煤矿综掘工作面粉尘综合治理的探讨

孟崇喜

（贵州天宝矿产资源咨询服务有限公司，四川 成都 610000）

【摘　要】随着科技的发展，煤矿机械化程度大大提升，巷道综合机械化掘进技术得以大幅度利用,随之而来的高浓度粉尘与煤尘对掘进工作面作业人员的身体健康和煤矿安全生产造成严重的威胁。为此，对当前工作中所见到的综合防尘措施外，提出了一些关于综合的防尘措施的看法。

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关键词 综掘；粉尘；煤尘；防尘

0　引言

巷道综合机械化掘进技术具有进度快、效率高、劳动强度低和经济效益好等优点。但是，随之而来的安全问题也十分突出，特别是综掘机掘进过程中产生的高浓度粉尘对作业人员的身体健康和煤矿安全生产造成了严重的威胁。目前，随着采煤工作面推进速度的提升，大多数煤矿巷道掘进均采用综合机械化掘进法，采取普通综合防尘措施，即在综掘机掘进头上安设水喷头在掘进过程中往煤层（岩层）洒水喷雾，在回风巷安装防尘喷雾装置。因此工作面的粉尘污染比较为严重。综掘机工作时，掘进工作面及机尾后面回风巷道内粉尘浓度高达25～35g/m3，对工作环境造成严重污染，本人走访多家矿山，收集相关资料后推荐以下几种高效的综合防尘措施，以供参考。

1　防尘措施

1.1　迎头负压空气幕除尘技术

迎头负压空气幕除尘技术具体的做法是：采用大功率除尘器（吸风量大于局部共风机供风量），除尘风机风筒出口比柔性风筒出口距迎头进；在风筒出口安设袋式网状柔性风筒，此风筒由细钢丝网组成，出口留一直径为0.15mm的孔向迎头送风，大部分风流通过四周的钢丝网排出，形成一个封闭迎头的全断面风幕，掘进生产期间，局部通风机通过柔性风筒向四周送风，在除尘风机吸风作用下，掘进机司机前方形成一个像迎头移动的全断面负压风空气屏幕，将掘进期间生产的粉尘封闭在切割区域，并不断第被吸入除尘器的负压风筒，进入除尘风机内部进行除尘，从而保证迎头含尘空气不会像巷道内扩散，保障了综掘机司机及回风巷道内的工作人员的身体健康。

1.2　矿用泡沫抑尘技术

矿用泡沫抑尘技术是在掘进机掘进时通过添加对人体没有任何危害的抑尘剂，接通高压风管产生大量抑尘泡沫，降尘泡沫将综掘机炮头全部覆盖，降尘后的泡沫会再巷道底部表面堆积，覆盖整个巷道底板，有效的避免二次扬尘，大量泡沫覆盖尘源，阻止粉尘的逸散，有效的降低掘进工作面的粉尘浓度，从根本上解决降尘率底的难题。

矿用泡沫抑尘技术主要是将压风、水与抑尘剂经过矿用泡沫抑尘装置内混合发泡器的造泡作用产生的大量泡沫覆盖尘源来达到高效降尘的目的。

1.3　煤层预注水除尘

煤层预注水除尘是一种预防性减尘措施，是目前降低粉尘产生量的一个重要方法。煤的产尘能力与煤本身的性质有关，也与煤的水分含量及赋存条件等因素有关。对于变质程度和赋存条件一定的煤层，煤的产尘能力主要取决于煤的水分含量。煤层注水防尘通过提高煤的水分含量，降低煤的产尘能力。

煤层预注水除尘是利用水的压力，通过钻孔把水注入到即将掘进的煤层中，增加煤层水分含量，以减少综掘机掘进时的煤尘产生量。但是煤层的注水效果与煤层的地质条件关系很大，本方法仅适用于孔隙率为5%～14%的煤层，由于掘进速度矿，煤层注水时间也受到很大的限制。

1.4　其它常用防尘措施

（１）掘进巷道内各个输送机转载点安装喷雾降尘：在巷道掘进期间，在巷道内各个输送机转载点安装水喷雾，保证在输送机运转期间，输送机转载点的二次扬尘可以被喷雾产生的水幕净化，有效的降低巷道内的粉尘。

（2）通风除尘：利用局部通风机通风除尘是最常用的除尘方式：①压入式通风是把掘进通风机安装在距掘进巷道口10m以外的进风侧；②抽出式通风是把掘进通风机安装在距掘进巷道口10m以外的回风侧；③长压短抽式通风是新风经过压入式长风筒送入工作面，工作面污风经抽出式通风除尘系统净化，净化后的风流沿巷道排出；④长抽短压式通风是以抽出式通风为主，抽风机置于巷道口10m以外的回风侧，靠近工作面一段采用辅助压入式通风。

（3）除尘器除尘：是利用除尘器运行中产生的负压，通过吸尘风筒与靠近尘源的吸尘罩，在尘源处形成一个负压区域，使含尘空气由吸尘罩经吸尘风筒进入除尘器净化处理。

（4）喷雾除尘：综掘机的喷雾除尘装置分为内喷雾和外喷雾，内喷雾是通过综掘机截割机构上的喷嘴向割落的煤岩处直接喷雾，外喷雾用于捕集空气中的粉尘，常采用高压喷雾。

（5）定期对进风巷道和回风巷道进行人工喷雾洒水,降低巷道壁的集尘。

2　综掘工作面防尘技术的发展

2.1　煤层预注水的研究和发展

我国经过30多年对煤体注水的研究和发展，已取得了不少的成果和经验。根据综掘工作面的具体特点和开采煤层的特征试验研究或制订适合于开采煤层的注水方式和参数，使注水能真正起到充分湿润煤体的作用，从而降低割煤、运煤时的粉尘产生量。对于某一特定开采煤层，其水分含量与产尘能力之间呈线性负相关关系。当煤的水分含量达到饱和含水率时，产尘能力最低。所以要针对开采煤层特征和掘进工艺的特殊性采取相应的注水方式和参数(包括选用适宜的湿润剂)，使煤层预先注水真正收到较好的防尘效果。同时，对于中厚煤层，应进一步研究能适应打长钻孔的钻机和钻具，研究注水钻孔的合理布置方式，以便在煤层的厚度方向打双排钻孔或上下交错的钻孔，实现湿润全工作面的煤体,提高注水降尘的效果。

2.2　综掘机的内外喷雾系统

完善和改进综掘机的内外喷雾系统，使其充分地发挥作用，是提高喷雾降尘效果的重要方面。综掘机结构设计不同也直接影响割煤时的粉尘发生量。研究表明，采用深截齿掘进机比采用浅截齿掘进机所产生的呼吸性粉尘较少；截齿的数量、截齿的形状和截齿截入煤壁的方式也是影响粉尘产生的因素。根据掘进岩层（煤层）选择恰当的掘进机械可减少细微粉尘的产生。

目前，我国多数矿井降尘用的供水压力较低，因此，研制机载式体积小的增压泵，提高喷雾压力；研究采煤机外喷嘴合理布置方式，使其形成水喷雾封闭罩，阻止煤尘向外飞扬。

2.3　开发新型粉尘检测技术及仪表

粉尘检测是粉尘灾害治理极为重要的组成部分，。通过准确检测作业场所的粉尘状况，指导工作面掘进时选用合理的降尘措施，准确检测各种防尘措施的运行状况和评价防尘措施的防尘效果。为了实现目的，改进我国煤矿现行的测尘方法和检测仪表，特别是加快研制具有先进水平的呼吸性粉尘测定仪。同时，研制煤矿粉尘浓度连续监测装备与环境监测系统配套，使之用于粉尘管理、综合防治及防尘装备运行状况的连续监测。

2.4　加强防尘工作的科学管理和立法

资料表明，我国国有重点煤矿中86%有煤尘爆炸危险性，地方国有煤矿中42%有煤尘爆炸危险性。一旦发生煤尘爆炸，会产生巨大的破坏，造成不必要的人员伤亡时财产损失。目前我国煤矿矽肺病人数已达50万，并且仍以每年8000人的速度增长。大量的矿井粉尘排入地面造成污染大气。所以，在提高防降尘技术上应加大防尘资金和技术的投入，采用先进装备和防降尘措施，加强技术培训工作，提高井下作业人员的素质，提高广大员工对粉尘危害性的认识，掌握防尘知识和技术措施，增强对防尘工作的自觉性；此外，强化粉尘防治的立法和管理工作，严格管理制度，使煤矿各生产场所粉尘浓度达到或接近工业卫生标准。

目前，综掘工作面的防尘研究还是不够。传统的煤层预注水方法和工作洒水喷雾降尘的方法还需进一步研究，以提高降尘的效果。同时还要加强对工作面捕尘、降尘和导尘的研究，以保证工人工作空间的煤尘含量达到国家标准，保证井下作业人员的身体健康和生命安全。

2.5　加强管理

在防尘设施齐全的情况下,如果使用不当，会造成防尘措施无法发挥作用的局面。因此加强管理因素显得尤其重要。

（１）向职工进行防尘业务教育,使职工懂得粉尘的危害性,明确防尘的重要性,自觉使用和管理好身边的防尘设施。

（2）成立防尘专管组,矿上由矿领导分管防尘,安全副总直接抓防尘,；通风部有专门的防尘技术人员，设置专业防尘班组；生产部配有专职防尘员,使防尘工作与安全工作齐抓共管，时时见成效,一天24小时不间断管理。

（3）通风部与调度值班员负责井下各地点防尘调度汇报,掌握当天防尘情况；加强现场监督检查。建立防尘台帐,绘制防尘系统图,建立严格的奖惩制度。

（4）设施安装严格按质量标准化执行,经常检查设施使用情况,及时调整使用最佳位置,对损坏的设施及时进行修复。

（５）完善技术管理,做好个体防，戴好防尘口罩。

3　高新技术防尘趋势

3.1　超声波除尘

矿井中悬浮的煤尘在超声波的作用下，增加碰撞次数，从而使煤尘迅速凝聚，增大降尘速度。目前这种方法正在试验阶段。

3.2　生物试剂除尘

通过钻孔向煤体内注入生物试剂，与煤发生一系列反应，改变煤的某些结构和性质，从而大大减少在开采时煤尘的产生。生物试剂国内外正在研制之中。

3.3　尘源监测监控

在井下重点产尘的地方安设测尘探头，通过电信号传向主体，再经微机对各种数据进行分析处理，掌握产尘规律。这样可对煤尘进行连续监测监控，从根本上杜绝煤尘事故的发生。

4　结论

掘进工作面粉尘来源广，治理技术条件差。针对综合机械化掘进工作面产尘的具体原因提出一些见解，来有效地控制煤矿生产中的粉尘，特别是呼吸性粉尘，进一步提高工作面的环境质量。

防尘工作任重道远，希望在煤矿井下的防尘工作在全矿的努力下，能取得显著地效果。

［责任编辑：汤静］