煤礦巷道掘進的綜合降塵與防塵

＊王 樂

（太原煤炭氣化（集團）有限責任公司爐峪口煤礦 山西 030203）

煤塵、巖塵是煤礦生產(chǎn)過程中的常見問題，一般業(yè)界把煤塵、巖塵統(tǒng)稱為粉塵，如果粉塵濃度過高，可能會引發(fā)很多問題。粉塵濃度過高不僅會引發(fā)爆炸等意外事故，同時還不利于工作人員的身體健康，比如長期在高濃度粉塵環(huán)境中工作的人員，患有塵肺的幾率往往比較高。近年來隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域機械化水平不斷提升，控制粉塵也成為煤礦管理工作中的一項重要內(nèi)容。

1.粉塵來源

通過調(diào)查研究得知，煤礦生產(chǎn)過程中粉塵的來源主要可以分為這幾個方面：（1）煤礦粉碎、爆破作業(yè)中，原有煤層結(jié)構(gòu)被破壞，大體積煤炭一點點變小，然后由皮帶運輸出去。這一過程中會產(chǎn)生大量粉塵，不僅會對人員視物造成影響，增大了施工危險性，同時長期吸入粉塵，工作人員罹患呼吸道類疾病的幾率也會隨之增高；（2）目前機械設(shè)備開始在煤礦開采過程中廣泛應(yīng)用，這些設(shè)備的應(yīng)用極大的減輕了工作人員的勞動強度，同時煤礦開采效率也顯著提升。但與此同時，很多新問題也隨之產(chǎn)生，粉塵濃度大幅提升就是最為突出的問題之一。運用機械設(shè)備破碎巖層的過程中，粉塵不斷聚集在巖層表面，隨著施工的進行，粉塵會飄散在空氣之中，為煤塵爆炸等事故的發(fā)生埋下了隱患[1]；（3）煤炭需要利用傳送帶運輸，裝卸、運輸過程中自然也少不了粉塵的產(chǎn)生，一些企業(yè)為了提升經(jīng)濟效益，還會超負荷運輸，大量煤炭在傳送帶上摩擦，也是產(chǎn)生粉塵的一個重要原因。

2.通風系統(tǒng)的優(yōu)化

(1)使用先進通風技術(shù)

隨著近年來科學技術(shù)的不斷發(fā)展，各種先進技術(shù)開始應(yīng)用到生產(chǎn)、生活之中。目前國民經(jīng)濟呈現(xiàn)出了高速發(fā)展的態(tài)勢，就煤礦巷道掘進施工中采用的通風系統(tǒng)來說，使用的技術(shù)非常多，需根據(jù)開采環(huán)境的不同對通風技術(shù)進行合理選擇，這樣才能取得理想的成效，控制粉塵濃度在理想范圍之內(nèi)。以局扇通風技術(shù)為例，此類技術(shù)對局扇提出了非常嚴格的要求，不僅要具有合適的風量，同時噪音也不能太大，其型號也要符合使用要求，這樣才能達到理想的降塵、防塵目的[2]。

(2)改變煤礦通風方式

目前在煤礦生產(chǎn)過程中，并沒有嚴格依照煤層傾斜角度、井田面積以及粉塵濃度等，來對通風方式進行合理選擇，因此從整體上來看，煤礦巷道掘進施工之中的安全性不高，需要較高的施工成本，這種情況下企業(yè)利益自然也會削減[3]。具體來說，不同通風方式的適用場合為：中央并列通風適合在井田面積不大的系統(tǒng)之中應(yīng)用，但由于線路比較長，風阻較大，漏風較多，因此使用過程中需嚴加注意；對角式通風在井田面積比較大的煤礦之中適用；如果煤層比較深，則應(yīng)優(yōu)先選擇混合式通風，這樣可以確保通風系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，新鮮空氣可以持續(xù)不斷的進入礦井，從而避免粉塵的大量產(chǎn)生。

(3)合理分配通風量

在降塵、防塵方面來看，決定通風除塵效果的主要因素有風速、風流方向及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等。風速過低，粗粒礦塵將與空氣分離下沉，不易排出而滯留在采掘空間，增加煤塵的濃度；風速過高，雖然能夠?qū)⒚簤m帶走，但又使采掘空間的落塵重新吹起，反而會增加煤塵濃度。一般而言，掘進工作面的最優(yōu)排塵風速為0.4-0.7m/s?！睹旱V安全規(guī)程》中規(guī)定：掘進煤巷最高允許風速為4m/s。這不僅考慮了工作面通風的要求，同時也考慮到煤塵的二次飛揚問題。不僅要降低系統(tǒng)在運行過程中的能耗，同時還要快速的排出井內(nèi)粉塵，只有這樣才能確保開采保質(zhì)保量，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的效益。

3.綜合防塵

在煤礦巷道掘進施工過程中，很多環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生粉塵，巷道內(nèi)漂浮著大量粉塵，將會對工作人員的身體健康造成威脅，對生產(chǎn)效率與質(zhì)量的提高非常不利。因此，必須采取有效措施來控制粉塵的產(chǎn)生、擴散，全面改善施工環(huán)境，從而為煤礦的安全、高效生產(chǎn)提供保證。

(1)減塵技術(shù)措施

①減塵技術(shù)。減塵就是減少和抑制塵源產(chǎn)塵。煤層注水、濕式打眼、水炮泥。在注水方式選擇時，需綜合考慮設(shè)備參數(shù)、注水孔布置方式以及水壓等方面內(nèi)容，這樣才能達到有效降塵。煤層注水主要運用水壓力，通過鉆孔方式為煤層注入水溶液、壓力水，當水分含量增加后，原生煤塵變得濕潤，即可達到減少煤體破裂問題的發(fā)生，進而達到降塵目的[4]。運用該方法，煤的物理力學性質(zhì)發(fā)生了改變，粉塵產(chǎn)生量明顯降低。

②降塵技術(shù)。降塵是使懸浮于礦井風流中的礦塵盡快沉降。所謂噴霧降塵，主要是利用霧狀進行水的噴灑，這種方式可用霧捕獲粉塵，霧狀的粉塵會不斷下沉，并沉積在煤體表面，這樣粉塵就不容易飛揚了。一般而言，有掘進機內(nèi)外噴霧、轉(zhuǎn)載機頭安設(shè)防塵罩和噴霧、工作面使用凈化水幕、防塵網(wǎng)等。在距工作面30m范圍內(nèi)安設(shè)兩道凈化水幕，在距工作面50m處使用凈化水幕并安設(shè)防塵網(wǎng)，工作面含塵風流經(jīng)過第一道凈化水幕后降塵率只有58%～60%，經(jīng)過第二道凈化水幕后降塵率為75.2%～80%，在經(jīng)過防塵網(wǎng)后，礦塵濃度只有0.56mg/m3，降塵率達到97.2%。

③除塵技術(shù)。利用風機可將空氣中含有粉塵的氣流引入除塵器中，達到凈化巷道空氣的效果。除塵器主要由旋流脫水段、過濾除塵段與配套風機組成，可以將其安裝在轉(zhuǎn)載機上或掘進機上，其前后總長度不能超過30m，運行過程中其風筒的斷面需在0.19m2以上。為了提升除塵效率，可在風筒末端加設(shè)控塵裝置。固定好除塵器后，可與水源、電源連接，并在供水管路處裝設(shè)水質(zhì)過濾器[5]。

(2)防塵技術(shù)措施

降塵可以分別從掘進作業(yè)、錨噴支護等方面實施防塵措施。

①掘進作業(yè)中的防塵。在掘進施工過程中，需開啟除塵器、高壓噴霧裝置，并由專人對設(shè)備進行管理和維護，以確保掘進過程中這些設(shè)備可以正常運行。為避免出現(xiàn)噴霧裝置問題，比如噴嘴堵塞，應(yīng)時刻確保噴霧供水是潔凈的，這就體現(xiàn)出加設(shè)水質(zhì)過濾裝置的重要性，同時還要確保防塵管路具備充足的壓力，一般其壓力應(yīng)該在3.0MPa以上。另外，還要以《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)內(nèi)容為參照，制定專人對除塵器進行操作、管理與維護。

②錨噴支護中的防塵。一般來說需要將除塵安裝在噴射器后方，這樣除塵器就可以隨著噴射機不斷移動，在錨噴作業(yè)過程中即可借助于除塵器發(fā)揮其抽塵凈化的作用。吸塵罩需迎著巷道風流的方向設(shè)置，具體來說，可以在巷道頂部錨桿上吊掛吸塵罩，并注意其與上料口之間保持2～3m的距離，借助于負壓風筒實現(xiàn)與除塵器的連接。此外，需找到施工地點的下流方向，并選準位置后設(shè)置兩道風流凈化水幕，可有效凈化粉塵，同時灑水預濕后，再讓混合石料下井。

③裝載運輸時的防塵。在煤礦生產(chǎn)過程中，需嚴格控制裝載點落差，一般該落差需在0.5m以內(nèi)，一旦超過該值，則應(yīng)該安裝溜槽、導向板。選擇下風向20m的位置安裝風流凈化水幕，并在運輸巷道、轉(zhuǎn)載點等定點塵源安裝自動噴霧降塵裝置。設(shè)備一旦啟動，即可開始灑水降塵，這里需要按照設(shè)備運行速度確定降塵步驟[6]。如果不能順利啟動設(shè)備或噴霧過程中有故障發(fā)生，則必須采取有效措施進行管理與維護，使設(shè)備運轉(zhuǎn)與噴霧灑水結(jié)合起來，以達到一體化運轉(zhuǎn)的目的。為了提升降塵效果，需按照不同點的實際情況對噴頭傾斜角度、數(shù)量進行調(diào)整和優(yōu)化。

4.防護與檢測措施

在煤礦巷道掘進過程中，要求施工人員佩戴自吸式防塵口罩、過濾式送風防塵口罩等防護用具，使用這些防護用具，可有效減少吸入自體粉塵。在井下施工過程中，有關(guān)地點需依照有關(guān)規(guī)定和要求進行測塵工作。為了能夠營造出良好的作業(yè)環(huán)境，一旦在作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)存在不符合規(guī)定的地方或有超過數(shù)據(jù)限制的情況發(fā)生，則必須探索出發(fā)現(xiàn)問題的原因，并采取相關(guān)措施使這些問題得到及時有效的解決[7]。

在施工作業(yè)過程中，需收集有關(guān)施工現(xiàn)場衛(wèi)生環(huán)境的數(shù)據(jù)資料，可以CCCGZ-1000型直讀式測塵器測得作業(yè)現(xiàn)場中有關(guān)粉塵質(zhì)量濃度，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)超標的情況，應(yīng)及時采取措施使粉塵濃度得到降低。同時，施工人員還要定期到醫(yī)院接受身體檢查，如果發(fā)現(xiàn)疑似塵肺病的人員，需及時將其從煤礦生產(chǎn)一線調(diào)離，并及時到醫(yī)院接受后續(xù)檢查與診療。

5.結(jié)語

綜上所述，在煤礦生產(chǎn)過程中，如果粉塵濃度過高，將會對巷道路掘進施工造成大量負面效應(yīng)，對人員操作準確性帶來不利影響，嚴重威脅其身體健康。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)該綜合分析煤礦巷道施工的實際情況，并采取綜合性降塵與防塵措施，以有效減少有毒、有害氣體的濃度，為煤礦安全生產(chǎn)提供有效防護，為井下作業(yè)人員施工作業(yè)提供一個良好環(huán)境。為此，煤礦企業(yè)必須確保生產(chǎn)的高效性、連續(xù)性，這樣才能創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益與社會效益，推進企業(yè)的長期、穩(wěn)定發(fā)展。