，因此測點6處的粉塵濃度明顯小於測點5處。
3.3.3.2負壓二次降塵裝置降塵效果實測
由於采煤機周圍粉塵濃度隨煤體強度、割煤速度、采高、降塵水壓及水量等因素的變化而變化，因而隨機性很強，少量數據不足以說明問題。在現場使用中堅持多測塵，對使用負壓二次降塵技術前後分別進行了粉塵濃度測定，其測定結果見表4-3-7和表4-3-80
