淺談煤礦綜采工作面粉塵控制技術(shù)

摘 要:隨著機(jī)械化程度的提高，生產(chǎn)強(qiáng)度的加大，煤礦井下產(chǎn)生的粉塵量也越來(lái)越多。我們必須對(duì)煤礦生產(chǎn)中的粉塵進(jìn)行有效地控制，提高綜采工作面的環(huán)境質(zhì)量，本文在對(duì)粉塵來(lái)源、分布規(guī)律、特性及危害進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述綜采工作面的降塵方法，從而提出對(duì)粉塵控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的展望。

關(guān)鍵詞:煤礦 綜采工作面 粉塵 控制技術(shù)

中圖分類號(hào):TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Ａ文章編號(hào):1674-098X(2012)07(b)-0089-01

煤礦粉塵是威脅煤礦安全生產(chǎn)的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一。我國(guó)自建國(guó)以來(lái)一直高度重視煤礦行業(yè)的安全問(wèn)題并制定了 “安全第一，預(yù)防為主”的方針，煤礦安全生產(chǎn)狀況明顯改善。但由于多種原因，煤塵瓦斯事故仍時(shí)有發(fā)生。粉塵仍然是制約煤礦安全生產(chǎn)的重要因素。在采掘機(jī)械化程度不斷發(fā)展的今天，減少煤塵事故，降低粉塵帶來(lái)的危害，己成為煤礦安全生產(chǎn)的重中之重。

1 綜采工作面粉塵的形成

1.1 采煤機(jī)割煤產(chǎn)生粉塵

實(shí)踐證明，采煤機(jī)割煤是產(chǎn)塵量最大的塵源。截割產(chǎn)生的粉塵主要與采煤機(jī)的截割速度，截齒的型式、排列于銳鈍程度、落煤高度有關(guān)。

1.2 移架產(chǎn)生的粉塵

當(dāng)液壓支架降柱移架時(shí)，由于頂板的垮落及支架頂梁與上部巖石的摩擦將產(chǎn)生很多粉塵，在破碎頂板條件下尤為突出。

1.3 運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵

在運(yùn)煤系統(tǒng)中，各部輸送機(jī)的轉(zhuǎn)載點(diǎn)最容易揚(yáng)起煤塵，在運(yùn)輸過(guò)程中，風(fēng)流也易將煤塵吹起來(lái)。

2 井下粉塵的特性與危害

在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤礦井下粉塵主要有兩種，既巖塵和煤塵。巖塵和煤塵都是有害物質(zhì)，對(duì)人體都有不良影響，并能引起塵肺。塵肺病是煤礦工人最常見(jiàn)的職業(yè)病之一。它的形成是煤礦工人長(zhǎng)期吸入作業(yè)環(huán)境空氣中懸浮粉塵引起的肺部組織纖維性病變。塵肺病嚴(yán)重影響煤礦職工的健康。而且煤塵還具有爆炸性質(zhì)，一旦發(fā)生爆炸，不僅可以破壞礦井的設(shè)備，還可能造成煤礦人員的傷亡。

3 綜采工作面除塵

隨著煤礦綜合機(jī)械化采煤的迅速發(fā)展，綜采工作面的防塵顯得愈來(lái)愈重要和迫切。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，有些礦井60%以上的粉塵來(lái)自綜采工作面，因此對(duì)綜采工作面應(yīng)該采取綜合防塵措施。目前采用的方法有下列幾種。

3.1 煤層預(yù)先注水

采煤之前預(yù)先在煤層進(jìn)行注水，這對(duì)防塵有很好的效果。利用鉆孔向煤層注入壓力水，壓力水通過(guò)煤層的節(jié)理和裂隙，滲透到煤的孔隙中，以增加煤的水分，起到濕潤(rùn)煤體的作用。煤層注水不僅對(duì)防治煤塵有良好的效果，而且還能處理瓦斯突出的問(wèn)題。根據(jù)我國(guó)一些煤礦測(cè)定，采用煤層注水后，回采工作面的含塵量能比注水前降低一半左右。

煤層注水分為短鉆孔注水和長(zhǎng)鉆孔注水兩種，短鉆孔注水的孔深一般為幾米，鉆孔垂直于工作面;長(zhǎng)鉆孔注水的孔深為幾十米至一百多米，鉆孔平行回采工作面。以防塵為主要目的的綜采工作面應(yīng)用長(zhǎng)鉆孔注水。注水方法以選用泵壓注水較好。

3.2 采煤機(jī)噴霧消塵

采煤機(jī)割煤處是綜采工作面最大的塵源，因此，對(duì)此處煤塵的控制是搞好煤塵防治的關(guān)鍵。目前滾筒采煤機(jī)的除塵措施仍采用外噴霧和滾筒內(nèi)噴霧。實(shí)踐證明，在采煤機(jī)滾筒附近安裝水力引射器，向割煤處進(jìn)行外噴霧，可使煤塵降低50%左右。而且還能解決滾筒附近的局部瓦斯積聚問(wèn)題。所謂內(nèi)噴霧就是進(jìn)入滾筒內(nèi)的壓力水通過(guò)裝在螺旋葉片上的噴嘴向外噴霧。一般都在截齒齒背噴射，這樣不僅可以消塵，而且還能減少截齒磨損。內(nèi)噴霧方式還具有以下缺點(diǎn):①內(nèi)噴霧水量不足，噴水壓力較低;②噴嘴較易堵塞，控制粉塵效果差。在增設(shè)了加壓泵后降塵效果大大改善。當(dāng)噴霧逆風(fēng)的時(shí)候，采煤機(jī)前端產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦流而使?jié)舛容^高的粉塵擴(kuò)散到采煤機(jī)司機(jī)處，降低降塵效果且影響工人健康。為此，取消原設(shè)置在搖臂頂部的噴嘴，對(duì)外噴霧的布置方式和霧流方向進(jìn)行了改進(jìn)，利用噴霧引射的方法，迫使這些含塵氣流沿煤壁流動(dòng)，并在引射噴霧和跟蹤噴霧的作用下進(jìn)行有效的降塵。

3.3 液壓支架噴霧降塵

綜采工作面液壓支架的支護(hù)作業(yè)，也是主要的產(chǎn)塵源。移架作業(yè)所產(chǎn)生的粉塵受多種因素影響，但最主要的是直接頂板的條件。在移架作業(yè)過(guò)程中，產(chǎn)塵點(diǎn)多，產(chǎn)塵量大，分散度高。粉塵的產(chǎn)生部位主要是處在工作面風(fēng)流通道中的支架前半部的架間位置，產(chǎn)生的粉塵在風(fēng)流作用下極易擴(kuò)散。針對(duì)這些狀況，在掩護(hù)支架的頂梁下方安裝噴嘴，進(jìn)行噴霧消塵。

3.4 清掃、沖洗巷道降塵

為了防止已經(jīng)落地的粉塵又被吹起而混入風(fēng)流中污染空氣，應(yīng)經(jīng)常清掃和沖洗工作面進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)巷道。

3.5 通風(fēng)除塵

由于空氣中所含粉塵的濃度與風(fēng)量在一定范圍內(nèi)成反比，所以通風(fēng)對(duì)沖淡工作面粉塵濃度起著重要的作用。采煤工作面浮游粉塵的形成和擴(kuò)散受工作面風(fēng)速和運(yùn)動(dòng)形式影響，決定通風(fēng)除塵效果的主要原因是風(fēng)速。當(dāng)采煤機(jī)組與其配套的液壓支架以及工作面通風(fēng)系統(tǒng)確定之后，工作面的斷面和相應(yīng)的風(fēng)速就確定下來(lái)看，此時(shí)如果風(fēng)速過(guò)低，微細(xì)粉塵不易排除;過(guò)高則落塵會(huì)被吹起，將增大空氣中的礦塵濃度，最佳排塵風(fēng)速一般為1.5～4.0m/s。

4 粉塵控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

在多方面的努力下，我國(guó)粉塵危害防治工作有了很大的進(jìn)展，不斷推出新技術(shù)、新工藝、新材料、新產(chǎn)品、新設(shè)備，但還是不能滿足市場(chǎng)需要，接下來(lái)應(yīng)從以下方面研究和開(kāi)發(fā):①應(yīng)加強(qiáng)研究物理化學(xué)防塵技術(shù)。如探討超聲波除塵、電離水除塵、微生物除塵、聲波霧化除塵等技術(shù)。②改進(jìn)現(xiàn)有煤層注水工藝水平。根據(jù)綜采工作面具體情況，選擇合理鉆孔布置方式、封孔工藝、注水方法及注水設(shè)備，從而達(dá)到最佳注水效果，實(shí)現(xiàn)防塵、降塵的目的。③支架防塵方面。液壓支架、放煤口噴霧目前還停留在低壓上面，今后的工作將重點(diǎn)放在向中、高壓噴霧降塵的研究和應(yīng)用上面。④需要大力研制各種設(shè)備如高效低能耗實(shí)用新型除塵器，適應(yīng)礦山特點(diǎn)的空調(diào)器。除塵系統(tǒng)、凈化設(shè)備應(yīng)向系統(tǒng)化、大型化、智能化、節(jié)能型方向發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，綜采工作面的降塵工作對(duì)煤礦的安全發(fā)展有著重要的意義。因此要建立科學(xué)合理的控塵管理機(jī)制，采用合理有效的控塵措施，不斷完善和改進(jìn)控塵方法，使綜采工作面的粉塵狀況得到明顯的改善，促進(jìn)礦井的和諧、健康、持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張賢友.礦井防塵工[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，2006.

[2] 張琰東.綜采工作面煤塵的研究與治理[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2005(6):73，94.

[3]楊勝?gòu)?qiáng).粉塵防治理論及技術(shù)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[4]牛朝旭.綜采工作面的粉塵分布及治理對(duì)策[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2006，34(4):29-30.