煤礦掘進粉塵治理探討與研究

紀小奇

摘要：長期以來，粉塵治理始終是礦井安全生產的難題之一。目前隨著我國能源戰略的深入，現代化礦井生產率得到很大的提高，但隨之粉塵問題也越來越嚴重，它不僅影響礦井工人的身心健康。造成塵矽病的同時；也由于積聚達到爆炸下限，帶來爆炸的危險。因此世界各國紛紛制定有嚴格的粉塵濃度標準，以此來維護工人身體健康和礦井安全。了解煤塵產生的原因，如何采取有效措施控制粉塵的產生以及采取何種除塵技術是礦井可持續發展的關鍵，也是我國現代化礦井中保證職工身體健康迫在眉睫的問題。

關鍵詞：煤塵；掘進；粉塵治理

在機械化采掘作業、運輸、轉載過程中，都會產生大量粉塵，危害嚴重，目前的防降塵技術已遠遠滿足不了日益嚴重的塵害治理需要，為適應煤礦發展，建立安全清潔的作業環境，以實現對煤塵的控制，掘進工作面的粉塵防治技術的研究成果，指出了下一步我國粉塵防治技術的發展方向。

一、產生煤塵的原因與危害

(一)煤塵的產生

在煤礦采掘過程中，如鉆眼、爆破、掘進及采煤作業，頂板管理。煤的裝運等各個環節都會產生大量的粉塵，而不同的礦井由于煤、巖地質條件和物理性質的不同，采掘方式、作業方法、通風狀況和機械化程度的不同，粉塵的產生情況也不大相同，采掘工作面的機械化程度越高，煤塵的產量相應也就越大。

(二)煤塵的危害

粉塵，一般是指礦物開采或加工過程中產生的微細固體集合體，它或沉積于井巷四壁，或懸浮于井巷空間。具有很大的危害性，煤礦工人長期吸入，輕者會患呼吸道疾病，重者會患矽肺病。煤塵還具有爆炸性，給煤礦安全生產帶來很大的威脅。煤塵濃度較高時會降低作業場所的能見度，導致誤操作，增加傷工事故的發生。另外，煤塵還加速機械的磨損，縮短精密儀器的壽命。

二、掘金工作面煤塵的防治方法

掘進工作面煤塵防治主要從煤塵的產生、降塵、除塵及個人勞動保護4個方面入手，一是施工前對掘進巷道進行注水，或是采取合理的工藝來降低煤塵的產生；二是在煤塵產生地點使用噴霧或除塵裝置進行降塵工作：三是在主要巷道進行灑水等工作增加作業場所的空氣濕度，達到除塵目的：最后，是職工佩戴過濾口罩等勞動保護，減低煤塵對職工健康的危害。

我國現階段掘進工作面防塵技術主要有以下幾種：

(一)煤層注水防塵技術；由于掘進速度較快，現場實施困難，所以，掘進煤層注水技術不適合現代化生產需要。

(二)合理選擇采掘機械的截割機構，機掘工作面的粉塵，主要由下面幾個因素造成：1截割時礦體破碎產生的粉塵。2礦體下落或頂板冒落揚起的粉塵，3裝運和轉載機構帶動礦體運動揚起的粉塵，4通風時由風流吹起的粉塵，5其它作業如人工裝擂、支護清幫、機器調動等揚起的粉塵。粉塵的多少主要是看掘進機截割效果，如何更合理的設計截割機構，是現階段煤礦機械研究的發展方向。

(三)噴霧降塵，對煤炭轉載，運輸時產生的煤生。特別是在轉載點上，由于膠帶運輸具有一定的速度，并且膠帶間存在一定的落差，煤塊在下落過程中做拋物線運動，細小粉塵受空氣阻力和巷道風流的作用，會懸浮起來飛揚在空中，并且隨風流擴散形成空氣污染。經有關部門對礦井粉塵污染進行現場測試，測試結果發現轉載點附近粉塵濃度達225mg／m~3，嚴重超過國家標準(22mg／m~3)。因此研究轉載點附近粉塵的運動模式，如何采取有效措施控制粉塵的產生以及采取何種除塵技術是礦井可持續發展的關鍵，也是我國現代化礦井中保證職工身體健康迫在眉睫的問題?，F在普遍采用的噴霧降塵，利用承壓水噴霧沖壓落煤點煤塵，達到降塵效果。

①機械控制自動噴霧降塵裝置。該類裝置的特點是結構簡單、容易制造，使用和維護方便而且降塵效果好。

②電器控制自動噴霧降塵裝置。該裝置適用于煤礦轉載運輸系統中不同的塵源，它是靠電器控制實現自動噴霧。有光控、聲控、觸控、磁控等多種形式。

(四)炮掘工作面防塵，風動鑿巖機或電煤鈷打眼是炮掘工作面持續時間長，產塵量高的工序。一般干打眼工序的產塵量占炮掘工作面總產塵量的80％～90％，濕式打眼時占40％～60％。所以，打眼防塵是炮掘工作面防塵的重點。

1、打眼防塵

①風鉆濕式鑿巖。這是國內外巖巷掘進行之有效的基本防塵方法。

②干式鑿巖捕塵。在無法實施濕式鑿巖作業時，如巖石遇水會膨脹、巖石裂隙發育、實施濕式防塵效果差等情況下，可用干式孔口捕塵器等干式孔口除塵技術。

③煤電鉆濕式打眼。在煤巷、半煤巷炮掘中，采用煤電鉆濕式打眼能獲得良好的降塵效果，降塵率可達75％～90％。

2、爆破防塵，爆破是炮掘工作面產塵最大的工序，采取的防塵措施主要有以下幾種：

①水炮泥。這是降低爆破時產塵量最有效的措施。

②爆破噴霧。這是簡單有效的降塵措施，在爆破時進行噴霧可以降低粉塵濃度和炮煙。

(五)機掘工作面通風除塵

機掘工作面雖然采掘機械本身已有了相應的防塵措施，但一些細微的粉塵仍然是懸浮于空氣中，尤其是掘進機械化程度的不斷提高，產塵強度劇增，機掘工作面的產塵強度就大大高于炮掘工作面，用一般的防塵措施難于控制粉塵。因此國內外研究了通風除塵技術，以便有效地控制高濃度塵源。

1、通風除塵系統。合理的通風除塵系統是控制工作面懸浮粉塵運動和擴散的必要條件，主要有3種通風系統在國內外使用：長壓短抽通風除塵系統、長抽通風除塵系統、長抽短壓通風除塵系統。

2、通風除塵設備。濕式除塵風機、濕式除塵器、袋式除塵器以及配套的抽出式伸縮風簡、附壁風筒等是主要的通風除塵設備。

3、通風工藝的要求。壓、抽風筒口相互位置的關系、壓抽風量的匹配、局部通風機安裝位置：抽出式局部通風機與除塵局部通風機的串聯要求是除塵對通風工藝的要求。

(六)錨噴支護防塵

錨噴支護技術發展很快，它也是煤礦的主要產塵源之一。錨噴支護的粉塵主要來自打錨桿眼、混合料轉運、拌料和上料、噴射混凝土以及噴射機自身等生產工序和設備。

針對這些產塵源，主要采取以下防塵措施：

1、打錨桿眼的防塵措施。打錨桿眼防塵的重點是解決打垂直頂板錨桿眼和傾斜角較大的錨桿眼時打眼過程的產塵。

2、噴射混凝土支護作業的防塵措施。改干噴為潮噴是降低噴射混凝土工序粉塵濃度最有效的措施。

三、煤塵治理要建立完善管理制度

加強對職工粉塵危害及控制技術的教育，通過多種途徑和形式，對員工進行防塵知識教育，使職工充分認識到粉塵對生命和健康的危害性，提高廣大職工參與防塵工作的積極性，并建立嚴格的獎懲制度和考核辦法，完善有關防塵技術資料，并分類建檔。主要包括有：

(一)防塵工作規劃、計劃及有關文件；

(二)防塵、測塵管理制度、措施、操作規程；

(三)防塵管路系統圖；

(四)工作面煤層注水臺帳；

(五)隔爆設施檢查記錄；

(六)巷道沖塵、刷白記錄；

(七)粉塵濃度匯總表、游離Sio2和分散度檢測報告單、測塵數據分析報告；

(八)煤塵爆炸性鑒定報告及煤炭自燃傾向性等級鑒定；

(九)水源水質檢測報告單；

(十)個體粉塵防護用品發放及使用情況表；

(十一)職工塵肺統計表。

礦井粉塵治理是一項長期艱巨的任務，它不僅關系到職工的身心健康，而且還影響到煤礦的經濟效益社會效益等一系列的問題，改善采掘工藝流程、通風方式等，使粉塵產生量最小，是控制粉塵污染的有效途徑，采取有效的技術措施抑制和消除已產生和懸浮與空氣中的煤塵，是防治煤塵危害的根本方法，建立科學合理的防塵機制，是礦井防治粉塵的基本環境。