井下粉塵預(yù)防及治理方法研究

喬旭 朱瑤麗 劉振興

【摘 要】塵肺病是煤礦工人主要的職業(yè)病，它不僅影響煤炭企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，而且嚴(yán)重地危害工人的健康和生命。對(duì)井下粉塵的預(yù)防及處理已經(jīng)不能局限于傳統(tǒng)手段，急需新技術(shù)、新方法來(lái)解決處理。本文通過(guò)對(duì)井下粉塵的危害以及防治現(xiàn)狀的分析，發(fā)現(xiàn)其存在的問(wèn)題，并從多方面提出粉塵治理的改進(jìn)措施，以期為井下粉塵的防治提供新思路新方法。

【關(guān)鍵詞】井下粉塵 防治措施 研究

1 井下粉塵防治的必要性

粉塵是指懸浮在空氣中的固體微粒，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，粒徑小于75μm的固體懸浮物為粉塵。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，破碎煤炭和巖石所產(chǎn)生的微小煤巖顆粒叫做煤礦粉塵。

在大氣中粉塵的存在是保持地球溫度的主要原因之一，但在生活和工作中，生產(chǎn)性粉塵是人類(lèi)健康的天敵，煤礦粉塵的危害是多方面的。一方面是它的爆炸性，具有爆炸性的煤塵在一定濃度范圍內(nèi)遇有高溫?zé)嵩?，如電氣設(shè)備產(chǎn)生的火花、瓦斯燃燒和爆炸、井下火災(zāi)和明火、礦燈故障時(shí)產(chǎn)生的火花等都可能引發(fā)爆炸。[1] 我國(guó)80%以上的煤礦都具有爆炸性，且礦井爆炸事故也屢見(jiàn)不鮮。另一方面，粉塵對(duì)人體有直接且嚴(yán)重的危害，最典型的疾病就是塵肺病。近年來(lái)，各省尤其是山西、河北、內(nèi)蒙這些煤炭大省的塵肺病患者逐年增加，且增加比例逐年遞增。另外，粉塵也在一定程度上降低了機(jī)械設(shè)備的工作效率，對(duì)機(jī)器本身也有損害。有數(shù)據(jù)表明，在無(wú)防塵措施的條件下，炮采時(shí)粉塵濃度為300～500mg/m？，而機(jī)采時(shí)粉塵的濃度達(dá)到1000～3000 mg/m？，綜采時(shí)更是高達(dá)4000～8000 mg/m？。[2]可見(jiàn)，在采煤機(jī)械化程度逐步提高的情況下，粉塵對(duì)機(jī)械設(shè)備以及人體的影響使其治理問(wèn)題刻不容緩。

2 井下粉塵防治的現(xiàn)狀

《煤礦安全》第738條規(guī)定：“煤礦企業(yè)必須加強(qiáng)職業(yè)危害的防治與管理，做好作業(yè)場(chǎng)所的職業(yè)衛(wèi)生和勞動(dòng)保護(hù)工作，采取有效措施控制塵、毒危害”。[2]雖然我國(guó)對(duì)井下粉塵的檢測(cè)已頒布了《煤礦井下粉塵綜合防治技術(shù)規(guī)范》等一系列規(guī)定，對(duì)測(cè)塵機(jī)構(gòu)設(shè)置、時(shí)間、方法及合格率計(jì)算都作出了明確的規(guī)定，但具體落實(shí)情況卻不容樂(lè)觀。目前我國(guó)大多數(shù)礦區(qū)對(duì)井下粉塵的治理主要是從防塵和除塵兩方面著手的。

防塵主要是面向井下工人和設(shè)備，工人佩戴防塵面罩、防塵呼吸器、防塵口罩等工人防護(hù)用具。對(duì)于井下設(shè)備及儀器，也采取了一些簡(jiǎn)單措施，以防止粉塵進(jìn)入設(shè)備。

除塵方面，現(xiàn)今礦井主要采用以風(fēng)、水為主的防塵措施。通風(fēng)除塵，即利用風(fēng)力將粉塵吹散，這是最為簡(jiǎn)單原始的除塵方法。但受通風(fēng)工作面的影響較大，且受到通風(fēng)量的條件制約，效果并不理想；灑水除塵，是現(xiàn)今應(yīng)用最為廣泛的方法，具體包括機(jī)械式灑水降塵和電子式灑水降塵。機(jī)械式應(yīng)用較早、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，但由于機(jī)械操控需要時(shí)間，易造成降塵不及時(shí)等問(wèn)題，且機(jī)件維修較為頻繁和困難。電子式則加入了新興的傳感裝置，現(xiàn)今得到了廣泛應(yīng)用，盡管通過(guò)先進(jìn)技術(shù)解決了粉塵感應(yīng)及時(shí)灑水降塵的難題，但這種方法也只能從表面上解決問(wèn)題，依然受到工作面的限制，且水蒸發(fā)之后二次揚(yáng)塵情況也較為嚴(yán)重。

3 井下粉塵防治的改進(jìn)

要想將井下粉塵的影響減到最小，提高礦井安全系數(shù)，減少對(duì)人體的損害，必須做到防塵和除塵相結(jié)合，預(yù)防為主，治理為輔。

3.1 了解粉塵來(lái)源

要做到粉塵的防治，必須要弄清粉塵的根源。我國(guó)煤礦的塵源地點(diǎn)主要有：采掘工作面、裝卸載點(diǎn)、運(yùn)輸大巷、排矸場(chǎng)。其中，井下產(chǎn)塵量最大的是采煤工作面，要了解各個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)塵量，才能“對(duì)癥下藥，事半功倍”。

3.2 監(jiān)測(cè)粉塵含量

為了搞好粉塵防治，就必須對(duì)礦井中的粉塵濃度和性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。粉塵濃度是指單位體積空氣中粉塵的含量，可利用礦用安全光散射式測(cè)塵儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)呼吸性粉塵總量。粉塵分散度是指各種不同粒徑的粉塵在礦塵中所占的百分?jǐn)?shù)，可利用光電粒子計(jì)算器、粒譜儀等儀器直接測(cè)量。通過(guò)監(jiān)測(cè)粉塵含量，可以直接、真實(shí)的反映粉塵對(duì)人體的危害，也可鑒定防塵措施的成效。

3.3 從源頭處防塵

采煤處是產(chǎn)塵量最大的地方，應(yīng)從煤層入手，從源頭處降低粉塵含量。煤層注水是防塵的有效方法之一，即在鉆孔時(shí)對(duì)煤層注入一定壓力的水，達(dá)到預(yù)先濕潤(rùn)煤體的效果，從而在開(kāi)采煤層時(shí)從根源上減少粉塵。并且可選擇一些濕潤(rùn)的塑料制品填充到炮眼中，在煤層爆破時(shí)與粉塵一同噴出，這樣既可以吸附粉塵，又可吸附炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的煙塵和部分有毒氣體。此方法雖應(yīng)用早，但受到地形地質(zhì)、生產(chǎn)技術(shù)等條件的限制，工作量大，缺乏成熟的制度經(jīng)驗(yàn)。

另外，可以在采煤機(jī)的鉆頭兩側(cè)用強(qiáng)度較高的鋼板圍成開(kāi)放式框架，利用強(qiáng)力吸附裝置來(lái)吸附粉塵，在導(dǎo)管下方連接鐵管到采煤機(jī)下，并安置一個(gè)收集裝置，既方便傾倒，并可收集粉塵回收利用。此方法工作效率較高、經(jīng)濟(jì)且操作簡(jiǎn)單、拆卸方便。

3.4 在過(guò)程中除塵

如果源頭處的預(yù)防措施做的不好，或因其他原因達(dá)不到預(yù)期效果時(shí)，必須對(duì)已產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行治理，可將自動(dòng)噴霧灑水除塵和通風(fēng)除塵相結(jié)合。

噴霧灑水是通過(guò)噴霧器或?yàn)⑺鱽?lái)實(shí)現(xiàn)的，水通過(guò)噴霧器時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)和沖擊作用，噴射于空中而形成霧狀水珠。[3]塵粒遇水濕潤(rùn)，一部分降落，一部分隨風(fēng)漂移。通風(fēng)除塵是利用新鮮空氣稀釋含塵空氣，并將粉塵排出礦內(nèi)。[3]在回采工作面、主運(yùn)大巷和卸載站等產(chǎn)塵較多的地方，使用通風(fēng)除塵，利用較高的風(fēng)速與煤車(chē)逆向?qū)⒎蹓m吹入預(yù)定除塵地點(diǎn)，然后利用觸控和紅外自動(dòng)灑水降塵裝置降塵。此外，對(duì)于運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵可在運(yùn)輸起點(diǎn)對(duì)煤炭充分濕潤(rùn)，且在運(yùn)輸過(guò)程中不斷灑水、噴霧，防止粉塵飛揚(yáng)。

另外，超聲波霧化除塵技術(shù)應(yīng)成為新的開(kāi)發(fā)方向，即利用超聲波技術(shù)使水霧化成微細(xì)霧粒，霧粒在塵點(diǎn)內(nèi)凝聚粉塵，直至沉降，從而實(shí)現(xiàn)就地抑塵。此方法除塵效率高、處理成本低廉，且二次污染可能性小，應(yīng)將其投入到實(shí)際的粉塵治理中去。

3.5 建立防護(hù)管理系統(tǒng)

在綜合防塵除塵治理工作中，不僅要擁有先進(jìn)的防塵技術(shù)裝備，還應(yīng)建立完善的防塵管理措施。礦區(qū)應(yīng)健全防塵機(jī)構(gòu)和隊(duì)伍，完善各項(xiàng)規(guī)章制度，嚴(yán)格管理和落實(shí)防塵責(zé)任。工人應(yīng)加強(qiáng)自我防御意識(shí)，可佩戴特殊的防塵面罩，或穿戴自清洗材質(zhì)衣物，以防止粉塵進(jìn)入體內(nèi)，對(duì)礦工保護(hù)設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)也應(yīng)是未來(lái)井下設(shè)備的一大研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊愛(ài)軍.礦井綜合防塵技術(shù)探討[J].河北煤炭，2007（1）.

[2]王成東.淺析礦井防塵的管理措施[J].黑龍江科技信息，2007（19）.

[3]劉加來(lái).煤礦粉塵危害及其防治技術(shù)初探[M].龍巖師專(zhuān)學(xué)報(bào)，2002.