现代化矿井采掘防尘技术的研究与应用

惠双琳

（陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司，陕西榆林 719300）

现代化矿井采掘防尘技术的研究与应用

惠双琳

（陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司，陕西榆林 719300）

矿井采掘现场是矿尘的主要源头，也是治理矿尘的主要环节。因此，煤矿要根据自身实际情况，选择合适的处理措施，继而使煤矿企业能够实现长远发展，并确保员工的身体健康。本文分析了矿井采掘面的防尘技术，并分析其在实际应用中的效果。

现代化矿井 采掘防尘技术 应用

矿井生产中，采、掘、运等多个工序都会产生大量粉尘，从而对矿井正常生产带来较大影响。采掘工作中产生的粉尘是矿井粉尘的主要来源，随着采掘机械的不断发展，进一步增强了煤炭化的机械程度，也在很大程度上增加了粉尘的产生量，对煤矿生产区域人员的身心健康带来重要影响。

1 粉尘的产生及危害

煤矿生产中，多个操作工序都会产生大量粉尘，比如采、掘、运。粉尘对人的危害主要包括两个方面：（1）对人体的危害。长期情况下，若矿尘通过人体呼吸道进入肺部，便会引起尘肺病，此疾病是目前为止，对矿工身体危害最为严重的职业病。（2）煤尘爆炸危害。煤尘爆炸作为煤矿重要事故灾害之一，对矿工及矿井安全生产带来严重威胁。近年来，瓦斯煤尘爆炸事故多次发生，带来了难以估量的损失，说明对矿井粉尘进行综合治理是迫在眉睫的事情。通常，煤矿生产中的粉尘主要来自采掘工作面，随着采掘机械的不断进步和发展，煤矿机械化程度有了显著的提高，采掘力度的进一步加大，使粉尘产生速度和数量也有所增加，对矿工生命安全带来了更大的威胁，也为矿井的安全生产带来了更大的挑战。有关统计表明，当地质条件、通风条件基本一致时，不同煤矿采用不同的采掘方法，其粉尘浓度也有很大差异。比如，在缺乏防尘措施的条件下，机采粉尘浓度大约在1500～2800mg/m3，炮采粉尘浓度在200～400mg/m3，综采粉尘浓度则高达5000～7000mg/m3，由此可以说明，煤矿选择合适的采掘防尘技术，对于矿井安全生产和矿工身心安全具有重要意义。

2 采煤工作面的防尘技术

某煤矿作为1999年投入使用的现代化矿井，设计生产能力已经达到140万t/a，2011年的实际生产量已经达到280万t。此煤矿的主要特点是机械化程度高，工作人员在900人左右。工作面的主要防尘措施包括采煤机内外喷雾、各转载点转载喷雾及架间喷雾等。经现场检测，此煤矿虽然采取了相关的防尘措施，但粉尘浓度依然高达120～350mg/m3，超过国家卫生规定的相关标准。此外，此煤矿现有综掘机4台，产尘量很大，因此进行机掘防尘是矿井进行综合防尘不可或缺的一个环节。因此，我们研究采用了以下防尘技术：

2.1 综采工作面采用以下技术

（1）采煤工作面机组行走自动光控喷雾装置；此自动光控喷雾装置主要由主机、电磁阀、红外线传感器、电缆及喷头组成。喷头由电磁阀控制，而电磁阀则由主机控制，每组喷雾的主机采用电缆连接，从而实现喷雾连锁。在工作面进风口处安设此喷雾装置，当采煤机经过此装置所在位置时，采煤机上的光信号可以被传感器接受，之后所有喷雾会自动打开并执行自动喷雾操作，喷雾具体时间可根据机组的运行速度自行调整，此喷雾装置的优势在于减少了人工开启单向阀实现架间喷雾除尘的麻烦，提高了防尘效果。

（2）采煤机负压二次防尘装置；此技术利用喷吸装置，可以向尘源区域喷射雾流，从而达到降尘的效果，同时，喷吸装置内部射流后方会形成负压区，可吸入降压场区域的粉尘空气，并通过喷吸装置喷吸出去，将煤尘过滤下来。此降尘方法是否能达到预想效果，和负压强度、雾流参数及吸入空气含量点等多种因素有关，还和喷吸装置的安装位置、喷嘴形式及喷雾压力等因素有关。结合煤矿现场的具体条件，设计负压二次降尘技术，可获得较好的防尘效果。

（3）转载机同步自动喷雾；原采煤工作面回风道在转载机8m处安装了回风流净化水幕，采用阀门人工手动控制，由于人为因素影响很大，继而导致此水幕常常没有按时启动，粉尘得不到有效控制；此外，有时候装载机停止运行，而水幕还继续喷雾，不仅没有防尘效果，还浪费了水资源，对煤质产生影响。

对于上述问题，我们通过多次研究，尝试运用设备开停传感器卡在转载机供电电缆上，当转载机运行时，开停传感器便会输出信号，并利用光控自动喷雾主机控制电磁阀，继而实现水幕的自动开停。若装载机运行产生粉尘时，水幕会自动开启喷雾，起到降尘效果；若装载机停止运行，无粉尘产生，水幕则会自动关闭。此项研究技术的投入使用，不仅有效降低了粉尘，还节约了水资源。

2.2 掘进工作面采用以下技术

采用综掘机外喷雾与巷道风流净化水幕联动自动喷雾降尘技术。机掘工作面的主要防尘措施之一便是喷雾洒水降尘。通常，挖掘机有两种工作形式，即外喷雾、内喷雾。内喷雾截割部伸缩油缸浮动密封不合格，使降尘水容易进入电机，引起电机短路；外喷雾的开停需要人为操作，净化风流水幕也采用阀门式，需要人工操作，致使水幕无法得到有效利用，造成粉尘超标。联动喷雾降尘技术的使用，主要是依赖截割部操作电源引出控制线，进入接线盒之后，可以从接线盒中分出两路，一路控制外喷雾电磁阀，一路控制净化水幕。当掘进时，滚筒转动，外喷雾装置和净化水幕就会自动开启，从而起到降尘作用。当滚筒停止运转时，两组降尘装置也会自动停止喷雾。此技术经过现场试验，防尘效果显著。

3 结语

综上所述，在机械化程度较高的现代化矿井中，在采掘工作面采用自动化防尘技术，可以有效控制粉尘产生量。将上述研究的防尘技术应用在某煤矿中，粉尘总检测次数为125次，达到国家规定的标准要求有114次，合格率达到91.2%，煤尘浓度控制在3～62mg/ m3，为矿井生产创造了良好的工作环境，也最大限度的保证了矿工的身体健康，说明上述防尘措施值得应用。

［1］乔凯，张义强，张东峰.矿井采掘防尘技术的应用研究［J］.内蒙古煤炭经济，2014（1）.

［2］句海洋，凌标灿，叶峥，王金峰.矿井采掘面高效防尘技术及其发展趋势［J］.华北科技学院学报，2014（2）.

［3］郝晓伟.采掘作业面综合防尘措施浅析［J］.科教导刊-电子版（中旬），2013（11）.

惠双琳（1983—），男，陕西三原人，硕士研究生，毕业于西安科技大学采矿工程专业，现就业于陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司。