兗州礦業(yè)（集團）公司南屯煤礦十一采區(qū)是兗州礦區(qū)首個使用半煤巖掘進機開采的薄煤層工作面，負壓二次降塵裝置比較好地解決了綜掘機在半煤巖巷道掘進過程中產(chǎn)塵量大、工作環(huán)境惡劣等不利因素,為推廣薄煤層開拓的掘進機械化提供了有力保障。

該礦為低瓦斯礦井,開采煤層具有自然發(fā)火危險,煤層自然發(fā)火期3～6個月,最短煤層自然發(fā)火期為20d。礦井3下煤層煤塵爆炸指數(shù)41.97%,有煤塵爆炸危險；3上煤煤塵爆炸指數(shù)43.68%,有煤塵爆炸危險；17層煤塵爆炸指數(shù)44.34%,有煤塵爆炸危險；16上層煤塵爆炸指數(shù)45.10%,有煤塵爆炸危險。（1）工作面概況。礦井現(xiàn)在進行薄煤層的開拓,為回采17、16上煤作準備,采區(qū)巷道沿16上煤層頂板使用EBJ-120TP掘進機施工。巷道斷面寬為3.9 m，高為2.1m,上部為 16上煤,平均厚度0.99 m,黑色,半亮-光亮型煤;中部為灰色鋁質(zhì)泥巖,質(zhì)較純、致密性脆,平均厚度0.92 m；下部為灰色中砂巖,以泥質(zhì)膠結(jié)為主,性脆,平均厚度4.36m。掘進過程中需截割巷道底部巖石,產(chǎn)生大量的粉塵,給職工身體健康和安全生產(chǎn)帶來嚴重的威脅。（2）負壓二次降塵裝置。①負壓二次降塵裝置的布置。此裝置安裝在掘進機前部的面板上，由順槽內(nèi)的供水管路通過高壓膠管供水。噴嘴的水壓主要是利用井上下高差產(chǎn)生的靜壓，一般在3～6 MPa。噴嘴形狀為φ2 mm的錐形，4個噴嘴為1組，左右各1組。②裝置內(nèi)含塵氣流的除塵率。它與霧粒的直徑成反比，與液氣相對速度、筒體長度和液氣比成正比。經(jīng)過技術(shù)測定，裝置內(nèi)含塵氣流的除塵率為100%。③距離對除塵效果的影響。根據(jù)負壓二次噴嘴的性能參數(shù)可知：負壓二次噴嘴距離切割滾筒太近，負壓二次噴霧水流到達滾筒的時候尚沒有充分地擴散，形成的負壓區(qū)域狹小，水流、粉塵以及氣流的混合效果差，而且水流到達煤壁的時候速度過大，容易將已經(jīng)割下的粉塵又重新吹起來，形成二次揚塵；但是，距離過遠又不能夠?qū)L筒附近的粉塵控制住。根據(jù)現(xiàn)場的試驗，距離迎頭1.5～2.0 m時的降塵效果比較理想。④水壓對除塵效果的影響。負壓二次降塵裝置的水壓越高，形成的負壓區(qū)域越大，霧化效果越好，控塵和降塵效果越明顯。但是，霧粒的直徑越小越容易被風流吹散，從而在迎頭區(qū)域形成氣霧，影響到掘進機司機的視線。因此，在保證降塵效果的同時，應(yīng)當降低供水的壓力，使得掘進機司機視線清晰、便于操作。經(jīng)過試驗，水壓達到5MPa的時候效果比較好。從使用負壓二次降塵裝置以后的測定結(jié)果可知，掘進機司機位置處的總粉塵降塵效率達到81%，距離迎頭20m處的總粉塵降塵效率達到84.3%，有效地改善了掘進機作業(yè)過程中的高粉塵濃度狀況。