李德文，趙 政，郭勝均，鄭 磊，張小濤，隋金君

(中煤科工集團重慶研究院有限公司，重慶 400037)

我國是全世界最主要的煤炭生產(chǎn)國家。隨著我國煤炭開采的機械化、自動化、智能化技術(shù)水平的不斷提高，煤炭年產(chǎn)量也在不斷提升。2021年全國原煤產(chǎn)量達到41.3億t，創(chuàng)歷史新高[1]，且隨著煤礦大型機械采掘設(shè)備的投入，尤其是大采高綜采和快速掘進裝備的推廣應(yīng)用，在減員增效的同時，也造成了產(chǎn)塵強度增高、產(chǎn)塵量增大，導(dǎo)致塵肺病患病率增高等一系列新問題。

粉塵是煤礦五大災(zāi)害之一。高濃度的粉塵不僅會引發(fā)煤塵爆炸、誘發(fā)礦工塵肺病，也會直接影響煤礦智能裝備中相關(guān)傳感元件的可靠性，已經(jīng)成為當(dāng)前煤礦井下亟待解決的重要難題[2-6]。截至2020年底，我國累計報告職業(yè)病101.1萬例，其中，職業(yè)性塵肺病90.3萬例，占90%，絕大部分來自煤礦從業(yè)人員[7-9]。近年來，我國煤礦煤塵爆炸事故也時有發(fā)生[10-12]，例如：2020年8月20日，山東能源集團肥城礦業(yè)公司梁寶寺能源有限公司發(fā)生煤塵爆炸事故，造成7人死亡、9人受傷[13]；2022年2月7日，國家能源集團寧夏煤業(yè)有限公司棗泉煤礦發(fā)生煤塵爆燃事故，造成1人死亡、8人受傷[14]。

近年來，國家對礦井安全生產(chǎn)和粉塵危害的重視程度越來越高。在《國家職業(yè)病防治規(guī)劃(2016—2020年)》《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》及《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》中明確要求，加強對高危粉塵、高毒物品等職業(yè)病危害源頭進行治理。粉塵職業(yè)危害防治已被列入國家戰(zhàn)略與重大需求，“十三五”以來，我國加大了礦山職業(yè)危害防治關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研發(fā)力度，并取得了較大的進步，煤礦塵肺病的高發(fā)態(tài)勢得到了一定程度的遏制。為此，筆者梳理“十三五”期間煤礦井下粉塵職業(yè)危害防治技術(shù)取得的最新進展，總結(jié)存在的不足之處，并對未來的研究方向進行展望。

1 采掘工作面粉塵防治技術(shù)

采掘工作面是煤礦井下最為主要的粉塵產(chǎn)生場所，其產(chǎn)塵量約占全礦井產(chǎn)塵量的85%，是粉塵治理的重點和難點。由于采掘工作面粉塵質(zhì)量濃度較高，僅采取單一的防塵措施，難以達到理想的降塵效果，通常需要采用多種措施相結(jié)合的綜合防塵技術(shù)。

1.1 普通綜采工作面綜合防塵技術(shù)

生產(chǎn)期間，當(dāng)不采取防塵措施或防塵措施不到位時，綜采工作面粉塵質(zhì)量濃度一般可達1 000～4 000 mg/m3，呼吸性粉塵質(zhì)量濃度達1 100 mg/m3?！笆濉逼陂g，難注水煤層注水減塵、采煤機二次負壓降塵及含塵氣流控制、采煤機塵源智能跟蹤噴霧降塵、液壓支架移架降架及放煤自動高壓噴霧降塵等綜采工作面的綜合防塵技術(shù)取得了較大進步[15-18]。

1.1.1 難注水煤層的注水減塵技術(shù)

針對難注水煤層，通過采取煤層注水措施增加煤體水分含量，可從根本上減少產(chǎn)塵量，最大限度減少截割時粉塵的產(chǎn)生量。

1)基于難濕潤煤塵的復(fù)配濕潤劑

針對難濕潤煤塵的疏水性，為降低水的表面張力，改善煤塵親水性能，提高煤層注水效果及噴霧降塵效果，采用正交試驗方法，研發(fā)了復(fù)配濕潤劑，在防塵用水中添加質(zhì)量分數(shù)為0.2%的復(fù)配濕潤劑后，其表面張力可降低至33.20 mN/m，可大大提高煤層注水效果[19-20]。

2)難注水煤層注水逾裂增滲工藝

針對難注水煤層，采用“注—裂—滲—潤”的注水逾裂增滲方法：將壓力水注入注水鉆孔，低滲透性介質(zhì)不再遵循線性達西公式，而呈現(xiàn)出非線性滲流特性，存在著啟動壓力梯度；煤體裂隙在水壓作用下逐步被壓裂擴展，形成次生裂隙；隨水壓增大，次生裂隙逐漸擴張，形成裂隙網(wǎng)絡(luò)，壓力水沿裂隙及部分孔隙進行注水驅(qū)氣及徑向滲流；水經(jīng)毛細滲吸作用進入更小的孔隙空間以充分潤濕煤體。

在陽泉新元煤礦3417綜采工作面進行煤層注水逾裂增滲試驗，試驗結(jié)果表明：當(dāng)注水壓力達到4.5～7.0 MPa時煤體被逐步壓裂、裂隙擴展，壓力水進入次生裂隙，保壓潤濕煤體；當(dāng)流量小于設(shè)定值，再次提高注水壓力至11 MPa左右時，煤體次生裂隙繼續(xù)擴張，形成裂隙網(wǎng)絡(luò)，完成二次壓裂，在注水流量恢復(fù)至設(shè)定值后再次保壓潤濕煤體。

3)煤層注水及其自動監(jiān)測系統(tǒng)

為提高煤層注水效率和保障注水過程中人員安全，利用煤層注水監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)分時段自動注水控制、注水壓力和流量等參數(shù)的實時監(jiān)測，以及動靜壓注水自動轉(zhuǎn)換，能監(jiān)測注水過程中“跑水”現(xiàn)象，并可接入煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)煤層注水過程遠程監(jiān)控[21]。

1.1.2 采煤機噴霧降塵技術(shù)

1)采煤機二次負壓降塵及含塵氣流控制

在采煤機搖臂安設(shè)噴霧降塵器，通過8～12 MPa水壓的高壓噴霧降低滾筒產(chǎn)塵量的同時產(chǎn)生負壓，將附近含塵氣流吸入降塵器，實現(xiàn)二次降塵；在采煤機機身布置噴霧引導(dǎo)裝置，引導(dǎo)含塵氣流沿煤壁一側(cè)運動，控制粉塵擴散。

2)采煤機塵源跟蹤智能噴霧降塵技術(shù)

利用傳感器自動檢測采煤機位置，按采煤機移動方向順次開啟或關(guān)閉采煤機前后滾筒對應(yīng)支架上的噴霧裝置，使采煤機前后滾筒始終處于高壓霧流包絡(luò)之中，就近降低滾筒割煤時的產(chǎn)塵量[22]。與采煤機二次負壓降塵及含塵氣流控制系統(tǒng)相結(jié)合，可對采煤機形成立體噴霧包圍，實現(xiàn)對采煤機割煤區(qū)域的封閉降塵，有效降低采煤時的產(chǎn)塵量。

1.1.3 支架移架、放煤自動高壓噴霧降塵技術(shù)

針對液壓支架移架和放煤產(chǎn)塵，通過噴霧位置優(yōu)化及噴嘴優(yōu)選，對降柱移架和放煤過程中產(chǎn)生的粉塵進行控制和捕集。

綜采工作面采用上述多項技術(shù)相結(jié)合的綜合防塵體系后，可大大降低工作面生產(chǎn)期間空氣中的粉塵質(zhì)量濃度。不同條件的綜采(放)工作面采取上述綜合防塵技術(shù)后的降塵效率如表1所示[4]。

表1 不同條件的綜采(放)工作面綜合防塵降塵效率

1.2 大采高綜采工作面“控、降、抽、除”粉塵精準防控技術(shù)

我國厚煤層儲量約占煤炭總儲量的40%～50%，大采高綜采技術(shù)具有煤炭采出率高、巷道掘進率低等優(yōu)點，已然是實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)向集約、高效、安全發(fā)展的開采技術(shù)[23-24]。目前我國西部榆神及神東礦區(qū)，相繼實現(xiàn)了采高5.0、6.0、7.2、8.0 m的技術(shù)跨越，2018年3月投產(chǎn)的神東上灣煤礦8.8 m超大采高綜采工作面，其單產(chǎn)能力達到1 600萬t[25]。近年來，我國8 m左右大采高綜采工作面已在多個礦區(qū)推廣應(yīng)用，但大采高綜采技術(shù)在提高產(chǎn)能的同時，其工作面的產(chǎn)塵強度、粉塵擴散規(guī)律、粉塵危害程度和治理難度均遠超一般采高的綜采工作面，傳統(tǒng)防塵技術(shù)已不能滿足粉塵治理要求。在無防塵措施時，大采高綜采工作面的粉塵質(zhì)量濃度高達3 000～5 000 mg/m3，割煤和移架時的瞬時原始總粉塵質(zhì)量濃度甚至可達10 000 mg/m3以上[26]。

針對大采高綜采工作面采煤機割煤及液壓支架移降架兩大主要產(chǎn)塵工序，按照“控、降、抽、除”的防治思路，中煤科工集團重慶研究院有限公司開發(fā)出了“氣水噴霧+機載除塵+支架封閉控塵+高位抽塵與微霧凈化”粉塵綜合精準防控技術(shù)[27-28]，如圖1所示。

1—遠射程氣水噴霧；2—采煤機機載除塵器；3—液壓支架封閉控塵；4—負壓微霧控除塵。圖1 大采高綜采工作面粉塵綜合精準防控技術(shù)示意圖

首先，針對采煤機滾筒割煤和片幫垮落塵源，利用安裝布置在支架頂梁下方的耗水量低和射程遠的氣水噴霧對滾筒及其周邊區(qū)域的破碎煤體進行快速濕潤，從源頭上減少產(chǎn)塵量；再利用安裝在采煤機上風(fēng)端頭行走位置的機載除塵器對垮落產(chǎn)生的粉塵進行源頭集中抽塵凈化，避免粉塵向后方擴散；針對液壓支架降柱移架產(chǎn)塵，則利用安裝在相鄰2個支架側(cè)護板縫隙處的滑移式封閉控塵裝置將高處產(chǎn)生的粉塵直接導(dǎo)入采空區(qū)，從根本上避免風(fēng)流吹散粉塵；最后，針對綜采工作面上部空間長期懸浮的浮游粉塵，利用安裝在液壓支架立柱前方頂梁處的負壓抽塵微霧凈化裝置進行高效抽塵凈化和噴霧沉降。在神東補連塔煤礦現(xiàn)場綜合應(yīng)用結(jié)果表明：大采高綜采工作面“控、降、抽、除”粉塵精準防控技術(shù)的綜合降塵效率在90%以上，工作面有人作業(yè)空間內(nèi)粉塵質(zhì)量濃度降至10 mg/m3以下，粉塵防控效果顯著[28]。

1.3 綜掘工作面長壓短抽自適應(yīng)控風(fēng)除塵技術(shù)

據(jù)實測，綜掘工作面不采取防塵措施時，工作面端頭粉塵質(zhì)量濃度高達3 000 mg/m3以上，其中呼吸性粉塵占近40%[29-31]。特別是巖巷綜掘工作面，生產(chǎn)期間產(chǎn)生的粉塵分散度更高，嚴重危害礦工身心健康，影響安全生產(chǎn)。

綜掘工作面除塵技術(shù)措施主要有長壓短抽控風(fēng)除塵、高壓噴霧降塵、泡沫降塵、注水除塵等，其中綜掘工作面長壓短抽控風(fēng)除塵是最有效的除塵措施，在除塵系統(tǒng)控除塵工藝參數(shù)(壓抽風(fēng)量比、控風(fēng)裝置徑軸向風(fēng)量比、控塵裝置出風(fēng)口與端頭的距離、吸風(fēng)口與端頭的距離等)匹配情況下的降塵效率能達到95%以上，其他措施只能達到80%左右[32-35]。但目前除塵系統(tǒng)控除塵工藝參數(shù)靠人工定時調(diào)節(jié),工藝參數(shù)在掘進過程中不斷變化，導(dǎo)致降塵效果極不穩(wěn)定，現(xiàn)場應(yīng)用時降塵效率在75%～95%變化，不能滿足持續(xù)高效治理煤礦綜掘工作面粉塵的需要。

為解決這一難題，“十三五”期間以綜掘工作面長壓短抽控風(fēng)除塵系統(tǒng)持續(xù)高效控除塵為目標，研究隨煤礦井下工藝參數(shù)變化自適應(yīng)調(diào)節(jié)的智能除塵技術(shù)及裝備，保障粉塵治理效率持續(xù)在95%以上，有效降低作業(yè)人員勞動強度。綜掘工作面長壓短抽自適應(yīng)控風(fēng)除塵技術(shù)總體方案如圖2所示。

圖2 綜掘工作面長壓短抽自適應(yīng)控風(fēng)除塵技術(shù)總體方案

綜掘工作面長壓短抽自適應(yīng)控風(fēng)除塵系統(tǒng)主要由控風(fēng)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、高效控除塵安全保障系統(tǒng)、基于最佳協(xié)調(diào)機制的智能控制系統(tǒng)等組成。控風(fēng)系統(tǒng)主要由徑軸向風(fēng)量可自動調(diào)節(jié)的控風(fēng)裝置、距離傳感器、距離自動調(diào)節(jié)裝置、供風(fēng)風(fēng)量監(jiān)測裝置、供風(fēng)風(fēng)筒儲存裝置、配套的單軌吊移動裝置等組成；除塵系統(tǒng)主要由吸塵罩、抽塵風(fēng)筒、除塵器、除塵器風(fēng)量監(jiān)測與自動調(diào)節(jié)裝置、配套移動裝置等組成；高效控除塵安全保障系統(tǒng)主要由除塵系統(tǒng)進出口粉塵濃度傳感器、抽塵管道內(nèi)瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、巷道?nèi)粉塵濃度傳感器、壓抽風(fēng)筒重疊段瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌^(qū)域控制器等組成；智能控制系統(tǒng)主要有各種傳感器監(jiān)測裝置組成的感知層、區(qū)域控制器和地面控制系統(tǒng)形成的決策層、各種自動調(diào)節(jié)裝置組成的執(zhí)行層等。

煤礦綜掘工作面智能化除塵系統(tǒng)可實現(xiàn)對各項技術(shù)參數(shù)、粉塵濃度、瓦斯?jié)舛鹊鹊膶崟r監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)變化、除塵效率變化、瓦斯?jié)舛瘸薜惹闆r時，區(qū)域控制器自主決策系統(tǒng)計算最佳控除塵工藝技術(shù)參數(shù)，通過對執(zhí)行層各種調(diào)節(jié)裝置的協(xié)同調(diào)控，保證系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，保證控除塵系統(tǒng)始終處于持續(xù)高效、安全控除塵狀態(tài)，滿足綜掘工作面粉塵防治智能化的需求。該系統(tǒng)與現(xiàn)有綜掘工作面控除塵系統(tǒng)的最大區(qū)別在于系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)由智能化調(diào)控取代人工定時調(diào)節(jié)。在神東寸草塔煤礦22120運輸巷道綜掘工作面應(yīng)用長壓短抽自適應(yīng)控風(fēng)除塵系統(tǒng)的粉塵降塵效率對比見表2。由表2可以看出，通過自適應(yīng)除塵系統(tǒng)不斷自動調(diào)節(jié)抽風(fēng)量，實現(xiàn)了粉塵除塵效率大于等于95%的目標。

表2 寸草塔煤礦22120運輸巷道綜掘工作面自適應(yīng)除塵效率對比

2 其他作業(yè)地點粉塵防治技術(shù)

2.1 錨噴作業(yè)粉塵防治技術(shù)

為解決支護噴漿過程中的粉塵污染問題，有關(guān)科技工作者開發(fā)了多種噴漿作業(yè)配套工藝及裝備[36-38]。針對潮式噴射工藝，先后研發(fā)了多種集裝料、攪拌、上料、錨噴和控除塵于一體的成套技術(shù)裝備，可大大降低噴漿作業(yè)人員處的粉塵質(zhì)量濃度。濕式噴漿工藝可從根本上大大消除噴漿過程中的粉塵產(chǎn)生，國內(nèi)已有研究者開發(fā)出了濕式噴漿機。另外，有些單位正在開展噴漿機械手和噴漿機器人研究，可實現(xiàn)噴漿作業(yè)自動化，進一步減少噴漿作業(yè)過程中的粉塵對人員的危害。

2.2 鉆孔作業(yè)粉塵防治技術(shù)

針對煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔施工時的粉塵污染問題，碎軟煤層定向鉆孔降塵裝置采用壓縮空氣環(huán)縫引射為動力，通過孔口壓氣控塵、環(huán)縫引射干式除塵的方式，能夠極大地降低鉆孔施工時周圍的粉塵濃度?，F(xiàn)場應(yīng)用效果表明，在碎軟煤層定向鉆孔施工過程中,作業(yè)場所周圍1 m內(nèi)的粉塵降塵效率達99.3%以上[39]。

2.3 運輸、轉(zhuǎn)載及巷道自動噴霧降塵技術(shù)

煤礦井下煤流運輸膠帶、轉(zhuǎn)載點及輔助運輸大巷等位置的粉塵防治主要是采取噴霧降塵的方式。目前，我國煤礦井下這些位置的噴霧降塵控制方式正在由手動控制向自動控制轉(zhuǎn)變。礦用自動噴霧降塵裝置可以根據(jù)需要實現(xiàn)各種形式的自動控制，主要有以下幾種模式：①超限模式，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置噴霧粉塵濃度，當(dāng)作業(yè)場所的粉塵濃度超過設(shè)定的噴霧濃度時，裝置自動開始噴霧,而當(dāng)粉塵濃度小于設(shè)定的噴霧濃度時，自動停止噴霧；②定時模式，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置多個噴霧時間段，裝置在選擇的時間段內(nèi)自動開啟噴霧,其他時間則自動停止噴霧；③觸控模式，當(dāng)轉(zhuǎn)載膠帶在運煤時，裝置自動開啟噴霧,而當(dāng)膠帶上沒有煤塊時，自動停止噴霧。

3 粉塵連續(xù)監(jiān)測與塵肺預(yù)警技術(shù)

3.1 呼吸性粉塵連續(xù)監(jiān)測技術(shù)

呼吸性粉塵是煤礦職業(yè)病高發(fā)的主要誘導(dǎo)因素。目前我國礦山防塵重點已逐步從總粉塵治理轉(zhuǎn)向呼吸性粉塵防治，但暫無礦山環(huán)境呼吸性粉塵連續(xù)監(jiān)測裝置。“十三五”期間，中煤科工集團重慶研究院有限公司針對礦山高濃度粉塵環(huán)境，以沖擊分離理論為基礎(chǔ)，提出了一種基于虛擬沖擊原理的可滿足BMR分離效能曲線的呼吸性粉塵連續(xù)分離方法。研制的虛擬沖擊分離器樣件如圖3所示。

圖3 虛擬沖擊分離器樣件

根據(jù)MT 394—1995《呼吸性粉塵測量儀采樣效能測定方法》，不同粒徑的測試平均值與BMRC曲線的對比測試結(jié)果如表3所示，可以看出，分離效能的最大偏差為4.24%，滿足標準要求的不超過±5%。在松藻煤礦、石壕煤礦連續(xù)開展了30 d的工業(yè)性試驗，裝置試驗效果良好。

表3 測試平均值與BMRC曲線的對比結(jié)果

基于虛擬沖擊分離器，利用激光散射法對低濃度粉塵檢測精度高，靜電感應(yīng)法對高濃度粉塵檢測精度高的特性，研發(fā)出融合2種檢測方法優(yōu)點的礦山呼吸性粉塵傳感器，其量程為0～500 mg/m3，誤差小于12%，靈敏度為0.01 mg/m3，實現(xiàn)了煤礦井下呼吸性粉塵寬量程、高精度、高靈敏度的連續(xù)監(jiān)測[40-42]。研制的呼吸性粉塵濃度傳感器的樣機如圖4所示。

圖4 呼吸性粉塵濃度傳感器樣機實物圖

3.2 個體呼吸性粉塵檢測儀

目前在礦山領(lǐng)域的呼吸性粉塵監(jiān)測主要為針對作業(yè)場所的區(qū)域性或點位監(jiān)測，不能反映出個體呼吸所吸入粉塵濃度情況。針對這一點，現(xiàn)國內(nèi)有煤礦采用個體呼吸性粉塵采樣器取樣后通過濾膜稱重的方法進行測量?！笆濉逼陂g，研發(fā)了基于光散射法粉塵個體監(jiān)測儀，能夠?qū)崿F(xiàn)對職工個體呼吸性粉塵質(zhì)量濃度的連續(xù)監(jiān)測，實時顯示測量值(測量范圍0～200 mg/m3)與采樣器采樣測量的相對誤差最大為1.59%[43]。研制的個體呼吸性粉塵檢測儀實物如圖5所示。

圖5 個體呼吸性粉塵檢測儀實物圖

3.3 塵肺預(yù)警技術(shù)

3.3.1 累積接塵量實時監(jiān)測技術(shù)

累積接塵量是引發(fā)塵肺病的重要因素，目前通用的監(jiān)測方法是工班采樣法。但是，工班采樣法會進一步增加作業(yè)人員的負重，也不能實時監(jiān)測作業(yè)人員的累積接塵量，對塵肺病預(yù)警的實時性較差?；诤粑苑蹓m濃度傳感器、呼吸性粉塵個體檢測儀等研究成果，提出一種累積接塵量實時監(jiān)測技術(shù)，通過連續(xù)監(jiān)測，實現(xiàn)對塵肺病的實時預(yù)警，該監(jiān)測技術(shù)在國內(nèi)外尚屬空白。

作業(yè)人員累積接塵量實時監(jiān)測的基本思路：將布置的有限呼吸性粉塵傳感器實測濃度數(shù)據(jù)融合到綜掘工作面呼吸性粉塵時空分布模型中，推演得到作業(yè)人員任意位置的呼吸性粉塵實時濃度，結(jié)合人員定位系統(tǒng)的監(jiān)測信息(作業(yè)位置、作業(yè)時間)，初步計算個體接塵量，再使用個體呼吸性粉塵監(jiān)測儀進行修正，實現(xiàn)作業(yè)人員呼吸性粉塵累積接塵量的實時監(jiān)測。該技術(shù)在神東寸草塔煤礦工業(yè)試驗的累積接塵量監(jiān)測誤差不超過±28.6%。

3.3.2 粉塵職業(yè)危害預(yù)警技術(shù)

考慮呼吸性粉塵累積接塵量、個體呼吸量、游離SiO2含量、工齡等因素，采用擬合COX回歸分析，建立塵肺病預(yù)警模型：

h(ct,x)=h(ct)eβ1x

(1)

式中:h(ct,x)為發(fā)病風(fēng)險；ct為累積暴露游離SiO2濃度；x為是否發(fā)?。籬(ct)為針對不同累積呼吸塵性粉塵暴露量的風(fēng)險系數(shù)；β1為回歸系數(shù)。

基于塵肺病預(yù)警模型，構(gòu)建了煤礦粉塵職業(yè)危害預(yù)警信息系統(tǒng)，可適用于煤礦企業(yè)、煤礦集團、各級政府進行分級監(jiān)督管理。預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成見圖6。

圖6 煤礦粉塵職業(yè)危害預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

4 存在的問題及發(fā)展方向展望

4.1 存在問題

隨著國家對煤礦粉塵災(zāi)害重視程度的不斷提高，以及粉塵防治技術(shù)及裝備研發(fā)投入力度的持續(xù)提升，煤礦粉塵職業(yè)危害防治技術(shù)及裝備水平也取得了長足的進步，具備了較高的水平。但由于我國煤礦數(shù)量眾多，各礦井的開采條件及生產(chǎn)裝備水平存在較大差距，現(xiàn)有防塵技術(shù)及裝備仍然不能完全滿足礦井粉塵災(zāi)害防治的需要。

1)連采機及掘錨機等快速掘進工作面粉塵高效防塵工藝裝備仍需改進。為了解決礦井采掘比例失衡的問題，加快巷道掘進速度，連續(xù)采煤機、掘錨一體機、智能型大斷面快速掘錨等先進設(shè)備已越來越多地在煤礦井下投入使用，但現(xiàn)有的除塵設(shè)備及配套工藝還不能很好地滿足高效降塵的需要，經(jīng)常存在控、除塵設(shè)備不易與掘進設(shè)備同步移動，最優(yōu)降塵工藝參數(shù)無法保證等問題。

2)瓦斯抽采與煤層注水協(xié)調(diào)問題仍未有效解決。瓦斯抽采使煤層大多數(shù)水分流失，極大地增大了產(chǎn)塵量；煤層注水可有效提高煤層水分含量，濕潤煤體，減少生產(chǎn)時的產(chǎn)塵量。在已進行瓦斯抽采的工作面，利用瓦斯抽采鉆孔實施煤層注水，將大大減少煤層注水鉆孔的施工量，提高注水效率。但是，目前煤層注水與瓦斯抽采鉆孔共用技術(shù)仍不成熟，經(jīng)常出現(xiàn)“跑水”“竄水”等現(xiàn)象，無法達到理想的注水減塵效果。

4.2 發(fā)展方向展望

隨著我國煤礦井下采掘裝備智能化水平的迅速提高，伴隨少人化、無人化開采技術(shù)的推廣，未來煤礦防塵的主攻方向是：①與職業(yè)危害智能化防控相關(guān)的基礎(chǔ)與理論研究；②與無人值守工作面配套的技術(shù)與裝備研究，如典型產(chǎn)塵點防塵機器人的研究，煤礦井下塵源分區(qū)智能化綜合防塵成套技術(shù)及裝備研究，采掘工作面呼吸性粉塵高效控制關(guān)鍵技術(shù)及裝備研究；③與職業(yè)健康相關(guān)的粉塵監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)研究，如煤礦井下空氣質(zhì)量網(wǎng)格化監(jiān)測技術(shù)及評價技術(shù)標準研究，粉塵危害預(yù)警技術(shù)及預(yù)警系統(tǒng)的完善提高研究，職業(yè)健康智能監(jiān)管技術(shù)及監(jiān)管體系研究；④與個體防護關(guān)聯(lián)的防塵智能穿戴用品研究。