夏海春+周連春

摘要：詳細(xì)地闡述煤礦粉塵產(chǎn)生的原因及其危害，并針對(duì)煤礦不同生產(chǎn)工藝條件下產(chǎn)生的煤礦粉塵提出了有針對(duì)性的治理方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦粉塵的有效控制。

關(guān)鍵詞：煤礦粉塵；危害；治理

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.04.087

0前言

在煤礦的運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載和綜合機(jī)械化采掘生產(chǎn)過(guò)程中，都會(huì)有大量的粉塵伴隨的不同的生產(chǎn)工藝涌向采掘空間，給煤礦工人的生命安全帶來(lái)了很大的危害。目前面對(duì)日益嚴(yán)重的粉塵危害傳統(tǒng)的防降塵技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足相關(guān)要求。因此必須打造一個(gè)生產(chǎn)安全、環(huán)境優(yōu)美的作業(yè)環(huán)境，并對(duì)礦山粉塵進(jìn)行有效地預(yù)防和治理是煤礦防塵工作的重點(diǎn)所在。

1產(chǎn)生煤礦粉塵的原因與危害

1.1煤礦粉塵的產(chǎn)生

在煤礦生產(chǎn)的采掘機(jī)運(yùn)通各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)出現(xiàn)非常多的粉塵涌入采掘空間，從而污染了煤礦井下的生產(chǎn)環(huán)境。但是不同的煤礦由于其通風(fēng)狀況、開(kāi)采方法、回采工藝、水文地質(zhì)條件、礦井開(kāi)采規(guī)模各不相同，其產(chǎn)生的粉塵量也不相同，煤礦各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的粉塵量大致是如下比例：掘進(jìn)工作面約占20%～38%，采煤工作面約占45%～80%，礦井的采掘運(yùn)輸通風(fēng)巷道大約為5%～10%，錨網(wǎng)支護(hù)以及噴漿支護(hù)的巷道約占10%～15%，井下其它地點(diǎn)為2%～5%。并且隨著礦井現(xiàn)代化水平的不斷發(fā)展，礦塵量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

1.2煤礦粉塵的危害

通常情況下我們把煤層推進(jìn)回采期間由于采煤機(jī)割煤產(chǎn)生的大量的隨著風(fēng)流涌向井巷空間的微細(xì)固體集合體稱為粉塵。

煤礦粉塵具有很大的危害性，具體危害如下：

（1）當(dāng)煤礦的煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性的時(shí)候就會(huì)給煤礦員工的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。當(dāng)采掘工作面巷道及其它巷道中飄逸的大量的煤塵濃度超過(guò)規(guī)定值時(shí)就會(huì)引起煤塵爆炸事故。煤的粒度、成分、溫度和引火源的種等條件對(duì)煤塵的爆炸濃度范圍有重大影響。通常，煤塵的爆炸濃度上限為1000-2000g/m3，下限為30-50g/m3。當(dāng)煤塵濃度為300-500g/m3時(shí)煤塵的爆炸力最強(qiáng)。

（2）危害人體健康。當(dāng)煤礦工人長(zhǎng)時(shí)間呼吸入礦塵后，嚴(yán)重的情況下人員就會(huì)患上塵肺病，輕微的情況下人員就會(huì)患上呼吸道疾病，煤礦工作人員由于患上塵肺病而導(dǎo)致家破人亡的現(xiàn)象比比皆是，教訓(xùn)非常慘痛。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，煤礦工人因?yàn)閴m肺病導(dǎo)致死亡人數(shù)是工傷死亡人數(shù)的6倍。

（3）加速機(jī)械磨損。煤礦粉塵對(duì)機(jī)器和大型設(shè)備的危害是伴隨著綜合機(jī)械化程度的提高而不斷呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，礦塵能夠縮短精密儀器的壽命，加速機(jī)械設(shè)備的磨損。

（4）在采掘工作面等會(huì)產(chǎn)生大量粉塵的作業(yè)環(huán)境中，如果漂浮在巷道空氣中的粉塵非常大的時(shí)候，工作人員的視覺(jué)就會(huì)受到很大的影響，容易產(chǎn)生看不清楚的現(xiàn)象發(fā)生，從而造成操作不當(dāng)，發(fā)生人身傷害事故，危及人員的生命安全。

2煤礦常用的粉塵防治技術(shù)

煤礦井下作業(yè)地點(diǎn)常用的粉塵防治技術(shù)有三種，分別如下：

一是在煤炭回采之前，為了達(dá)到煤體的濕潤(rùn)性可以安排專業(yè)打鉆隊(duì)伍在工作面回采之前沿著運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽施工注水鉆孔，然后用專用封孔器將孔封好，并與供水主管路連接向工作面煤層中注水來(lái)降低工作面回采時(shí)的產(chǎn)塵量；二是在煤炭回采的時(shí)候，為了使粉塵不向采掘空間進(jìn)一步擴(kuò)散我們可以考慮將粉塵收集壓縮到一定的空間范圍內(nèi)，我們可以采用專用的防塵手段來(lái)控制塵源的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)；三是為了及時(shí)地把產(chǎn)生的粉塵過(guò)濾或排除掉，我們可以利用相關(guān)除塵技術(shù)或設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。

2.1采煤工作面粉塵的治理

相對(duì)于其他工作場(chǎng)所而言采煤工作面產(chǎn)生粉塵的量最大，所以必須想方設(shè)法來(lái)處理的煤塵才是治本之策；所以我們必須針對(duì)不同的煤塵來(lái)源采取有針對(duì)性的防治措施，才能夠有效降低其粉塵濃度，達(dá)到對(duì)粉塵治理的目的。

（1）利用采煤機(jī)滾筒上的內(nèi)外高壓噴霧噴出大量的霧化水來(lái)捕捉飄逸在巷道空氣中煤塵塵粒，從而降低空氣中煤塵的濃度，達(dá)到凈化風(fēng)流環(huán)境的目的。

（2）采煤機(jī)徑向霧屏降塵對(duì)控制和降低滾筒產(chǎn)生的粉塵有較好的效果。首先我們將一個(gè)在地面加工制作好的形狀好似弧形的金屬管安裝在采煤機(jī)搖臂上靠近滾筒側(cè)，然后我們把6～9個(gè)噴座安裝在金屬管上，并安裝噴嘴。將金屬管連接器與供水管路相連接并向噴嘴供應(yīng)10MPa以上的壓力水，每個(gè)噴嘴的噴霧流量為5L/min，這樣在滾筒靠人行道側(cè)形成一道徑向霧屏。

（3）破碎機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵的治理。常見(jiàn)的兩種方法：①將破碎機(jī)用金屬材料實(shí)施封閉，將粉塵控制在一個(gè)較小的空間內(nèi)；②在封閉破碎機(jī)的基礎(chǔ)上安裝一除塵器，進(jìn)行抽塵凈化。

一般采用噴霧降塵的方法來(lái)處理轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵大的問(wèn)題，通?？梢允褂门c破碎機(jī)相同的聲波霧化和荷電噴霧降塵，也可以使用觸控液壓控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化降塵的目的。

2.2掘進(jìn)工作面粉塵的治理

2.2.1爆破作業(yè)時(shí)粉塵的治理

產(chǎn)生粉塵最集中的生產(chǎn)工藝是爆破作業(yè)，且爆破作業(yè)相對(duì)于干式鑿巖來(lái)說(shuō)其產(chǎn)生的浮游塵粒要細(xì)微的多。所以浮游在巷道空氣中的礦塵自然的沉降速度非常緩慢，這樣對(duì)作業(yè)循環(huán)時(shí)間的縮短非常的不利，往往對(duì)幾十米甚至上百米巷道形成污染。礦塵濕潤(rùn)程度及物理性質(zhì)、炸藥數(shù)量、爆破方法對(duì)爆破作業(yè)的產(chǎn)塵量有重大影響。

目前水封爆破降塵技術(shù)的降塵率可達(dá)60%，且具有非常好的去除呼吸性粉塵的效果，因此在煤礦井下得到非常廣泛的應(yīng)用。另外，其對(duì)減少有毒有害氣體（約37%～46%）、降低炮煙（約70%）、降溫（約0.5～1.0℃）等也有明顯的效果。

2.2.2鑿巖時(shí)粉塵的治理

在煤礦的生產(chǎn)實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)機(jī)械鑿巖會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵從而嚴(yán)重地污染了現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)境，因此機(jī)械鑿巖是主要的產(chǎn)生粉塵的塵源之一，并且機(jī)械鑿巖工藝伴隨著煤礦生產(chǎn)強(qiáng)度的增加其產(chǎn)生的粉塵濃度也呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)。此外還和礦井的巖石的物理化學(xué)性質(zhì)有密切的關(guān)系。干式孔口捕塵、濕式鑿巖降塵和孔底捕塵是煤礦機(jī)械鑿巖時(shí)常用的滅塵方法，除此之外泡沫除塵也是一種很好的滅塵方法。泡沫除塵技術(shù)在礦山應(yīng)用比較廣泛。

泡沫除塵技術(shù)的工作原理是首先在水中加入一定比例的泡沫除塵劑，然后采用一套機(jī)械裝置進(jìn)行攪拌，形成水的表面張力小于3.5×10-5N/cm2的泡沫溶液。因?yàn)樗M(jìn)行了發(fā)泡處理從而形成了多界面潤(rùn)濕條件，使礦塵濕度增加并形成泥漿，提高了對(duì)呼吸性粉塵的捕獲率，另外還節(jié)約了用水量，提高了用水效率。

2.2.3裝巖時(shí)粉塵的治理

裝巖時(shí)粉塵的治理技術(shù)除了常規(guī)的噴霧灑水降塵外還有以下兩種技術(shù)：（1）礦車運(yùn)輸自動(dòng)灑水降塵?？紤]到礦車運(yùn)輸不連續(xù)的特點(diǎn)，采用噴霧灑水的辦法澆灑礦車時(shí)煤礦多采用機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)礦車通過(guò)時(shí)噴霧器工作，礦車通過(guò)后噴霧停止。（2）運(yùn)輸機(jī)水電連鎖降塵，采用水電連鎖裝置適用于運(yùn)輸距離較長(zhǎng)的情況，即當(dāng)輸送機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制噴霧閥門的電磁閥自動(dòng)打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)噴霧灑水。

2.3風(fēng)流凈化措施

采取風(fēng)流凈化措施是當(dāng)采掘工作面和入風(fēng)井巷的風(fēng)源含塵量超過(guò)0.5mg/m3時(shí)進(jìn)行降塵的首要選擇技術(shù)。礦井風(fēng)流凈化分為局部地點(diǎn)的風(fēng)流凈化和主進(jìn)風(fēng)源凈化兩種。采用具有工作可靠、體積小、效率高、阻力小以及能有效地除去細(xì)微塵粒等特點(diǎn)的除塵裝置是井下局部塵源的凈化的必然要求。當(dāng)入風(fēng)流含塵量超標(biāo)時(shí)，可采用水幕凈化或靜電除塵等措施。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨任務(wù)的礦井粉塵治理不僅給煤礦工人的身心健康帶來(lái)很大的危害，而且還容易引起煤塵爆炸等惡性事故，給企業(yè)和國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以我們必須高度重視，并采取果斷、有力的措施來(lái)消除粉塵的危害，才能夠做到防患于未然，確保礦井的安全高效地生產(chǎn)。

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