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        綜掘工作面防塵技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢探究

        2015-05-30 15:23:18趙基國
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年16期
        關(guān)鍵詞:趨勢現(xiàn)狀

        摘 要:文章對目前國內(nèi)外煤礦綜掘工作面粉塵防治研究的現(xiàn)狀與進(jìn)展進(jìn)行分析,以期為煤礦綜掘工作面的粉塵防治研究提供參考和指導(dǎo)。

        關(guān)鍵詞:綜掘工作面;防塵技術(shù);現(xiàn)狀;趨勢

        煤礦井下綜掘工作面是粉塵污染的主要來源,產(chǎn)塵量占全礦井的85%以上。近年來,隨著煤礦綜掘機械化程度和生產(chǎn)強度的提高,煤礦綜掘工作面的粉塵產(chǎn)量劇增。由于綜掘工作面空間狹小、生產(chǎn)環(huán)境特殊,且受生產(chǎn)條件和現(xiàn)有技術(shù)的限制,此處粉塵濃度較高且治理難度大。據(jù)衛(wèi)生部數(shù)據(jù),2013年全國共報告職業(yè)病26393例,其中塵肺病23152例,占報告總例數(shù)的近九成。塵肺病病例中,煤工塵肺病為13955例,占塵肺病總例數(shù)的六成以上。因此對粉塵濃度實行嚴(yán)格控制,最大限度地降低作業(yè)人員接觸粉塵的量,尤其要減少礦井空氣中呼吸性粉塵濃度,是減少粉塵危害的有效途徑。

        1 綜掘巷道的粉塵來源

        煤礦井下的許多操作行為及工作地點,都會產(chǎn)生粉塵,如綜掘工作面、綜掘運輸設(shè)備中不同的轉(zhuǎn)運點,巷道巷壁對浮塵進(jìn)行二次揚塵、支護流程中的打眼操作等。文章研究的是綜掘工作面中的粉塵,數(shù)量最多的綜掘工作面粉塵,出現(xiàn)于掘進(jìn)機操作過程中,即截割煤巖環(huán)節(jié),這一環(huán)節(jié)的操作原理是利用掘進(jìn)機的截齒向煤巖施力進(jìn)行積壓,這樣煤巖就會完成粉碎,這一過程中勢必產(chǎn)生大量礦塵。還有就是利用掘進(jìn)機來裝運煤巖過程中,煤巖的不停運動同樣會導(dǎo)致大量粉塵。如果利用綜掘機來運送煤巖,無論是掘進(jìn)機經(jīng)橋式轉(zhuǎn)載機,還是可伸縮帶式輸送機,其各個轉(zhuǎn)運點都是粉塵高發(fā)區(qū)。這些轉(zhuǎn)運點落差各異,因此在煤巖降落過程中就會形成許多粉塵,而這些粉塵會經(jīng)由綜掘巷道中預(yù)留通風(fēng)口的吹送,散布到巷道里,這樣巷道中的粉塵就會大量積攢。綜掘巷道的巷壁也有許多粉塵,因為降落下來的一些顆粒很小的粉塵會在風(fēng)的吹松下上升到空氣中,從而進(jìn)入到礦井工人工作地點。支護流程中,進(jìn)行打眼工作同樣會產(chǎn)生粉塵,因為機器鉆頭來回高速運作,煤巖會由于受力而被擠壓掉落,形成粉塵,如果是風(fēng)鉆的話,在風(fēng)的推動作用下,粉塵濃度會更高。

        2 綜掘工作面粉塵治理情況分析

        當(dāng)前礦井下對于綜掘工作面粉塵的治理,一般是采用多項措施進(jìn)行綜合除塵,具體過程如下:一是借助于所建立的長壓短抽通風(fēng)系統(tǒng),使清潔風(fēng)流經(jīng)過一個較長距離的運送,進(jìn)入到工作面中,來控制工作面中的粉塵;二是在掘進(jìn)機中配備內(nèi)外噴霧設(shè)施,內(nèi)噴霧的作用是增加煤巖的濕潤度,這樣煤巖在接受截割時,所產(chǎn)生的粉塵數(shù)量將減少,外噴霧的作用使煤巖受力被截割后降落時產(chǎn)生較少的粉塵;三是在掘進(jìn)機后端位置20-30m處安置除塵器并充分發(fā)揮其作用,這樣就能夠?qū)ぷ髅嬷写嬖诘姆蹓m過濾并盡量吸收,以降低工作面粉塵總量;四是通過控制煤巖的下降高度、采用密閉抽塵、利用噴霧灑水等方法,控制轉(zhuǎn)運點的粉塵;五是利用水來噴灑和沖洗巷道巷壁,并在巷道巷壁噴粘塵劑,以控制粉塵。使用的具體技術(shù)如下。

        (1)煤巖層預(yù)先注水以減少粉塵??梢詫C掘工作面進(jìn)行打眼,利用所鉆出的孔注入一定量的水,這樣煤巖會更加濕潤,其被截割和粉碎時所產(chǎn)生的粉塵就會減少。(2)利用噴霧來降低粉塵量。利用噴嘴進(jìn)行高壓噴水,就會在空中形成水霧,而水霧能夠結(jié)合空氣中的粉塵,這樣融合了水的粉塵重量增加,因而降落速度增加,就不會漂浮和停留在空中,這樣綜掘工作面中留存的粉塵濃度就會被降低。目前掘進(jìn)機設(shè)置了內(nèi)外噴霧,還有轉(zhuǎn)運點也是利用這種技術(shù)控制粉塵。(3)通過風(fēng)力消除粉塵。在井下工作區(qū)中,風(fēng)力對于除塵的作用是非常明顯的,即通過風(fēng)來稀釋粉塵,然后借助于負(fù)壓風(fēng)對被稀釋的粉塵施力,將其強制驅(qū)除到礦井外,這種做法的優(yōu)勢在于在控制粉塵的同時也不會污染巷道。(4)利用空氣幕實現(xiàn)隔塵目的。可以將條形風(fēng)口中產(chǎn)生的條縫形空氣射流,使粉塵脫離于周圍的空氣,從而將粉塵隔離出工作區(qū)。(5)利用除塵設(shè)備來消除粉塵。這種專業(yè)設(shè)備的工作流程是:將工作面中存在的粉塵輸送到密閉箱體中并采取一些處理手段,例如過濾和吸收等,這樣就確保了空氣的潔凈度。當(dāng)前我國有各種類型的除塵設(shè)備,其工作原理各不相同,但是考慮到綜掘巷道空間有限,設(shè)備需要不停變換工作地點,因而最經(jīng)常使用的是濕式除塵器。(6)利用泡沫來消除粉塵??梢酝ㄟ^壓縮空氣來混合水和表面活性劑,并將其通過混合器和發(fā)泡裝置的金屬網(wǎng)產(chǎn)生非常細(xì)微的泡沫,再將這些泡沫噴射到粉塵中,這些泡沫可以粘沾粉塵,同時增加粉塵濕潤度,使其攔截、下降,基本上所有接觸到泡沫的粉塵都可以被處理掉,而且并不需要耗用過多的水。(7)人員的個體防護。主要是需要井下員工借助一些簡單設(shè)備進(jìn)行人工防塵,如佩戴防塵口罩和防塵帽,這樣也能夠?qū)Ψ蹓m進(jìn)行過濾,減少吸入量。

        3 綜掘工作面粉塵治理中的不足

        (1)盡管掘進(jìn)機的內(nèi)外噴霧裝置對于控制粉塵有非常明顯的效果,但是噴嘴堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重,而且水封損害概率過高,因此所噴出的水霧對于控塵效果不好。(2)井下除塵系統(tǒng)、掘進(jìn)機和工作面所配備的通風(fēng)系統(tǒng),功能較低,沒有充分考慮到所需要通風(fēng)的風(fēng)量,通風(fēng)風(fēng)筒與除塵設(shè)備風(fēng)口距離的配合性不夠。(3)目前我國礦井下操作,最常見的除塵設(shè)備是濕式除塵器,這類設(shè)備成本較低,而且操作簡單,能夠在短時間內(nèi)增加粉塵濕潤度,同時可以將一些有毒氣體過濾和吸收。而其缺點是對于水和其他液體的消耗較多,同時對于污水的處理成本較高,酸性氣體對設(shè)備也有一定損害,而且在氣溫較低時,還要對設(shè)備進(jìn)行保護處理,一些呼吸性粉塵沒有得到很好的控制和清除,如果礦井所在區(qū)域溫度較低,供暖條件較差,這類設(shè)備就很難發(fā)揮作用。(4)除塵系統(tǒng)噪音較大,靈活性不足。

        4 綜掘工作面粉塵治理技術(shù)發(fā)展趨勢

        (1)積極研發(fā)功能更強的噴嘴,尤其是要注意噴嘴的堵塞問題,降低更換概率,控制使用成本。(2)通風(fēng)除塵技術(shù)方面,可以借助于附壁風(fēng)筒通風(fēng)技術(shù)形成漩渦狀風(fēng)流,這種風(fēng)流對于粉塵的控制效果較為明顯。(3)注意除塵風(fēng)機的選擇要符合井下實際操作要求,對于壓入式通風(fēng)機,要合理規(guī)劃其有效通風(fēng)距離。(4)目前除塵風(fēng)機一般安置在掘進(jìn)機后端,實際工作時無法靈活移動,因此要致力于研究能夠與掘進(jìn)機配合更完善的除塵風(fēng)機。(5)干式除塵系統(tǒng)的技術(shù)要求是效能更高、占用體積更小,噪音更低,并可以在各種不同條件的環(huán)境中應(yīng)用。(6)利用泡沫除塵的關(guān)鍵是發(fā)泡器的構(gòu)造和泡沫劑配比,即如何使發(fā)泡器發(fā)射更多、粘沾性更高的泡沫。(7)研發(fā)多機理的復(fù)合型除塵設(shè)備,包括慣性沖擊靜電除塵器、靜電旋風(fēng)除塵器、靜電增強纖維過濾除塵器等技術(shù)更先進(jìn)、工作效率更高的設(shè)備。(8)可利用磁力、電凝聚、超聲霧化、移動床顆粒層除塵器等符合節(jié)能環(huán)保的技術(shù)來消除粉塵。(9)在長鉆孔煤巖層注水方面也要積極研發(fā)新技術(shù),包括如何設(shè)計鉆孔、如何進(jìn)行封孔、采用哪種設(shè)備注水和注水流程等。(10)綜掘工作面的呼吸性粉塵一直較難治理,可參考的技術(shù)主要是調(diào)整水霧和霧化的方式兩方面,前者如磁化水降塵技術(shù)、荷電水霧降塵技術(shù);后者如壓氣噴霧降塵技術(shù)、超聲霧化降塵技術(shù)、旋轉(zhuǎn)噴霧罩封塵源技術(shù)等。

        5 結(jié)束語

        真正實現(xiàn)對綜掘工作面粉塵的控制和治理還需要不斷努力,包括技術(shù)、設(shè)備和流程等多個方面,要積極總結(jié)目前在除塵方面的做法,對所應(yīng)用的設(shè)備進(jìn)行改造,實現(xiàn)除塵的節(jié)能、高效和便利性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]許邦,等.長嶺一號井綜掘工作面控除塵技術(shù)[J].金屬礦山,2013(4):128-130.

        [2]王政宏.綜掘工作面粉塵治理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].煤礦機械,2012(6):19-20.

        [3]王建峰.綜掘工作面粉塵綜合治理方案研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(6):83.

        作者簡介:趙基國(1985,12-),男,籍貫:山西平遙,太原煤氣化集團公司華勝煤業(yè)有限公司。

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