煤礦除塵技術(shù)初探

王文良

摘 ?要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷提高，煤礦產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，除塵技術(shù)在開采煤礦中起著重要的作用，在煤礦開采時，落煤過程中會產(chǎn)生嚴(yán)重的粉塵，不但會影響采煤工作效率，而且會對施工人員的身體安全造成較大影響，甚至?xí)l(fā)生粉塵爆炸引起嚴(yán)重的安全事故?；诖耍恼聦γ旱V除塵的原因展開分析，進(jìn)而對煤礦除塵技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)探討，希望能夠為采煤相關(guān)工作提供有益參考。

關(guān)鍵詞：煤礦;除塵技術(shù)

現(xiàn)階段，大部分煤礦工作面的產(chǎn)塵量急劇增加，尤其是煤礦內(nèi)部巖塵中的SiO2含量較高，不僅會對煤礦井下作業(yè)人員的身體健康造成嚴(yán)重威脅，而且井下粉塵的大量堆積極易引發(fā)粉塵爆炸。如果不能對這些粉塵進(jìn)行有效治理，那么就會對煤礦開采的生產(chǎn)安全帶來極大威脅。

一、煤礦除塵技術(shù)的重要性

煤塵構(gòu)成復(fù)雜，含有易燃易爆物質(zhì)，且不易驅(qū)除。煤塵是由有機(jī)物和碳?xì)浠衔锏冉M成，以碳為主并有少量的硫、磷和其他礦物的微細(xì)顆粒，具有吸濕性、分散性、吸附性、懸浮性、凝聚性、荷電性、燃爆性等特性。針對這些問題，采用有效的除塵技術(shù)顯得尤為重要。目前，我國常用的除塵技術(shù)包括“通風(fēng)除塵”、“煤層注水”、“噴霧降塵”等。除塵效果能否達(dá)標(biāo)有賴于除塵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。通過研究這些技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢，提出綜合治理以及不斷完善的解決措施，對于完善除塵裝置和提高員工除塵意識，保障安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。

二、煤礦除塵技術(shù)的應(yīng)用

（一）“通風(fēng)除塵”技術(shù)

“通風(fēng)除塵”是通過風(fēng)流流動把井下煤塵帶出，達(dá)到降低煤塵濃度的目的。雖然“通風(fēng)除塵”能夠在一定程度上降低粉塵程度，當(dāng)時這種方法很容易受到風(fēng)速和采礦環(huán)境地影響。由于開采過程中粉塵持續(xù)產(chǎn)生，因此，無法從根源上解決井下粉塵問題。另外，“通風(fēng)除塵”還很容易造成二次污染。在井下工作面，機(jī)器轉(zhuǎn)動和運輸設(shè)備上面有大量粉塵。若無法掌控風(fēng)速和轉(zhuǎn)載高差，粉塵濃度不僅不會降低，而且還會提高。例如，高風(fēng)速會使得落在底板上的粉塵飛揚而起，隨著風(fēng)流混入巷道。更差的結(jié)果是“通風(fēng)除塵”不利于控制瓦斯?jié)舛?。如果風(fēng)筒的阻力大，工作面風(fēng)量較小，極易使瓦斯聚集，發(fā)生瓦斯爆炸事故。由此可見，“通風(fēng)除塵”不適合在深井部分應(yīng)用。即便如此，“通風(fēng)除塵”是一種比較可行的除塵方法。關(guān)鍵在于靈活應(yīng)用技術(shù)，達(dá)到最佳風(fēng)速。

（二）煤層注水降塵技術(shù)

煤層注水降塵技術(shù)指的是借助鉆孔的方式將水注入到待采煤層以此提高煤水分含量，提高煤體濕潤度，以此來削弱煤的強(qiáng)度與脆性，提高煤礦的塑性，進(jìn)而使采煤過程中各個環(huán)節(jié)的作業(yè)粉塵產(chǎn)量得到有效降低的技術(shù)。煤層注水降塵是較為有效的除塵技術(shù)，在我國各類礦產(chǎn)開采中都有著較為廣泛的應(yīng)用。這一技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理主要是包括三個方面：一是潤濕煤體原生煤塵。將水注入裂隙當(dāng)中可有效濕潤原生煤塵，使得媒體早遭到破壞時粉塵不至于大面積、大范圍的飛揚，大大削弱煤塵飛揚能力而達(dá)到效消除塵源的目的。二是借助水分有效包裹煤體細(xì)小部分，增大粉塵比重使其快速落地。三是改變煤體物理性質(zhì)，水與煤體結(jié)合增強(qiáng)媒體塑性，降低煤體脆性，較大程度上改變了煤的物理力學(xué)性質(zhì)。煤層注水降塵技術(shù)的應(yīng)用工藝主要包括了6個方面：①在工作面雙側(cè)鉆孔注水，鉆孔長度需控制為70m，間距控制為10m為宜。②采用脈沖動、靜壓結(jié)合的方式進(jìn)行注水，注意需確保最大脈沖壓力達(dá)到7MPa。③需將25～40m的超前工作面設(shè)置為注水區(qū)域。④采用專用封孔泵對注水鉆孔進(jìn)行注漿封孔，封孔的長度需控制為12m。⑤將單孔注水量控制在45m3以上，將單孔注水時間控制在60h以上。⑥注水方式宜采用并聯(lián)方式，通常是將3個鉆孔設(shè)置為一組，直至鉆孔周邊“冒汗”則可停止注水。

（三）噴霧降塵”技術(shù)

“噴霧降塵”運用壓力噴射的方法造成水霧。這種除塵技術(shù)和“灑水降塵”的原理相似?！盀⑺祲m”使用噴霧器直接噴灑水流;“噴霧降塵”也是把水流噴出，只是水流會被霧化成為微小的霧狀水滴。使用“噴霧降塵”的時候，水霧黏粘接煤塵。煤塵被水滴潤濕，受到重力作用漸漸下沉。由于煤塵分布不同，不同的工作區(qū)域會出現(xiàn)不同的降塵率。通常，掘進(jìn)機(jī)上的降塵率最低在“43%”左右，最高能達(dá)到“95%”左右;炮掘工作面的降塵率最低是“51%”，最高是“72%”。運用這種方式的關(guān)鍵在于擁有科技含量比較高的噴霧設(shè)備。通常，在綜采工作面當(dāng)中，每組噴霧設(shè)備由主機(jī)、紅外線傳感器、電磁閥、噴頭以及電纜等構(gòu)成。主機(jī)用來控制電磁閥;電磁閥用來控制噴頭;電源的交流電是127V。為了實現(xiàn)良好的霧化效果，每組噴霧設(shè)備并不單獨運作。通常，噴霧設(shè)備用電纜鏈接，實現(xiàn)聯(lián)鎖噴霧裝置。使用這種噴霧裝置的時候，僅開啟單向閥就能實現(xiàn)噴霧除塵。此外，“噴霧除塵”對水質(zhì)和煤質(zhì)的要求比較高。水質(zhì)低會堵塞噴嘴，會造成“噴霧技術(shù)”不能有效發(fā)揮作用。如果煤石是焦煤，則煤塵不能被完全濕潤，噴頭容易堵塞等都是經(jīng)常遇到的問題。針對以上問題，可以在水中添加降塵劑。降塵劑可以浸潤煤塵，從而提高除塵效率。也可以使用經(jīng)過磁化器處理過的水。磁化水可以吸附和溶解部分煤塵，降塵效果良好。除了改善水質(zhì)和增加水塵接觸方法之外，“噴霧除塵”技術(shù)的提高還有賴于噴霧器的改進(jìn)。使用壓泵機(jī)器增加水壓，噴霧器噴霧水量增大。

三、結(jié)束語

煤塵懸浮工作面環(huán)境，不利于安全生產(chǎn)和工人健康。降低煤塵濃度之后，能夠提高工作環(huán)境舒適度。研究傳統(tǒng)的除塵方法，在綜合考慮工作面環(huán)境的前提下發(fā)現(xiàn)，“通風(fēng)除塵”、“煤層注水”、“噴霧除塵”等技術(shù)各有特色。單純的除塵技術(shù)降塵效果良好，可是這些技術(shù)并非絕對完美?！懊簩幼⑺焙汀皣婌F除塵”的耗水量相對來講比較大;“通風(fēng)除塵”耗水量相對比較小。節(jié)約能源和產(chǎn)量提升等需要綜合考慮。把這幾種除塵技術(shù)結(jié)合起來，更能提高除塵率。此外，研制和應(yīng)用新型煤礦設(shè)備對于煤礦安全生產(chǎn)和維護(hù)井下工作人員安全至關(guān)重要。個體防護(hù)和合理應(yīng)用井下除塵設(shè)備密不可分。

參考文獻(xiàn)：

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