綜合防塵技術(shù)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

史敏雪

摘 要：隨著煤礦綜合機(jī)械化水平和生產(chǎn)強(qiáng)度的不斷提高，產(chǎn)塵濃度不斷增大。當(dāng)粉塵聚集到一定程度，不僅引起員工患職業(yè)病，而且容易引發(fā)煤塵爆炸事故，因此研究煤礦綜合防塵技術(shù)對于煤礦的發(fā)展有重要的戰(zhàn)略意義。文章結(jié)合工程實(shí)際，重點(diǎn)介紹了適應(yīng)性較好的綜合防塵措施，為井下員工創(chuàng)造一個(gè)良好的作業(yè)環(huán)境，確保礦井的安全發(fā)展。

關(guān)鍵詞：礦塵；防塵措施；防塵技術(shù)；煤礦

中圖分類號：TD714+14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）32-0039-02

1 概 述

在煤礦生產(chǎn)過程中，采、掘、運(yùn)各個(gè)工序?qū)a(chǎn)生大量粉塵。近幾年來，瓦斯煤塵爆炸事故仍時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了礦井安全生產(chǎn)和員工生命，而且是導(dǎo)致員工患塵肺病的根源。因此，抓好礦井粉塵綜合治理已迫在眉睫。煤礦生產(chǎn)過程中粉塵主要來源于采掘工作面，其次是機(jī)械化運(yùn)輸設(shè)備的產(chǎn)塵，尤其是采掘機(jī)械的迅速發(fā)展，使煤礦機(jī)械化程度大為提高，采掘能力也隨之加大，促進(jìn)煤炭產(chǎn)量成倍增長。因此研究綜合防塵技術(shù)對保障礦井的安全生產(chǎn)和礦工的身心健康意義重大。

2 工程概況

西北某鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦年產(chǎn)量50 kt/a，井下采煤方式主要為煤電鉆打眼放炮落煤、人工攉煤，并采用可彎曲刮板輸送機(jī)和礦車運(yùn)煤，掘進(jìn)工作面采用風(fēng)鉆打眼，放炮掘進(jìn)的方式開拓。該礦煤層中灰分主要由各種無機(jī)礦物質(zhì)組成，并以游離SiO2和硅酸鹽類為主，其游離SiO2的含量一般在3.8%～4.6%之間。根據(jù)儲量核實(shí)報(bào)告提供的資料表明，到目前為止，該礦山尚未發(fā)生過煤塵爆炸事故。

3 綜合防塵措施

3.1 噴霧灑水防塵措施

在井下的掘進(jìn)工作面、回采工作面、原煤運(yùn)輸及轉(zhuǎn)載點(diǎn)、落煤點(diǎn)等處均同時(shí)采用型號為ZP-1型的自動噴霧器（該類自動噴霧器與采掘工作面及運(yùn)輸設(shè)備聯(lián)動，一般降塵率在85%左右），并在個(gè)別不宜使用自動降塵裝置的位置安裝手動噴霧器防塵降塵（自制）。

一般在放炮后采用由S型霧化噴嘴形成的噴霧器降塵；對轉(zhuǎn)載點(diǎn)、落煤點(diǎn)以及裝矸點(diǎn)等處，則采用由K型霧化噴嘴形成的噴霧器降塵。

同時(shí)，在上述產(chǎn)塵點(diǎn)設(shè)置粉塵濃度傳感器，以監(jiān)測各產(chǎn)塵點(diǎn)的粉塵濃度。

3.2 通風(fēng)排塵、降塵措施

該礦井巷中風(fēng)流的風(fēng)速范圍將按照《煤礦安全規(guī)程》第101條之規(guī)定執(zhí)行，詳見表1。該礦井巷各作業(yè)點(diǎn)和巷道均按《煤礦安全規(guī)程》要求分配有足夠的風(fēng)量，并在表1的限值范圍內(nèi)配置有合適的風(fēng)速，通過相應(yīng)的風(fēng)量和風(fēng)速可將井下各巷道及作業(yè)點(diǎn)的污風(fēng)匯集到相應(yīng)的回風(fēng)巷道中，保證各用風(fēng)點(diǎn)的進(jìn)風(fēng)均為新鮮風(fēng)流，防止了循環(huán)風(fēng)的產(chǎn)生，保證了各用風(fēng)點(diǎn)涌出的瓦斯和粉塵能及時(shí)的被風(fēng)排走。

3.3 采用風(fēng)流凈化水幕降塵

礦井在采煤工作面的回風(fēng)順槽靠近上下出口30 m內(nèi)，掘進(jìn)工作面距迎頭40 m內(nèi)，各裝煤點(diǎn)的下風(fēng)方向15～25 m處按要求安裝有風(fēng)流凈化水幕，以達(dá)到凈化空氣和降塵的目的。

3.4 粉塵沖洗及清除

①巷道沖洗：在容易沉積粉塵的采掘工作面、主要回風(fēng)及運(yùn)輸巷等處，定期由里向外使用灑水及沖洗裝置逐步?jīng)_洗巷道兩幫、頂部、底部直到整個(gè)工作面，使粉塵充分潤濕，無法揚(yáng)起。沖洗下來的粉塵，則通過排水溝和沉淀水倉集中收集處理后裝車運(yùn)出；

②機(jī)電及運(yùn)輸設(shè)備粉塵防治：對礦井的機(jī)電設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，采用加裝防塵罩，并定期清掃附著在設(shè)備上的浮塵的防治措施；

③定期采用石灰漿粉刷主要運(yùn)輸大巷及回風(fēng)大巷，減少粉塵的附著和保持巷道的整潔。

4 回采和掘進(jìn)工作面除塵

4.1 回采工作面除塵

4.1.1 煤塵主要產(chǎn)生地點(diǎn)

該礦井下回采工作面使用型號為MZ-12C的煤電鉆打眼放炮落煤、人工攉煤，并在工作面使用可彎曲刮板輸送機(jī)和礦車裝車運(yùn)輸?shù)姆绞阶鳂I(yè)。

上述各設(shè)備工作時(shí)均會有較嚴(yán)重的煤塵產(chǎn)生，其工作的巷道內(nèi)也相應(yīng)會產(chǎn)生一定濃度的煤塵。另外，在回采工作面回柱時(shí)也將有較多的煤塵產(chǎn)生，均是粉塵的重點(diǎn)防治對象。

4.1.2 除塵措施

①煤電鉆濕式作業(yè)除塵：回采工作面采用的煤電鉆為濕式作業(yè)設(shè)備，配備有接用水使用的供水管口，可通過供水將煤電鉆作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的粉塵由過量的水流帶走，其除塵效果較好，除塵率可在78%左右。

②放炮除塵：放炮使用水炮泥，爆破前、后沖洗煤壁，爆破后極時(shí)噴霧降塵。采用煤電鉆濕式作業(yè)技術(shù)和水炮泥防塵技術(shù)，一般降塵率可達(dá)55%～75%以上，特別是采用水泡泥不但能起到降塵作用，而且還能消煙、降溫。在回采工作面再結(jié)合噴霧灑水降塵及通風(fēng)排塵措施，其綜合降塵率可達(dá)93%以上。

③安裝風(fēng)流凈化水幕除塵：在各回采工作面的回風(fēng)巷道內(nèi)，靠近工作面30 m范圍和靠近出口15 m范圍內(nèi)，以及各裝煤點(diǎn)下風(fēng)方向的10～15 m分別各設(shè)置一道風(fēng)流凈化水幕。

④回柱除塵：回采工作面回柱時(shí)均采用在工作前后噴霧降塵的方式進(jìn)行，力爭使揚(yáng)塵降到最低程度。

4.2 掘進(jìn)工作面除塵

4.2.1 粉塵主要產(chǎn)生地點(diǎn)

該礦井下煤巷及半煤巷掘進(jìn)工作面主要采用型號為7655D的風(fēng)動鑿巖機(jī)進(jìn)行打眼、放炮掘井，并采用耙斗裝載機(jī)和礦車裝車運(yùn)輸?shù)墓ぷ鞣绞健Ｉ鲜鲈O(shè)備在工作時(shí)將產(chǎn)生較嚴(yán)重的煤塵及巖塵，并使工作場所的粉塵嚴(yán)重超標(biāo)，故該類設(shè)備的工作及工作場所均是粉塵的重點(diǎn)防治對象。

4.2.2 除塵措施

①掘進(jìn)工作面采用的風(fēng)動鑿巖機(jī)配套有專供濕式打眼使用的供水接口，可使鉆孔時(shí)產(chǎn)生的粉塵降到極低，并隨過量的水流帶走；

②采用水泡泥放炮除塵措施，并在爆破前、后沖洗巖壁，爆破后及裝巖機(jī)工作時(shí)極時(shí)采用手動噴霧降塵器除塵、降塵；

③在掘進(jìn)工作面距迎頭40 m處安裝一道風(fēng)流凈化水幕進(jìn)一步對進(jìn)出工作面的空氣除塵、降塵；

④煤、矸裝車前均采用在矸石及煤堆上灑水和沖洗巷道頂幫的措施防塵降塵，采用的除塵器為手動噴霧除塵、降塵裝置；

⑤在使用耙斗裝巖機(jī)的巖巷掘進(jìn)工作面采用配套ZP-1型灑水裝置除塵降塵，該裝置可與裝巖機(jī)連動，可達(dá)到自動除塵、降塵，并節(jié)水的目的。

⑥定期沖洗工作面巖壁，清掃巷道中的浮塵并灑水，工人堅(jiān)持佩戴自吸式防塵口罩工作。

5 煤層注水防塵

該礦所采C1煤層平均厚度0.60 m， C2煤層平均厚度

0.33 m，各煤層均為極薄煤層，且煤層C1煤層的全硫的平均值為1.34%，C2煤層的全硫的平均值為2.74%，屬全硫成份較高煤層。根據(jù)開采煤層的上述特點(diǎn)，考慮采用煤層注水防塵技術(shù)措施。

5.1 水源、用水量、水質(zhì)及水壓

水源采用流經(jīng)南回風(fēng)平硐附近，出水標(biāo)高在+1 000 m的泉水及形成的溪溝水作為井下消防灑水的供水水源。

5.2 用水量

5.2.1 井下消防用水量

井下消火栓系統(tǒng)的用水量采用7.5 L/s，持續(xù)時(shí)間按6h計(jì)，一次火災(zāi)用水量為162 m3考慮，故井下消防用水量為：

Q井消總=7.5 L/s×6 h×3 600 s=162.0 m3；

井下消防最大小時(shí)用水量為：

Q井消時(shí)=7.5 L/s×3 600 s=27.0 m3；

井下消防水量的儲備水量按不低于162.0 m3設(shè)計(jì)，補(bǔ)充水量按48 h，小時(shí)補(bǔ)充水量為3.8 m3設(shè)計(jì)。

5.2.2 井下防塵灑水用水量

井下防塵灑水用水量按各用水設(shè)備及器具的流量指標(biāo)和下述公式進(jìn)行計(jì)算：

Q井灑d=KΣ0.06q1t1，

式中： Q井灑d—井下灑水日用水量（m3/d）；

K—富余系數(shù)，取1.25～1.35；

q1—某用水項(xiàng)的流量指標(biāo)（L/min）；

t1—某用水項(xiàng)一天中的使用時(shí)間。

5.2.3 井下最大設(shè)計(jì)日用水量

井下最大設(shè)計(jì)日用水量為井下消防用水量與井下防塵灑水用水量之和，即：

Q井總=Q井灑d+Q井消總=162.0 m3+235.8 m3=397.8 m3/d。

5.2.4 井下最大設(shè)計(jì)小時(shí)用水量

井下設(shè)計(jì)最大小時(shí)用水量為井下消防最大小時(shí)用水量與井下防塵灑水最大小時(shí)用水量之和，即：

Q井h= Q井灑h +Q井消h=27.0 m3+38.4 m3=65.4 m3/h。

6 結(jié) 語

通過綜合防塵技術(shù)和設(shè)施的應(yīng)用，掘進(jìn)、采煤工作面粉塵濃度比以往降低了80%。此綜合防塵技術(shù)的成功應(yīng)用不僅杜絕了井下煤塵堆積，為職工提供了一個(gè)健康良好的工作環(huán)境，員工塵肺病的發(fā)病率大大減少，而且提高了礦井的現(xiàn)代化管理水平，確保了礦井的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉賓.綜合防塵技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國科技縱橫，2012，（4）.