煤礦掘進粉塵治理探討與研究

紀(jì)小奇

摘要：長期以來，粉塵治理始終是礦井安全生產(chǎn)的難題之一。目前隨著我國能源戰(zhàn)略的深入，現(xiàn)代化礦井生產(chǎn)率得到很大的提高，但隨之粉塵問題也越來越嚴(yán)重，它不僅影響礦井工人的身心健康。造成塵矽病的同時；也由于積聚達(dá)到爆炸下限，帶來爆炸的危險。因此世界各國紛紛制定有嚴(yán)格的粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)，以此來維護工人身體健康和礦井安全。了解煤塵產(chǎn)生的原因，如何采取有效措施控制粉塵的產(chǎn)生以及采取何種除塵技術(shù)是礦井可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，也是我國現(xiàn)代化礦井中保證職工身體健康迫在眉睫的問題。

關(guān)鍵詞：煤塵；掘進；粉塵治理

在機械化采掘作業(yè)、運輸、轉(zhuǎn)載過程中，都會產(chǎn)生大量粉塵，危害嚴(yán)重，目前的防降塵技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了日益嚴(yán)重的塵害治理需要，為適應(yīng)煤礦發(fā)展，建立安全清潔的作業(yè)環(huán)境，以實現(xiàn)對煤塵的控制，掘進工作面的粉塵防治技術(shù)的研究成果，指出了下一步我國粉塵防治技術(shù)的發(fā)展方向。

一、產(chǎn)生煤塵的原因與危害

(一)煤塵的產(chǎn)生

在煤礦采掘過程中，如鉆眼、爆破、掘進及采煤作業(yè)，頂板管理。煤的裝運等各個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量的粉塵，而不同的礦井由于煤、巖地質(zhì)條件和物理性質(zhì)的不同，采掘方式、作業(yè)方法、通風(fēng)狀況和機械化程度的不同，粉塵的產(chǎn)生情況也不大相同，采掘工作面的機械化程度越高，煤塵的產(chǎn)量相應(yīng)也就越大。

(二)煤塵的危害

粉塵，一般是指礦物開采或加工過程中產(chǎn)生的微細(xì)固體集合體，它或沉積于井巷四壁，或懸浮于井巷空間。具有很大的危害性，煤礦工人長期吸入，輕者會患呼吸道疾病，重者會患矽肺病。煤塵還具有爆炸性，給煤礦安全生產(chǎn)帶來很大的威脅。煤塵濃度較高時會降低作業(yè)場所的能見度，導(dǎo)致誤操作，增加傷工事故的發(fā)生。另外，煤塵還加速機械的磨損，縮短精密儀器的壽命。

二、掘金工作面煤塵的防治方法

掘進工作面煤塵防治主要從煤塵的產(chǎn)生、降塵、除塵及個人勞動保護4個方面入手，一是施工前對掘進巷道進行注水，或是采取合理的工藝來降低煤塵的產(chǎn)生；二是在煤塵產(chǎn)生地點使用噴霧或除塵裝置進行降塵工作：三是在主要巷道進行灑水等工作增加作業(yè)場所的空氣濕度，達(dá)到除塵目的：最后，是職工佩戴過濾口罩等勞動保護，減低煤塵對職工健康的危害。

我國現(xiàn)階段掘進工作面防塵技術(shù)主要有以下幾種：

(一)煤層注水防塵技術(shù)；由于掘進速度較快，現(xiàn)場實施困難，所以，掘進煤層注水技術(shù)不適合現(xiàn)代化生產(chǎn)需要。

(二)合理選擇采掘機械的截割機構(gòu)，機掘工作面的粉塵，主要由下面幾個因素造成：1截割時礦體破碎產(chǎn)生的粉塵。2礦體下落或頂板冒落揚起的粉塵，3裝運和轉(zhuǎn)載機構(gòu)帶動礦體運動揚起的粉塵，4通風(fēng)時由風(fēng)流吹起的粉塵，5其它作業(yè)如人工裝擂、支護清幫、機器調(diào)動等揚起的粉塵。粉塵的多少主要是看掘進機截割效果，如何更合理的設(shè)計截割機構(gòu)，是現(xiàn)階段煤礦機械研究的發(fā)展方向。

(三)噴霧降塵，對煤炭轉(zhuǎn)載，運輸時產(chǎn)生的煤生。特別是在轉(zhuǎn)載點上，由于膠帶運輸具有一定的速度，并且膠帶間存在一定的落差，煤塊在下落過程中做拋物線運動，細(xì)小粉塵受空氣阻力和巷道風(fēng)流的作用，會懸浮起來飛揚在空中，并且隨風(fēng)流擴散形成空氣污染。經(jīng)有關(guān)部門對礦井粉塵污染進行現(xiàn)場測試，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)載點附近粉塵濃度達(dá)225mg／m~3，嚴(yán)重超過國家標(biāo)準(zhǔn)(22mg／m~3)。因此研究轉(zhuǎn)載點附近粉塵的運動模式，如何采取有效措施控制粉塵的產(chǎn)生以及采取何種除塵技術(shù)是礦井可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，也是我國現(xiàn)代化礦井中保證職工身體健康迫在眉睫的問題?，F(xiàn)在普遍采用的噴霧降塵，利用承壓水噴霧沖壓落煤點煤塵，達(dá)到降塵效果。

①機械控制自動噴霧降塵裝置。該類裝置的特點是結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，使用和維護方便而且降塵效果好。

②電器控制自動噴霧降塵裝置。該裝置適用于煤礦轉(zhuǎn)載運輸系統(tǒng)中不同的塵源，它是靠電器控制實現(xiàn)自動噴霧。有光控、聲控、觸控、磁控等多種形式。

(四)炮掘工作面防塵，風(fēng)動鑿巖機或電煤鈷打眼是炮掘工作面持續(xù)時間長，產(chǎn)塵量高的工序。一般干打眼工序的產(chǎn)塵量占炮掘工作面總產(chǎn)塵量的80％～90％，濕式打眼時占40％～60％。所以，打眼防塵是炮掘工作面防塵的重點。

1、打眼防塵

①風(fēng)鉆濕式鑿巖。這是國內(nèi)外巖巷掘進行之有效的基本防塵方法。

②干式鑿巖捕塵。在無法實施濕式鑿巖作業(yè)時，如巖石遇水會膨脹、巖石裂隙發(fā)育、實施濕式防塵效果差等情況下，可用干式孔口捕塵器等干式孔口除塵技術(shù)。

③煤電鉆濕式打眼。在煤巷、半煤巷炮掘中，采用煤電鉆濕式打眼能獲得良好的降塵效果，降塵率可達(dá)75％～90％。

2、爆破防塵，爆破是炮掘工作面產(chǎn)塵最大的工序，采取的防塵措施主要有以下幾種：

①水炮泥。這是降低爆破時產(chǎn)塵量最有效的措施。

②爆破噴霧。這是簡單有效的降塵措施，在爆破時進行噴霧可以降低粉塵濃度和炮煙。

(五)機掘工作面通風(fēng)除塵

機掘工作面雖然采掘機械本身已有了相應(yīng)的防塵措施，但一些細(xì)微的粉塵仍然是懸浮于空氣中，尤其是掘進機械化程度的不斷提高，產(chǎn)塵強度劇增，機掘工作面的產(chǎn)塵強度就大大高于炮掘工作面，用一般的防塵措施難于控制粉塵。因此國內(nèi)外研究了通風(fēng)除塵技術(shù)，以便有效地控制高濃度塵源。

1、通風(fēng)除塵系統(tǒng)。合理的通風(fēng)除塵系統(tǒng)是控制工作面懸浮粉塵運動和擴散的必要條件，主要有3種通風(fēng)系統(tǒng)在國內(nèi)外使用：長壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)、長抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)、長抽短壓通風(fēng)除塵系統(tǒng)。

2、通風(fēng)除塵設(shè)備。濕式除塵風(fēng)機、濕式除塵器、袋式除塵器以及配套的抽出式伸縮風(fēng)簡、附壁風(fēng)筒等是主要的通風(fēng)除塵設(shè)備。

3、通風(fēng)工藝的要求。壓、抽風(fēng)筒口相互位置的關(guān)系、壓抽風(fēng)量的匹配、局部通風(fēng)機安裝位置：抽出式局部通風(fēng)機與除塵局部通風(fēng)機的串聯(lián)要求是除塵對通風(fēng)工藝的要求。

(六)錨噴支護防塵

錨噴支護技術(shù)發(fā)展很快，它也是煤礦的主要產(chǎn)塵源之一。錨噴支護的粉塵主要來自打錨桿眼、混合料轉(zhuǎn)運、拌料和上料、噴射混凝土以及噴射機自身等生產(chǎn)工序和設(shè)備。

針對這些產(chǎn)塵源，主要采取以下防塵措施：

1、打錨桿眼的防塵措施。打錨桿眼防塵的重點是解決打垂直頂板錨桿眼和傾斜角較大的錨桿眼時打眼過程的產(chǎn)塵。

2、噴射混凝土支護作業(yè)的防塵措施。改干噴為潮噴是降低噴射混凝土工序粉塵濃度最有效的措施。

三、煤塵治理要建立完善管理制度

加強對職工粉塵危害及控制技術(shù)的教育，通過多種途徑和形式，對員工進行防塵知識教育，使職工充分認(rèn)識到粉塵對生命和健康的危害性，提高廣大職工參與防塵工作的積極性，并建立嚴(yán)格的獎懲制度和考核辦法，完善有關(guān)防塵技術(shù)資料，并分類建檔。主要包括有：

(一)防塵工作規(guī)劃、計劃及有關(guān)文件；

(二)防塵、測塵管理制度、措施、操作規(guī)程；

(三)防塵管路系統(tǒng)圖；

(四)工作面煤層注水臺帳；

(五)隔爆設(shè)施檢查記錄；

(六)巷道沖塵、刷白記錄；

(七)粉塵濃度匯總表、游離Sio2和分散度檢測報告單、測塵數(shù)據(jù)分析報告；

(八)煤塵爆炸性鑒定報告及煤炭自燃傾向性等級鑒定；

(九)水源水質(zhì)檢測報告單；

(十)個體粉塵防護用品發(fā)放及使用情況表；

(十一)職工塵肺統(tǒng)計表。

礦井粉塵治理是一項長期艱巨的任務(wù)，它不僅關(guān)系到職工的身心健康，而且還影響到煤礦的經(jīng)濟效益社會效益等一系列的問題，改善采掘工藝流程、通風(fēng)方式等，使粉塵產(chǎn)生量最小，是控制粉塵污染的有效途徑，采取有效的技術(shù)措施抑制和消除已產(chǎn)生和懸浮與空氣中的煤塵，是防治煤塵危害的根本方法，建立科學(xué)合理的防塵機制，是礦井防治粉塵的基本環(huán)境。