煤礦井下除塵研究現(xiàn)狀

摘? 要：本文簡(jiǎn)單概述了煤礦井下作業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)，并就在煤礦井下不同的生產(chǎn)過(guò)程介紹了幾種不同的除塵方式。此外還介紹了煤層注水、泡沫除塵、磁化水降塵。

關(guān)鍵詞：井下粉塵;除塵;防治

隨著煤礦開(kāi)采規(guī)模和開(kāi)采強(qiáng)度的不斷增大，井下的采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸?shù)雀黜?xiàng)生產(chǎn)過(guò)程中的粉塵產(chǎn)生量急劇增加，特別是呼吸性粉塵濃度呈大幅上升趨勢(shì)[1-3]?？諝鈩?dòng)力學(xué)直徑為5μm的稱(chēng)為呼吸性粉塵，呼吸性粉塵是能進(jìn)入人體肺泡區(qū)的顆粒物，它是引起塵肺病的病因，對(duì)人體危害性極大。最大限度地降低采掘工作面及其他作業(yè)場(chǎng)所的粉塵濃度，是保障井下工人的身心健康和礦井安全生產(chǎn)的重要保證[4-7]。

1井下作業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)

1） 煤礦井下工作環(huán)境空間狹窄，活動(dòng)受限。

2） 在于其存在易燃易爆氣體。

3） 工作場(chǎng)所不固定，工作面不斷搬移，地下開(kāi)采技術(shù)條件復(fù)雜[8]。

2粉塵防治的主要技術(shù)

針對(duì)井下采煤工作面、掘進(jìn)工作面、轉(zhuǎn)載點(diǎn)等主要產(chǎn)塵位置，介紹了目前粉塵防治的主要技術(shù)。

2.1產(chǎn)煤工作面的除塵技術(shù)

（1）采煤機(jī)內(nèi)、外除塵噴霧降塵。在進(jìn)行噴霧灑水時(shí)，采煤機(jī)的噴霧系統(tǒng)分為內(nèi)噴霧和外噴霧兩種方式，內(nèi)噴霧的水是通過(guò)截割滾筒上的噴嘴對(duì)截齒切割點(diǎn)進(jìn)行直接噴射，外噴霧的水則是由截割部的固定水箱、搖臂或煤擋板上的噴嘴直接噴出，這樣就能使得水霧把塵霧包裹起來(lái)，進(jìn)而使得粉塵變得濕潤(rùn)，達(dá)到捕捉粉塵的目的[9];

（2）破碎機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵的治理。破碎機(jī)防塵主要采用密閉破碎，避免粉塵的外揚(yáng);另外，在密閉基礎(chǔ)上安裝除塵器和噴霧裝置，降低粉塵濃度，達(dá)到降塵效果。

（3）轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧裝置的除塵。噴霧裝置安設(shè)在轉(zhuǎn)載落煤點(diǎn)上方，降低因煤炭轉(zhuǎn)載而產(chǎn)生的粉塵，達(dá)到降塵的效果。

2.2掘進(jìn)工作面的粉塵治理

掘進(jìn)工作面是煤礦井下主要的產(chǎn)塵點(diǎn)。在掘進(jìn)工作面的除塵技術(shù)，主要分為干式除塵和濕式除塵技術(shù)。

2.2.1干式除塵技術(shù)

干式除塵器是一種低能耗、零耗水、高效率、無(wú)污染的除塵設(shè)備。

2.2.1.1井下干式袋式除塵器

布袋除塵器除塵原理機(jī)理，是重力、篩濾、慣性碰撞、吸附效應(yīng)和擴(kuò)散與靜電吸引等各種力的綜合效應(yīng)。當(dāng)含塵氣流經(jīng)濾料時(shí)，比濾料空隙大的粉塵顆粒，在重力作用下沉降，或在慣性作用下被濾料擋住;比濾料空隙小的微粒，由于和濾料發(fā)生碰撞或被濾料纖維吸附，停留在濾料表面和空隙中，并形成附著在濾料上的一次塵，用來(lái)過(guò)濾后來(lái)的二次塵，即用粉塵過(guò)濾粉塵，從而提高除塵器的除塵效率[10]。

2.2.1.2通風(fēng)除塵

通風(fēng)除塵措施能保證煤礦井下空氣中粉塵得到有效稀釋或更進(jìn)一步地排出粉塵，在通風(fēng)除塵過(guò)程中，必須保證有最低的排塵風(fēng)速，如果能把握好最大限度排除浮塵而又不會(huì)導(dǎo)致落塵第二次飛揚(yáng)的最優(yōu)排塵風(fēng)速則是最理想的效果，在這樣的最佳條件下才能最大限度地達(dá)到煤礦除塵目的[11]。

2.2.2濕式除塵技術(shù)

濕式除塵器原理是利用液體與含塵氣體接觸，以液滴、液膜、氣泡等形式，將含塵氣流中的塵粒和有害氣體去除。

2.2.2.1振弦式除塵

振弦式除塵器也是濕式除塵器的一種。其原理是將細(xì)絲繞制成較密的幾排（4或8排）形成振弦柵，當(dāng)含塵風(fēng)流通過(guò)振弦柵時(shí)風(fēng)帶動(dòng)?xùn)沤z振動(dòng)，從而阻止風(fēng)流中的粉塵通過(guò)，再通過(guò)噴向柵絲的水霧，將粉塵捕捉，達(dá)到除塵的目的 [12]。

2.2.3其他除塵技術(shù)

除常見(jiàn)的濕法、干法除塵技術(shù)外，還有其它降塵凈化方法如煤層注水;以及新型的將物理化學(xué)降塵技術(shù)結(jié)合的試驗(yàn)與應(yīng)用，主要有泡沫除塵、磁化水降塵等[13-16]。

2.2.3.1 煤層注水

利用水的壓力通過(guò)鉆孔把水注入即將回采的煤層中，使煤體得到預(yù)先濕潤(rùn)，以便減少采煤時(shí)浮游煤塵的產(chǎn)生量。長(zhǎng)鉆孔注水方式具有煤體濕潤(rùn)均勻、濕潤(rùn)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。

2.2.3.2 泡沫除塵

泡沫除塵是用無(wú)空隙的泡沫體覆蓋塵源，它主要是利用泡沫的高度濕潤(rùn)性和隔絕性能進(jìn)行除塵。泡沫劑和水一起按一定比例混合，通過(guò)發(fā)泡器產(chǎn)生大量高倍數(shù)泡沫噴灑到塵源或空氣中。當(dāng)泡沫液噴灑到巖礦或料堆上時(shí)，便形成無(wú)空隙的泡沫體覆蓋在塵源上，使粉塵得以濕潤(rùn)和抑制。當(dāng)泡沫液噴射到含塵空氣中時(shí)，則形成大量泡沫粒子群，其總體積和總表面積很大，從而大大增加霧液與塵粒的接觸面積和附著力，因此有利于提高水霧的降塵效果[17-18]。

2.2.3.3 磁化水降塵

磁化水降塵是將防塵水經(jīng)過(guò)磁化器處理后，使水的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生暫時(shí)的明顯變化，從而水的表面張力、吸附能力、溶解能力及滲透能力增加，另外水的粘度降低，會(huì)使霧粒變小，從而增加水霧與粉塵的接觸機(jī)會(huì)，大大提高了降塵效果。

3 粉塵防治與管理

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，很多高科技新技術(shù)正逐漸應(yīng)用到礦山開(kāi)采工作的各個(gè)領(lǐng)域，新技術(shù)的應(yīng)用給煤礦粉塵防治技術(shù)的完善創(chuàng)新帶來(lái)了機(jī)遇。未來(lái)一段時(shí)間，提高自動(dòng)化噴霧水平，實(shí)現(xiàn)高效霧化噴霧，研究難注水煤層注水技術(shù)、裝備和配套工藝以及完善尚未成熟的超聲波除塵、生物試劑除塵和電離水除塵等高新粉塵防治技術(shù)成為煤炭工作者面臨的巨大挑戰(zhàn)。

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作者簡(jiǎn)介：

王志剛，男，1995年8月，漢族，安徽六安人，大學(xué)本科學(xué)歷，安徽理工大學(xué)在讀，研究方向環(huán)境化工。