摘 要：礦產(chǎn)資源開(kāi)采在人類進(jìn)化發(fā)展過(guò)程中起到了不可忽視的重要作用，井下開(kāi)采環(huán)境也越來(lái)越受到外界關(guān)注，如何有效改善作業(yè)面空氣質(zhì)量是礦山工程技術(shù)人員不斷探索的課題。文章闡述了改善作業(yè)面空氣質(zhì)量的重要性，陳述作業(yè)面空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀，分析了影響作業(yè)面空氣質(zhì)量的主要因素，提出了改善作業(yè)面空氣質(zhì)量的具體措施。

關(guān)鍵詞：非煤礦山；作業(yè)面；空氣質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TD77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）29-0175-02

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)品的需要日益增長(zhǎng)，礦山開(kāi)采規(guī)模也越來(lái)越大，從最初的人工開(kāi)挖到現(xiàn)代化大型機(jī)械設(shè)備開(kāi)采，礦山作業(yè)面空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降，如何有效改善作業(yè)面空氣質(zhì)量成為了礦山工程技術(shù)人員不斷探索的課題。

青菜沖礦位于貴州省貴陽(yáng)市開(kāi)陽(yáng)縣金鐘鎮(zhèn)金華村境內(nèi)，屬于地下非煤礦山，年采磷礦石達(dá)到80萬(wàn)t。隨著礦山淺部礦床開(kāi)采完畢，礦山主要開(kāi)拓及采準(zhǔn)巷道已進(jìn)入深部地帶，每年開(kāi)采量逐漸增加，普遍應(yīng)用大型無(wú)軌設(shè)備，安全系數(shù)大大提高，但也帶來(lái)新的問(wèn)題：通風(fēng)困難，礦山作業(yè)面空氣質(zhì)量較差，容易導(dǎo)致作業(yè)人員中毒窒息。本次提出了改善作業(yè)面空氣質(zhì)量的具體措施，為礦山巷道掘進(jìn)提供了安全保障。

1 改善作業(yè)面空氣質(zhì)量的重要性

作業(yè)面空氣質(zhì)量的好壞，體現(xiàn)了一座礦山開(kāi)采的技術(shù)水平和對(duì)作業(yè)人員身體健康的重視程度?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，人在饑餓狀態(tài)下的生命極限最多7 d，但大腦只能缺氧6 min，隨后就會(huì)造成腦死亡。在空氣質(zhì)量好的環(huán)境下工作，才有利于降低從業(yè)人員患職業(yè)病的風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率。作業(yè)面存在著大量的有毒、有害氣體，充斥著游離二氧化硅粉塵，作為一線從業(yè)人員我們有80%以上的時(shí)間呆在作業(yè)面這樣的作業(yè)環(huán)境，就不僅僅是提高生活質(zhì)量的問(wèn)題了，而且是會(huì)不會(huì)造成傷害，會(huì)不會(huì)危害人們的身體健康的問(wèn)題了。

所以不管是采用系統(tǒng)通風(fēng)，還是采用先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)方法，這對(duì)于我們來(lái)講都是迫在眉睫的，改善作業(yè)面空氣質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到我們呼吸健康的好壞。

2 作業(yè)面空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀及影響作業(yè)面空氣質(zhì)量的

主要因素

作業(yè)面指的是在對(duì)非煤礦山的施工過(guò)程當(dāng)中，把施工現(xiàn)場(chǎng)的工作分成某幾個(gè)施工段，這樣在每個(gè)施工段相對(duì)應(yīng)的就有個(gè)施工工作面，包括垂直和平面的作業(yè)面。

通過(guò)對(duì)青菜沖礦作業(yè)面空氣質(zhì)量所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，磷礦石的開(kāi)采結(jié)合了大型無(wú)軌設(shè)備運(yùn)輸及爆破作業(yè)過(guò)程。大型鏟運(yùn)機(jī)及車輛運(yùn)輸設(shè)備大大提高了開(kāi)采效率，同時(shí)也帶來(lái)了新的問(wèn)題，大多數(shù)鏟運(yùn)機(jī)及車輛尾氣排放不達(dá)標(biāo)，并且柴油一般很難一次完全燃燒，不完全燃燒回生成CO，CO會(huì)和排氣中的NO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生C+NO2，所以產(chǎn)生了大量黑煙。開(kāi)采過(guò)程中需要使用炸藥進(jìn)行爆破作業(yè)，爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的炮煙，炮煙中含有有毒有害氣體及粉塵，這些氣體及粉塵的危害性極大。礦山雖然采用了機(jī)械通風(fēng)和壓風(fēng)系統(tǒng)等技術(shù)，但并沒(méi)有達(dá)到規(guī)范所要求的標(biāo)準(zhǔn)，使得通風(fēng)系統(tǒng)仍然存在一些或大或小的問(wèn)題，從而造成作業(yè)面的空氣質(zhì)量不高。

由此看來(lái)，青菜沖礦作業(yè)面的空氣質(zhì)量仍然讓人擔(dān)憂，所以必須采取必要的措施來(lái)阻止危險(xiǎn)情況的發(fā)生。我們針對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)及采掘工藝中所出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性的解決。

3 改善作業(yè)面空氣質(zhì)量的方法措施

通過(guò)對(duì)作業(yè)面空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀分析及影響作業(yè)面空氣質(zhì)量的主要因素的掌握，針對(duì)性的進(jìn)行研究探索，提出了以下方法措施：

3.1 礦井系統(tǒng)通風(fēng)

依靠通風(fēng)動(dòng)力將定量的新鮮空氣沿著井巷網(wǎng)絡(luò)輸送到采礦工作面、掘進(jìn)工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)，滿足這些地區(qū)的作業(yè)環(huán)境和安全要求；同時(shí)將用過(guò)的污濁空氣排出地面。系統(tǒng)通風(fēng)的目的是：供給礦井新鮮風(fēng)量，以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性氣體和粉塵，保證井下風(fēng)流的質(zhì)量和數(shù)量符合國(guó)家安全衛(wèi)士標(biāo)準(zhǔn)，形成良好的工作環(huán)境，防止各種傷害事故，保障從業(yè)人員的身體健康和生命安全。青菜沖礦目前的通風(fēng)系統(tǒng)主要以中央進(jìn)風(fēng)，兩翼回風(fēng)方式，890分層作為主要回風(fēng)巷道，940至840分層中央專用進(jìn)風(fēng)井和1#盤(pán)區(qū)南風(fēng)井已經(jīng)投入使用，北風(fēng)井正在建設(shè)中，通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)完成后，基本能夠滿足系統(tǒng)性通風(fēng)要求。

3.2 減少柴油類機(jī)動(dòng)設(shè)備

柴油類機(jī)動(dòng)設(shè)備的使用使得開(kāi)采的效率大大提高，采礦量逐年遞增，具備機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，高效率等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)因?yàn)椴裼蜋C(jī)本身的缺點(diǎn)，產(chǎn)生了大量的油煙，影響了空氣質(zhì)量。隨著電動(dòng)設(shè)備的使用及膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)，極大地減少了柴油類機(jī)動(dòng)設(shè)備的使用，降低了油煙含量?，F(xiàn)有的電動(dòng)設(shè)備機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)，特別是電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，只有單一的電力驅(qū)動(dòng)，無(wú)柴油驅(qū)動(dòng)裝置，機(jī)動(dòng)性較差，更換作業(yè)面是非常不方便，且運(yùn)輸距離有限，所以極大地限制了電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的使用。如果使用電力與柴油雙動(dòng)力鏟運(yùn)機(jī)或在一定距離固定安裝一臺(tái)電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電源柜，將大大提高電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的使用效率。

膠帶運(yùn)輸具備輸送能力大、運(yùn)輸距離長(zhǎng)等特點(diǎn)，膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的使用能夠有效減少柴油類機(jī)動(dòng)設(shè)備的數(shù)量?，F(xiàn)目前還在試運(yùn)行階段，還沒(méi)有形成規(guī)模。

溜井的使用能避免車輛直接進(jìn)入采掘工作面，減少污染源。在青菜沖礦820中段北1#盤(pán)區(qū)下磷850、840分層進(jìn)行開(kāi)拓作業(yè)時(shí)，利用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)與溜井運(yùn)輸聯(lián)合方式進(jìn)行排渣作業(yè)，杜絕了柴油機(jī)類機(jī)動(dòng)設(shè)備進(jìn)入開(kāi)拓作業(yè)面，大大改善了作業(yè)面的空氣質(zhì)量。

3.3 局部扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)

3.3.1 通風(fēng)方式

在掘進(jìn)工作面，局部扇風(fēng)機(jī)必須配合專用風(fēng)筒才能把新鮮空氣送入工作面，并排出廢空氣。根據(jù)局扇及風(fēng)筒的布置形式，通風(fēng)方式可以分為壓入式、抽出式及混合式。

短距離（200 m以內(nèi)）的獨(dú)頭掘進(jìn)作業(yè)大多使用壓入式通風(fēng)為主。相鄰作業(yè)面，掘進(jìn)距離較短（100 m以內(nèi)）的，可以采用共用一臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，以降低線路負(fù)荷，降低成本。

長(zhǎng)距離（200 m以上）的獨(dú)頭掘進(jìn)作業(yè)，可以使用混合式通風(fēng)，也可以使用串聯(lián)壓入式通風(fēng)。例如青菜沖礦860中段3#盤(pán)區(qū)880分層平巷N，由于獨(dú)頭掘進(jìn)大于200 m，且巷道彎道較多，現(xiàn)目前使用的局部通風(fēng)機(jī)功率為2×15 kW，無(wú)法滿足通風(fēng)要求，通過(guò)安裝兩臺(tái)風(fēng)機(jī)串聯(lián)，第一臺(tái)安裝在進(jìn)風(fēng)口，第二臺(tái)安裝在分層平巷180 m處，使得作業(yè)面通風(fēng)滿足要求，空氣質(zhì)量得到改善。這樣的通風(fēng)方式得到了推廣，在大于200 m的獨(dú)頭掘進(jìn)作業(yè)面普遍應(yīng)用。

3.3.2 安裝局扇必須注意的問(wèn)題

①克服工作面的串聯(lián)風(fēng)流口在布置通風(fēng)方式時(shí)，應(yīng)避免工作面間串聯(lián)風(fēng)流，各作業(yè)面的廢風(fēng)應(yīng)直接排往回風(fēng)道。

②克服漏風(fēng)。漏風(fēng)是影響局扇通風(fēng)的一個(gè)很重要的因素，在現(xiàn)場(chǎng)往往被人們忽視，從而使通風(fēng)效果很差，在掘進(jìn)過(guò)程中，炮崩、車輛碰撞等原因，經(jīng)常引起風(fēng)筒破損漏風(fēng)。遇到這種情況必須及時(shí)補(bǔ)漏。所以，加強(qiáng)了風(fēng)筒的日常巡查、監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)后及時(shí)修復(fù)，漏點(diǎn)較多或較大無(wú)法修復(fù)的風(fēng)筒，及時(shí)更換。

③克服風(fēng)阻。每一臺(tái)風(fēng)機(jī)的功率是有限的，要提高通風(fēng)效率，風(fēng)筒的安裝情況非常關(guān)鍵，巷道墻幫平直程度不一致，安裝風(fēng)筒時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，風(fēng)筒要安裝平直、無(wú)擠壓，轉(zhuǎn)彎平滑，最大限度降低風(fēng)阻。

3.4 炮煙消除技術(shù)措施

采掘作業(yè)過(guò)程中，需要使用炸藥進(jìn)行爆破作業(yè)，爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的炮煙，炮煙中含有有毒有害氣體，這些氣體的危害性極大。當(dāng)人體吸進(jìn)一定量的有毒氣體之后，輕則引起頭痛、心悸、嘔吐、四肢無(wú)力、昏厥，重則使人發(fā)生痙攣、呼吸停頓，甚至死亡。減少或消除炸藥爆破中炮煙有毒氣體的產(chǎn)生，是防止炮煙的根本措施，具體措施包括以下方面。

3.4.1 優(yōu)選炸藥品種

炸藥的品種決定了產(chǎn)生有毒有害氣體的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)礦山實(shí)際采掘情況，選擇合適的炸藥品種。如井巷工作面存在積水時(shí)，應(yīng)選用抗水型炸藥，防止因炸藥受潮影響爆炸穩(wěn)定傳播，從而產(chǎn)生大量有毒氣體。青菜沖礦采掘巷道作業(yè)多采用鑿巖機(jī)進(jìn)行打眼作業(yè)，使用的炸藥為巖石乳化炸藥，炸藥尺寸的大小對(duì)爆破的效果也有影響。如采用45 mm的釬頭，根據(jù)現(xiàn)目前統(tǒng)計(jì)的情況顯示，使用35 mm的乳化炸藥比使用32 mm的乳化炸藥爆破效果好。

3.4.2 采用水炮泥

掘進(jìn)作業(yè)面爆破作業(yè)多采用泥土封裝炮孔，封裝時(shí)比較耗時(shí)，對(duì)減少炮煙中有毒有害氣體的作用不明顯。用水炮泥代替泥土，炮煙中的CO2、CO、NO2等含量均可大大降低。水炮泥中添加抑制劑，選擇使用在1%堿液中添加二氧化錳（MnO2）成為膠質(zhì)懸浮物的液體，裝在聚乙烯袋中用作炮泥，能顯著降低炮煙中的有毒氣體。

3.4.3 選用中和劑

①在爆破后的工作面巷道中，用壓縮機(jī)把0.5%MnOH溶液噴霧或20號(hào)篩孔的熟石灰噴射，以消除NO2。

②采用帶空氣過(guò)濾器的氣體凈化裝置，過(guò)濾器中裝有粒度為3 mm的霍加拉特（主要成分為MnO2、CuO）及粒度為3-5 mm的堿石灰，放到工作面開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī)，使炮煙中的CO與過(guò)濾器李的化學(xué)藥劑作用生產(chǎn)CO2而被吸收。

3.5 噴霧除塵裝置

爆破作業(yè)后作業(yè)面會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，懸浮在空氣中，特別是游離二氧化硅，會(huì)導(dǎo)致從業(yè)人員患上矽肺病。采用噴霧除塵裝置，能有效降低作業(yè)面粉塵含量。噴霧除塵裝置主要是通過(guò)井巷風(fēng)水串聯(lián)方式，用高壓風(fēng)作為噴霧動(dòng)力，強(qiáng)行將水噴霧，散布在作業(yè)面，降低粉塵含量。

4 結(jié) 論

作業(yè)面空氣質(zhì)量好壞直接關(guān)系到從業(yè)人員的身體健康，體現(xiàn)了一座礦山現(xiàn)代化的程度。本文通過(guò)分析非煤礦山作業(yè)面空氣質(zhì)量現(xiàn)狀和影響作業(yè)面空氣質(zhì)量的主要因素，針對(duì)性的提出了改善作業(yè)面空氣質(zhì)量的具體措施。通過(guò)一系列措施的研究與應(yīng)用，作業(yè)面空氣質(zhì)量得到了較大改善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳國(guó)山，孫文武.礦山通風(fēng)與環(huán)保[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[2] 劉寧武，朱慧武，馬靜玉，等.炮煙中毒窒息事故機(jī)理和預(yù)防措施研究[J].有色金屬，2012，5.

[3] 王乃斌.非煤地下礦山礦井通風(fēng)技術(shù)的探討[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2010，（2）：134-135.

[4] 孫英.近十年我國(guó)金屬礦山通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)改造[J].金屬礦山，1994，（5）.