关于普掘作业综合防尘措施的探讨

巩光峰

(兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿,山东济宁 272100)

关于普掘作业综合防尘措施的探讨

巩光峰

(兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿,山东济宁 272100)

在所有煤矿产业中,粉尘的防护是其工作中较为重要的问题。其不仅关系着作业人员的健康,还可能引起相关疾病,例如“尘肺”等疾病,而且还关系着矿井的生产效率问题。由于大量的粉尘会造成爆炸等危险事故,所以如何有效地开展除尘工作是很有必要的。

粉尘 矿井 全自动化

1 引言

巷道是粉尘污染最为严重的场所之一，在巷道作业中，粉尘是较为常见的灾害。这是由于在掘进机掘进时，巷道的顶端是封闭的盲道，不能在内部形成循环风，粉尘在短时间内不会扩散出去。掘进机在纵向掘进过程中，产尘点是不断变化的，在掘进巷道中降尘、防尘措施一般是需要固定位置的，并不能随着掘进机的作业情况而进行实时有效的防尘。为了避免粉尘危害带来的人身安全以及财产损失，防尘全自动化技术越来越得到广泛的应用，为了改善掘进作业环境，保护煤矿工人的人身安全，探讨有效的降尘、防尘措施，已成为煤矿业亟待解决的问题。

2 粉尘的分类

2.1 根据粉尘状态的不同分类

在所有的矿井中，粉尘主要以浮游与沉积两种状态存在。若可以在空气中长时间呈漂浮状，则该粉尘属于浮游粉尘；若由于重力作用粉尘会落在巷道壁或是设备仪器等地，则该类粉尘属于沉积粉尘。大量粉尘的浮游与沉积不但会严重影响作业人员的身体健康，还会降低其工作效率。

2.2 根据粉尘的爆炸性分类

根据粉尘的有无爆炸性可以将粉尘分为有爆炸性粉尘、无爆炸性粉尘、惰性粉尘。其中有爆炸性粉尘指的是当达到一定浓度时在有热源的前提下，可以达到自身引爆或者是可以传播爆炸的粉尘；无爆炸性粉尘则与有爆炸性粉尘相反，在具有任何引发爆炸的条件下，依旧不会引起爆炸的粉尘属于无爆炸性粉尘；而惰性粉尘则非但不会引起爆炸，而且会在一定程度上阻止爆炸的发生。

2.3 根据粉尘的粒径分类

根据粉尘粒径的不同，可以将粉尘分为粗尘、细尘、微尘、超微尘四种。其中粗尘的直径大于40μm；细尘的直径介于10μm～40μm之间，是在有光线的前提下可以看到，当气流静止时可以迅速沉降；微尘的直径介于0.25μm～10μm，在光学显微镜下可以观察的到，在静止气流中可以以中等速度沉降下来；而超微尘的直径小于0.25μm，光学显微镜无法观测到超微尘，只有通过电子显微镜才能观察到。其在空气中很难沉降，而是会做布朗运动。

2.4 根据学科种类分类

矿井中的粉尘分为煤尘和岩尘，岩尘的直径介于10μm～45μm之间，或是小于10μm，主要是从环境角度来命名的；而煤尘的直径介于0.75mm～1mm之间，或是小于0.75mm的粉尘颗粒，其主要的依据采矿学的角度来命名的。

2.5 根据粉尘中SiO2的含量分类

根据SiO2在粉尘中的含量可以将粉尘分为硅尘与非硅尘。若粉尘中SiO2的含量大于10%，则属于硅尘；若粉尘中SiO2的含量小于10%，则属于非硅尘。而SiO2的具体含量一般与煤矿中煤炭的种类有关，若煤炭中SiO2的含量较多的话，粉尘中SiO2的含量就一般较高，若煤炭中SiO2的含量较少，那么粉尘中SiO2的含量一般小于10%。

3 粉尘产生的危害

粉尘是掘进工作中不可避免的。随着科学的高速发展，掘进设备的机械化、自动化的水平得以逐渐提高，在增加经济效益的同时也带了严重的粉尘危害问题。

3.1 危害职工身体安全

矿工有一种常见的职业病叫尘肺病，这是因其长期吸入漂浮粉尘导致的肺部组织发生了纤维化的病变。相关数据表明，在掘进工作面工作的尘肺病患者占全部工序的尘肺病患者的85%以上。尘肺病不仅仅给职工的人身安全与国家带来了巨大的经济损失，而且还不利于社会稳定。

3.2 导致燃烧与爆炸

首先我们介绍下自燃的机理:自燃是由于尘粒的体积过小，使得其表面自由能大幅度增加，其化学活性以及氧化产热能力都相应提高了，所以当其被氧化时，其热量若不能及时扩散出去，就会加速氧化反应速度，很有可能发生自燃。大部分粉尘的自燃温度是相对较高的，但是有一部分粉尘的自燃温度低于环境温度，是非常容易形成火灾的。

3.3 损坏设备或破坏环境

在巷道或者井下工作场所中粉尘的沉积会使生产环境恶化，并且不利于生产管理。机器设备上粉尘的沉积会加速机器的磨损与折旧，使得其使用寿命大大减小。设备的损坏就会严重地影响到矿井的生产效率，且会影响到工作人员的工作效果，从而会降低矿井的煤炭产率。

4 普掘的降尘与防尘

基于以上提到的粉尘的危害，使我们认识到解决粉尘问题是保证煤矿安全作业的重要工作。因此，在普掘机作业时，必须做好降尘与防尘工作。根据以上对矿井中粉尘的危害分析，我们要根据矿井粉尘的具体情况对其采取有针对性的解决措施，可以利用物理、化学、机器等方法进行粉尘防治。

4.1 采煤工作面的防尘技术

在采煤工作面，主要可以通过煤层注水、放煤口喷雾降尘、架间喷雾降尘、除尘器喷雾降尘的方法。每一种的降尘方法在不同的防治方面有不同的优点。

4.1.1 煤层注水

煤层注水是所有防治措施中较为有效的预防性措施。其主要的防治机理是通过水压将水溶液注入煤体中，从而增加煤体水分含量，使得煤体可以预先得到湿润，在挖掘过程中尽可能的降低了浮沉量。但有些煤质属于不易被湿润的类型，所以如何对此类煤质实施煤层注水的方法是十分重要的。一些技术人员对此采取了相应的对策，采用了工作面超前动压区长钻孔双巷静压注水技术，其可以克服煤层孔隙率低、吸水性差的缺点，达到防尘的目的。

4.1.2 放煤口喷雾降尘

除了工作面上的粉尘数量较多之外，在放煤口处进行防尘也同样是很有必要的。放煤口处的防尘主要是通过在每一个支架放煤口处安装一组喷雾装置，喷雾装置上的喷嘴数目可以根据具体粉尘的数目来定，一般为三个就可以达到理想除尘效果。在进行放煤操作时，打开喷雾装置，将水以雾状进行喷出，水珠将会被粉尘颗粒捕获下沉，与此同时，利用水流喷洒煤堆和岩堆，使得表面粉尘不易飞扬。喷雾降尘技术现在在我国发展的比较成熟，其耗水量下且除尘效率比较高，最高可达75%左右，机械操作和维护都比较方便。

4.1.3 架间喷雾降尘

在工作面上进行挖掘操作时，挖掘机等机器的操作处就会形成大量的粉尘，其可以通过风流等外力作用下漂浮到其他地方，为除尘带来一定的困难，所以要在机器的工作处就进行除尘处理。我们可以在支架掩护梁下面安装喷雾措施，在割煤开始时就可以开启喷雾装置，这时就会在割煤机上部出现水幕，以此来降低在割煤过程中粉尘的大量漂浮，已达到有效降尘的目的。

4.1.4 除尘器降尘法

除了以上的除尘方法之外，还可以直接使用除尘器来进行除尘。除尘器与其他方法相比较，其降尘效果更为明显，且其操作简便，利于工作人员的操作，在降尘的同时，还可以在更短的时间内完成工作任务，增大生产效率。

4.2 普掘机掘进的综合防尘

这里所说的综合防尘技术主要包括以下几个方面:液压除尘风机、通风除尘、个体的自我防护等措施。

4.2.1 液压除尘风机

可以通过在综掘机上安装液压除尘风机来达到降尘的目的。液压除尘风机主要是由进风集流器、喷雾器、液压驱动风机、旋风导流体以及脱水装置组成。其主要的工作机理是通过电力的支持，使风机开始高速的旋转，由于产生的压强差，可以将粉尘卷入进风集流器中，在强大的离心作用下，与水雾结合的粉尘从而进入净化器中，并进入脱水装置，经脱水装置处理的混合物由排污管排除，而经净化器处理的混合物从风口排除，已达到净化的效果。

4.2.2 通风除尘

普通的通风除尘不能达到较为彻底的除尘效果，我们这里使用的是常压短抽通风的方式进行除尘。除尘风机可以选用ZZJC-Ⅱ湿式振弦除尘风机，其功率为11kw，在使用其进行除尘操作时，最好结合除尘风机，对部分漂浮出来的粉尘进行有效地沉降。普通的通风除尘方法使用起来较为局限，若没有较快的风流，也不能达到较好的除尘效果。而常压短抽通风的方式利用相关机器可以在电力的帮助下，在较为限制的条件下，仍旧可以有效地除尘。

4.2.3 个体的自我防护

除了以上的防护措施之外，个体的自我防护措施也很重要。个体防护措施主要包括工作人员在进入工作平面之前要佩戴各种防护面具，具体的防护面具包括防尘面罩、防尘帽、防尘呼吸器等，这些设备要保证作业人员可以呼吸到纯净的空气，以免影响操作者的身体与工作。

5 其他防尘技术与危险防范

5.1 粉尘的监测技术

为了更有效的达到除尘的效果，在除尘操作之前建立粉尘的监测机构是十分必要的。这就需要各个矿井在工作平面上建立粉尘的监测系统，定期对矿井内部粉尘的含量、类别、分散度等指标进行检测，这样的监测有利于粉尘防治工作的展开，为有效的治理工作提供相关实用性的信息。

5.2 安全防爆

在矿井中，过多的粉尘是十分危险的，有时甚至会引起爆炸，威胁到工作者的生命安全，所以在研究如何除尘的同时，如何进行安全防暴工作也是很重要的。例如，要彻底消除矿井下的高温火源，有时温度过高的机器也会造成自燃，甚至爆炸；完善井下的防暴设施，例如水槽等，在设施损坏时，要进行及时的更换，并进行定期的检查；然后就是要加大除尘力度，减少危险的发生。

5.3 卸载点等处的除尘设置

除了各个工作面要实行各种除尘措施，在工作面之外由于也会有大量的粉尘出现，也应该采取相应的除尘措施。例如在煤炭的转载点等处，应设置喷雾降尘装置，在周边环境中增加绿色植物的种植，利于吸附有害气体与粉尘，净化周边空气，减少在煤运过程中粉尘的漂浮，这对于环境保护也是有很大的意义。

6 防尘技术存在的问题以及今后的发展方向

综观当代的各大矿井的防尘技术，很多煤矿仍旧以传统的、较为落后的除尘方法进行除尘，各种安全防范工作做得也不到位，这就使得煤矿工作的危险系数又增加了许多。虽然降尘、除尘工作已被许多煤矿纳入了议事日程，但也很难在短时间内提升除尘的技术水准、对陈旧的机器做到彻底的更换，还有一些煤炭单位没有积极落实除尘工作，使得除尘工作遇到了瓶颈。所以当前如何提升我国煤矿除尘技术水平是当前煤矿工作中最为重要的工作内容之一。在今后的工作中，可以从以下几个方面进行。

6.1 合理布局,综合防治

对于仍在计划中、即将开始建设工作的矿井来说，要想在今后的生产过程中保证较低的粉尘含量，就需要在工程设计中做好对粉尘处理的设计，优选有效的除尘设备与技术，对粉尘的处理有较早的安排，这样更有利于今后防尘工作的开展。

6.2 结合实际,改进除尘技术

对于当前我国大部分松软、地应力大、瓦斯含量高的煤质来讲，传统的注水方式已经无法满足这样的突出煤层了。所以煤矿单位要根据矿井煤质的不同，有针对性的选择注水工艺，以此来达到最好的除尘效果。除此之外，还要寻找更加先进的除尘设备与技术，这样不但可以达到最好的除尘效果，还可以在很大程度上减少能耗，减少生产成本。

6.3 加快矿尘监测监控系统的建设

现在大部分的矿井还没有实施矿尘监测系统，其可以对矿井内部的粉尘密度等性质进行测量，工作人员可以通过这些测量数据，而有针对性的采取防尘措施，以此加快防尘速度与质量，提高操作者的工作效率。

综上所述，粉尘污染的治理对职工们的身体健康与矿井的安全生产至关重要。本文通过对煤矿中粉尘的特性以及产生的危害分析，对如何降尘、防尘措施进行了研究，希望尽快找到合适且有效的防治方法，改进、优化井下各采掘面工作面的环境，减少采掘过程中的粉尘产生，降低工作面粉尘浓度，杜绝因粉尘引发的事故发生。通过完善矿井综合防尘系统，规范粉尘治理的各项制度标准，提高综合防尘效果，使煤矿职工的工作环境得到很好的改善。

[1]张健,软件开发课程教学做一体化教学的探索与实践[J].电脑知识与技术,2011-06-07.

[2]王彬,刘心,马兴成.Oracal 10g入门与提高[M].清华大学出版社,2010-10-21.

[3]张海藩.软件工程导论(第5版)[M].清华大学出版社,2008-12-05.

[4]李刚.轻量级Java-EE企业应用实战(第三版)[M].电子工业出版社,2011-09-15.