煤礦生產(chǎn)中的防塵技術(shù)探討

張潔

（新疆龜茲礦業(yè)有限公司，新疆阿克蘇 842000）

0 引言

采煤工作過(guò)程中會(huì)伴隨著大量煤塵的產(chǎn)生，煤塵對(duì)于工作人員的健康會(huì)產(chǎn)生非常不利的影響，特別是近年來(lái)煤礦的機(jī)械化程度不斷提高，煤炭的產(chǎn)出量也在不斷提升，相應(yīng)的煤塵產(chǎn)生量也在逐漸增加。這樣就造成工作人員長(zhǎng)時(shí)間處在惡劣的環(huán)境當(dāng)中，不但對(duì)生產(chǎn)效率的提升極為不利，而且容易造成職工呼吸系統(tǒng)的疾病。同時(shí)大量的煤塵也會(huì)造成安全事故，增加機(jī)械設(shè)備的磨損程度，比如：發(fā)生煤塵爆炸事故、設(shè)備損壞事故等。因此便要求應(yīng)用有效的防塵技術(shù)手段，通過(guò)技術(shù)層面處理或降低煤塵的影響和危害。

1 礦塵來(lái)源

礦井粉塵指的是煤礦生產(chǎn)當(dāng)中所形成的一些礦物細(xì)微顆粒總稱(chēng)。煤礦生產(chǎn)過(guò)程中礦塵危害是非常嚴(yán)重的，不但會(huì)對(duì)井下施工環(huán)境造成影響，還會(huì)對(duì)危害施工人員的健康，并且容易誘發(fā)煤塵爆炸事故，給礦井造成嚴(yán)重的人員傷亡。因?yàn)槊簩幼陨頃?huì)受到礦山壓力的影響與地質(zhì)結(jié)構(gòu)作用影響，煤層與圍巖裂隙當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)一些原生礦塵。煤礦在生產(chǎn)過(guò)程中，例如進(jìn)行采掘與運(yùn)輸期間，對(duì)煤巖體展開(kāi)切割及破碎而造成的次生礦塵，屬于最主要的礦塵來(lái)源。

1.1 煤礦采煤工作面產(chǎn)塵問(wèn)題

采煤工作面中的主要產(chǎn)塵環(huán)節(jié)包含采煤機(jī)的落煤、裝煤及刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，液壓支架的移動(dòng)，煤炭的二次轉(zhuǎn)運(yùn)，人工攉煤以及爆破工作。其產(chǎn)塵的機(jī)理通常能夠分成拋落與摩擦兩類(lèi)。摩擦所造成大顆粒粉塵是非常多的，拋落造成呼吸性粉塵是非常多的。就采煤機(jī)的割煤與其余環(huán)節(jié)比較來(lái)說(shuō)，摩擦屬于主要的產(chǎn)塵來(lái)源，所造成呼吸性粉塵是很多的，因此，為了控制礦塵產(chǎn)量，必須時(shí)常對(duì)截齒進(jìn)行更換，采用合適的截齒，保證截齒的尖銳性，在截割期間控制粉塵的產(chǎn)生量。

利用同步交流發(fā)電機(jī)仿真模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)整流器開(kāi)路故障仿真，可以簡(jiǎn)單、有效地獲取同步交流發(fā)電機(jī)三相輸出電壓信號(hào)的仿真結(jié)果，從而進(jìn)一步對(duì)旋轉(zhuǎn)整流器故障進(jìn)行深入分析[13]。仿真結(jié)果顯示：當(dāng)旋轉(zhuǎn)整流器正常工作時(shí)，同步交流發(fā)電機(jī)三相輸出電壓信號(hào)符合參數(shù)設(shè)定；當(dāng)旋轉(zhuǎn)整流器出現(xiàn)單管開(kāi)路故障時(shí)，三相輸出電壓信號(hào)出現(xiàn)衰減，其有效值低于設(shè)定參數(shù)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)整流器出現(xiàn)雙管開(kāi)路故障時(shí)，三相輸出電壓信號(hào)的衰減幅度更大。圖2、圖3和圖4分別為旋轉(zhuǎn)整流器正常工作、單管開(kāi)路故障和雙管開(kāi)路故障3種情況下的三相輸出電壓信號(hào)波形。

1.2 掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵問(wèn)題

掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵環(huán)節(jié)主要包含機(jī)械破煤，裝煤，爆破落煤、煤矸運(yùn)輸以及巷道噴漿工程。通常來(lái)說(shuō)，掘進(jìn)工作面中各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的粉塵中含有很多游離的二氧化硅，對(duì)人體會(huì)造成很大危害，因此操作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)工作。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，掘進(jìn)工作面職工塵肺病的發(fā)病率是高于采煤工作面職工的，這就是因?yàn)榫蜻M(jìn)工作面的職工所接觸礦塵含有大量游離的二氧化硅。

克魯勃潤(rùn)滑劑（上海）有限公司市場(chǎng)及應(yīng)用部門(mén)經(jīng)理戴偉（Nicolas David）表示：“我們正在與客戶(hù)及合作伙伴密切合作，共同開(kāi)發(fā)新的數(shù)字產(chǎn)品，在提供性能純正、品質(zhì)一流的潤(rùn)滑劑之外帶來(lái)附加價(jià)值?？唆敳诰€解決方案表明我們能幫助客戶(hù)收獲更大成功，并且進(jìn)一步貼近客戶(hù)?！?/p>

1.3 其余位置產(chǎn)塵

巷道維修錨噴施工區(qū)域、煤炭裝卸區(qū)域也屬于產(chǎn)塵較高的地區(qū)，特別是煤炭裝卸位置的瞬時(shí)性礦塵濃度，在有些時(shí)間段甚至可以到達(dá)煤塵的爆炸極限濃度，極其危險(xiǎn)，必須加強(qiáng)對(duì)其的重視。

2 礦塵危害分析

這便要求煤礦企業(yè)嚴(yán)格按照我國(guó)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求以及法律法規(guī)健全防塵管理職能機(jī)構(gòu)，在技術(shù)層面和管理層面開(kāi)展有效的防塵管理工作，對(duì)井下防塵設(shè)施的設(shè)置、使用及職工個(gè)體防護(hù)進(jìn)行指導(dǎo)和檢查，并對(duì)防塵效果進(jìn)行評(píng)估。礦井應(yīng)設(shè)置專(zhuān)業(yè)或兼職的防塵管理、技術(shù)人員負(fù)責(zé)防塵工作，不斷提升防塵管理隊(duì)伍的管理水平和專(zhuān)業(yè)水平，確保礦井的防塵工作能夠保質(zhì)保量的完成。

3 防塵工程的組織、監(jiān)督和管理

3.1 健全防塵管理職能機(jī)構(gòu)，提高礦井防塵管理水平

礦塵屬于有害物質(zhì)，其危害主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面。（1）煤塵滿(mǎn)足一定條件，會(huì)出現(xiàn)煤塵爆炸問(wèn)題，會(huì)使礦井遭受?chē)?yán)重影響，甚至?xí)?duì)礦井造成毀滅性破壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的礦工傷亡事故。（2）礦塵環(huán)境污染，導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的能見(jiàn)度降低，造成職工的勞動(dòng)效率與操作安全性大大降低。（3）導(dǎo)致多種職業(yè)病。由于礦工長(zhǎng)時(shí)間處于礦塵濃度很高的作業(yè)環(huán)境中，肺部會(huì)吸入很多礦塵，輕者可能導(dǎo)致呼吸道炎癥，重者能夠造成塵肺病，對(duì)人體健康與壽命會(huì)造成很大的影響。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，煤炭行業(yè)職工目前可疑性塵肺病為二十萬(wàn)人左右，所以加強(qiáng)煤礦防塵工作，對(duì)煤礦企業(yè)的安全發(fā)展是起到重要作用的。

何西何北交換眼神，何東是不是被刺激的不正常了，人想跟你結(jié)的時(shí)候，你不結(jié)，人不想結(jié)的時(shí)候，你非結(jié)。這時(shí)何西一看表：“不好了，快到點(diǎn)了…?！比舜掖彝Х葟d趕。

3.2 完善防塵管理機(jī)制

（1）煤層注水降塵。此種手段主要依靠在煤層中施工注水鉆孔，借助水壓將水分?jǐn)D壓至沒(méi)有開(kāi)采的煤層之中，水分順著煤層孔隙逐漸擴(kuò)散，類(lèi)似于毛細(xì)血管的作用，逐漸滲透至煤層內(nèi)部，使煤體濕潤(rùn)，減少采煤期間煤塵的產(chǎn)生。其中選用煤層注水方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮礦井地質(zhì)條件以及采煤的方法。例如：煤層的厚度與傾角，是否存在斷層與斷層的方向，巖石特性，采煤方法，工作面的推進(jìn)程度等。注水方法包含長(zhǎng)鉆孔注水，短鉆孔注水以及深孔注水。（2）炮采防塵。濕式打眼與水炮泥相結(jié)合能夠起到很好的防塵效果。（3）綜采防塵技術(shù)。綜合機(jī)械化的采煤工作面會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，且粉塵的濃度很高。相關(guān)檢測(cè)表明，采煤工作面所形成的粉塵大約80%是采煤設(shè)備導(dǎo)致，其防塵技術(shù)主要包含幾種。1）噴霧降塵。在采煤機(jī)滾筒螺旋葉片之上安裝噴霧來(lái)降塵，保證采煤機(jī)內(nèi)噴霧與外噴霧的完好，同時(shí)根據(jù)噴霧效果可在采煤機(jī)外部設(shè)置水管，在機(jī)身或搖臂不同位置增加噴霧。這當(dāng)中最關(guān)鍵是噴霧泵與噴嘴，確保噴霧泵的壓力及噴嘴的完好是保證霧化效果關(guān)鍵。且采煤機(jī)內(nèi)噴霧的效果是優(yōu)于外噴霧的，其降塵率超過(guò)50%，內(nèi)外噴霧相結(jié)合的降塵率能夠達(dá)到80%。除此之外，支架?chē)婌F對(duì)采煤工作面的降塵也起到了不小的作用，因?yàn)樵诓擅汗ぷ髅嬉簤褐Ъ芤苿?dòng)、降架時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多粉塵，在液壓支架上裝設(shè)噴霧系統(tǒng)，保證降架移架期間能夠進(jìn)行噴霧降塵，能夠有效的降低支架移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的粉塵。2）濕潤(rùn)劑降塵技術(shù)。煤炭普遍存在疏水的特性，且水的表面張力較大，因此在水中添加防塵劑之后能夠減少水表面的張力，能夠有效增強(qiáng)水的濕潤(rùn)作用，增強(qiáng)防塵效果。相應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，在煤層注水的時(shí)候添加濕潤(rùn)劑能夠有效提高濕潤(rùn)的效果，進(jìn)而增強(qiáng)降塵成效。

4 綜合防塵技術(shù)

4.1 采煤工作面防塵技術(shù)

要把防塵管理工作列入煤礦安全管理考核范圍中，制定可行的防塵管理目標(biāo)，保證相關(guān)防塵工作的落實(shí)，增強(qiáng)防塵工作的科學(xué)性及防塵效果。煤礦企業(yè)的各個(gè)單位都應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)配合來(lái)促進(jìn)防塵工作的開(kāi)展，實(shí)行合理的獎(jiǎng)懲機(jī)制，增強(qiáng)防塵工作的主動(dòng)性與積極性，確保防塵工作的落實(shí)。

老巴說(shuō)：“我求菩薩保佑我兒阿東找個(gè)好工作有個(gè)好前途娶個(gè)好媳婦，將來(lái)兒孫滿(mǎn)堂，光宗耀祖。我們巴家指望你發(fā)達(dá)起來(lái)。我跟阿里，你就莫操心了。有我管他，我走的時(shí)候，把他帶走。我得讓你無(wú)牽無(wú)掛地奔前程?！?/p>

4.2 掘進(jìn)工作面防塵技術(shù)

（1）通風(fēng)降塵?？茖W(xué)的通風(fēng)系統(tǒng)、合理的風(fēng)量與風(fēng)速可以有效稀釋礦井粉塵，因此，礦井通風(fēng)工作屬于礦井防塵的關(guān)鍵，可以將浮游的粉塵快速帶離。相關(guān)資料證明，濕式作業(yè)沒(méi)有通風(fēng)的工作面，其粉塵濃度可以達(dá)到6.8mg/m，而通風(fēng)條件下能夠降低至0.42mg/m，這說(shuō)明有效的通風(fēng)可以起到很好的防塵效果，通風(fēng)屬于降低粉塵濃度的關(guān)鍵措施。因此很多礦井都會(huì)適當(dāng)?shù)奶岣唢L(fēng)量和風(fēng)速，這對(duì)于減少粉塵起到了關(guān)鍵性的作用。且可否成功帶走粉塵的關(guān)鍵因素在于風(fēng)速的大小，風(fēng)速過(guò)小或過(guò)大對(duì)排塵工作都會(huì)造成影響，風(fēng)速過(guò)小會(huì)造成粉塵停留在工作面導(dǎo)致粉塵濃度升高，風(fēng)速過(guò)大會(huì)吹起沉積的粉塵形成二次揚(yáng)塵，同樣會(huì)使得工作面的粉塵濃度升高。相關(guān)研究表明，最好的排塵風(fēng)速約為2m/s。（2）濕式作業(yè)降塵。濕式作業(yè)一般是在進(jìn)行爆破作業(yè)打眼時(shí)，依靠水對(duì)鉆眼粉塵進(jìn)行濕潤(rùn)，使之變?yōu)樗蹪{從炮眼中流出，除了極少微細(xì)粉塵無(wú)法濕潤(rùn)排出以外，大部分的粉塵和水會(huì)混合成為水粉漿，不會(huì)飛揚(yáng)于工作面空氣之中。所以，巷道炮掘施工中將炮眼中的塵粉變成水粉漿從炮眼中流出，降塵成效是非常好的。使用綜掘機(jī)進(jìn)行巷道掘進(jìn)時(shí)，在截割頭上設(shè)置噴霧進(jìn)行降塵，保證綜掘機(jī)內(nèi)外噴霧的壓力及噴嘴的完好，降塵效果也是非常明顯的。（3）噴霧灑水降塵。1）煤炭生產(chǎn)和運(yùn)輸期間會(huì)導(dǎo)致大量粉塵的產(chǎn)生和飛揚(yáng)，因此在采掘工作面煤炭運(yùn)輸巷道中設(shè)置一定數(shù)量的覆蓋全斷面的噴霧裝置和防塵網(wǎng)，通過(guò)噴霧灑水能夠起到明顯的降塵作用。此類(lèi)降塵的原理較為簡(jiǎn)單，通過(guò)噴霧裝置的噴嘴將水噴灑成霧狀，使粉塵被水霧捕獲，將粉塵濕潤(rùn)，粉塵一部分吸附于防塵網(wǎng)上停止運(yùn)動(dòng)，一部分由于慣性逐漸沉落在巷道底板上，使粉塵不至于隨風(fēng)飄揚(yáng)，以此達(dá)到降塵的目的。2）爆破后的噴霧灑水。在爆破之后馬上進(jìn)行噴霧灑水，既能夠有效減少爆破之后形成的粉塵，并且能夠減少有害氣體。3）裝煤巖渣期間噴霧灑水。在對(duì)煤巖渣進(jìn)行裝車(chē)的時(shí)候，因?yàn)檠b煤巖機(jī)鏟斗和巖渣互相摩擦碰撞，會(huì)產(chǎn)生大量的飄浮粉塵。裝煤巖渣噴霧灑水就是在裝煤巖設(shè)備一側(cè)安設(shè)可以開(kāi)閉噴霧的控制閥，其中控制閥的前端用水管連接鏟斗噴霧器，后端連通水量調(diào)控調(diào)節(jié)閥。在進(jìn)行裝運(yùn)之時(shí)，開(kāi)啟控制閥，水路連通，鏟斗中噴霧器就會(huì)噴霧，以此達(dá)到裝渣期間的降塵工作。

4.3 個(gè)體防護(hù)措施

除了上述的防塵措施外，職工個(gè)體的防塵措施同樣非常關(guān)鍵，比如給職工配發(fā)合格防塵口罩，定期免費(fèi)為職工更換防塵濾棉，能夠有效減少職工的粉塵吸入量。特別是在采掘工作面生產(chǎn)期間，要求每一名職工必須正確佩戴防塵口罩，加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)，降低職工塵肺病的發(fā)病率。

5 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)井下工作面防塵對(duì)礦井穩(wěn)定發(fā)展起到關(guān)鍵性作用，不但可以為礦井提供一個(gè)優(yōu)良工作環(huán)境，而且可以降低井下工人患?jí)m肺病的概率，提升職員生活質(zhì)量，且使礦井收獲較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，另外還可以減少煤礦瓦斯以及煤塵問(wèn)題，保證礦井生產(chǎn)安全性。