煤矿综采工作面综合防尘新技术应用探析
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作者: 卢有成
摘要：综放工作面在放煤口和支架移动过程中都将产生大量的
粉尘，产尘地点分散，防尘难度大。随着煤矿机械化水平和生产强度的不断提高，粉尘的污染问题也日益突出，极大地威胁着矿工的人身健康及矿井的安全生产，粉尘危害也得到了越来越广泛的重视。在煤矿开采过程中，采煤工作面是矿井粉尘的主要来源，其产生的粉尘约占矿井全部粉尘量的60%。本文对综采工作面综合防尘新技术应用进行一个阐述。
关键词：煤矿 粉尘 污染 安全生产 防尘 新技术 应用
1 煤矿综合防尘管理工作现状
加大综合防尘管理，创建无尘化清洁型矿井是煤矿综合防尘管理的目标，粉尘是煤矿五大灾害之一，一方面，粉尘具有爆炸危险性，粉尘爆炸引起的损失不亚于瓦斯爆炸；另一方面，矿井中的呼吸性粉尘吸入肺部可能引起尘肺病，影响工人身体健康；再有大量的矿尘排入大气，也会严重的污染环境。随着煤矿采掘机械化程度的提高和生产强度的加大，矿尘的生成量也急剧上升，尤其是煤矿综采工作面，在割煤、移架的过程中，产尘的粉尘浓度比较高，不仅降低了工作场所的能见度，而且也影响安全生产。工作人员长期吸入矿尘之后，轻者会患有呼吸道炎症，重者会患有尘肺病，严重危害人们的身体健康。当煤尘浓度条件具备一定程度的情况下，就会引起燃烧或煤尘爆炸，酿成严重矿井灾害事故。在我们实际工作中采用了煤层注水、工作面系统安设喷雾系统等措施后，在综采工作面（以朔里矿N328综采工作面为例）产尘源煤机割煤、落煤点的全尘浓度345.8mg/m3，呼吸性全尘浓度111.9mg/m3；司机点全尘浓度320.5mg/m3，呼吸性粉尘浓度90.1mg/m3。工作面生产期间，风巷粉尘浓度达到180.8mg/m3。粉尘浓度较高，割煤机喷雾不能覆盖煤机割煤时产生的尘源，加上现有的综合防尘措施效果不好，导致粉尘浓度较高。
2 煤矿综采工作面粉尘防治技术设计
综采是煤矿综合机械化采煤的简称；一般指机械化率达到95%以上，综采工作面防尘越来越受到重视，煤矿粉尘是矿井五大灾害之一，随着综采工作面综合防尘要求和技术的大大提高，很多煤矿现在投入资金用于安装设备和防尘措施，重点完成一些优质采掘工作面、井底车场及变电所等，完成了监控系统升级改造；各采掘队组配齐了探放和排放水设备，实现了探掘分离；装备了斜井架空人车、蓄电池变频电机车、“虹膜”安全考勤装置，提高了矿井的安全系数；改造了406变电所环形供电设施；改造了通风系统，安装了防尘管路9500米，增设自动净化水幕12组；建立和完善了安全风险抵押机制等系列安全保障措施和制度；构建安全管理体系，推行了“金字塔”安全管理法、“手指口述法”“岗位描述法”。
另外，成功研制的煤层注水配套设备专门治理粉尘取得非常好的效果。研究切实可行的煤层注水湿式钻孔作业中水对环境污染的问题防治技术，将有助于进一步有效地降低以往煤层注水封孔过程中存在的问题，粉尘浓度、改善作业环境的劳动卫生条件。而且把煤层注水封孔技术和钻孔作业时防尘措施结合起来，效果就非常明显。
3 煤矿综合防尘技术应用措施
煤尘的产生主要有采煤工作面的产尘、掘迸工作面的产尘、其他地点的产尘。防尘设施的设置非常重要，主要有以下几点：①要求掘进机内外喷雾完好，且掘进时喷雾常开，能保证正常使用。②在转载机尾以外5m设置一道移动式净化水幕，外距此道净化水幕20-30m处再设置一道净化水幕。掘进时随工作面推移而净化水幕向工作面移动且保持正常使用。③综掘面距掘面正头50-100m范围内由施工连队负责设置两道全断面牢固可靠的捕尘网，随工作面推进而推移。④施工连队每班对掘进工作面50m内的巷道每班次实施冲洗巷道，无积尘现象。⑤锚喷支护作业，必须采用湿式钻孔。喷浆回风流侧20-30m范围内必须至少设置一道净化水幕。⑥工作面掘进、实施防突预测，效检时保证工作面20m范围内喷雾打开一道正常使用。⑦皮带机头、刮板机转载点处必须按标准设置喷雾。⑧皮带机头、刮板机转载点处20m范围内巷道每班次实施冲洗巷道，确保无积尘。
4 矿用泡沫抑尘技术
该技术与其它湿式抑尘相比，用水量可减少30～80%，抑尘效率比喷雾洒水高3～5倍。本技术主要包含矿用泡沫抑尘设备和矿用泡沫抑尘专用液两种产品，二者配合使用。
抑尘设备。该产品主要由箱体及泡沫产生设备、泡沫分配器、泡沫喷头及支架三部件组成。抑尘专用液，该产品是为泡沫抑尘技术专门研发的添加剂，具有发泡能力强，迅速改变粉尘的湿润性两个方面的功能。专用液有两个方面的作用：产生高倍数泡沫覆盖产尘点，从根本上阻止粉尘的扩散；即使有粉尘扩散至空气中，泡沫中所含的泡沫液能够迅速改变粉尘的表面结构，把粉尘由疏水性变为亲水性，使粉尘快速湿润而被捕获，增加降尘效率。其技术特点如下：①泡沫能够无空隙的覆盖综掘机切割滚筒，使切割在泡沫体内完成，从根本上阻止粉尘向外扩散。②液体形成泡沫后，总体积和总表面积大幅度增大，增加了与粉尘的碰撞机率，增大了降尘效率。③泡沫的液膜中含有特制的添加剂，能大幅度降低水的表面张力，迅速增加粉尘被湿润的速度。④泡沫具有很好的粘性，粉尘和泡沫接触后会迅速被泡沫黏附。⑤对于高瓦斯矿井，泡沫覆盖切割滚筒能有效抑制由于切割产生的火花，防止瓦斯和煤尘爆炸。⑥耗水量小，避免了水雾除尘耗水量大而引起的综掘机沉陷，提高了工作效率。⑦主要设备采用强力磁铁固定，安装、拆卸、维护方便。
5 工作面回风流安设捕尘装置
工作面回风流安设移动式捕尘纱门，净化工作面回风系统的空气质量。通过改变工作面浅孔动压注水参数、工作面运输巷、风巷双向深孔注水、供水管路安设过滤装置、外喷雾采用风水喷雾器、转载点安设自动喷雾装置、增设工作面系统净化喷雾、工作面风巷装置捕尘纱门等综合防尘措施，再对工作面在采取综合措施前、后正常生产的情况下的粉尘浓度进行了测定。测定工序为煤机落煤、司机点、移架、运输，针对各工序，重点对煤机落煤、司机点进行测定，根据测定结果分析，综采工作面割煤产生的粉尘大幅降低，平均降尘率为49.7%-72.4%，收到效果良好。
6 结束语
煤矿综采工作面防尘技术，越来越受到重视，改善作业环境，保障工人的身体健康，促进矿井安全生产，成为一个科学研究重点。通过实践我们知道，科学合理改善采掘工艺流程、通风方式，使煤尘产生量最小，同时采取有效的降尘和防尘技术措施，抑制和消除已产生和悬浮于空气中的煤尘，是防治煤尘危害的根本方法。
参考文献：
[1]王鹏飞，冯涛，刘荣华.综采工作面空气幕隔尘理论研究[J].安全与环境学报，2010（05）.
[2]施春红，欧盛南，金龙哲.矿井粉尘运移规律性的试验研究[J].北京科技大学学报，2007（S2）.
[3]赵振保，翟慧兵，王凤.综放工作面粉尘运动的数值模拟及试验研究[J].北京理工大学学报，2008（12）.
[4]孙艳玲，刘烟台，王德江.煤矿采掘引起粉尘污染与防治[J].辽宁工程技术大学学报，2002（04）.
[5]时训先，蒋仲安，褚燕燕.煤矿综采工作面防尘技术研究现状及趋势[J].中国安全生产科学技术，2005（01）.
[6]G.H.马尔勒，刘志远.西德煤矿矿井延深安全问题及采取的措施[J].煤炭技术，1982（05）.
[7]刘化力，贾坡，吴宗清，彭学东.深部硬岩软煤条件下综放工作面顶煤控制技术[A].2003年度优秀学术论文集――煤矿先进生产技术交流会论文集[C].2003.
[8]黄治江，张立启.构造复杂中厚煤层一次采全高工艺[A].2003年度优秀学术论文集――煤矿先进生产技术交流会论文集[C].2003.
[9]王金林，李弥皓.彩屯煤矿煤壁深孔注水防尘效果分析[J].矿业安全与环保，1983（02）.
[10]郑晓民，赖亚磊.综采工作面粉尘控制技术的研究与应用[A].开滦矿区采矿技术与实践文集[C].2009.
[11]李德文，郭胜均.中国煤矿粉尘防治的现状及发展方向[A].第八届全国采矿学术会议论文集[C].2009.
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