综合防尘技术在乡镇煤矿生产中的应用研究

史敏雪

摘 要：随着煤矿综合机械化水平和生产强度的不断提高，产尘浓度不断增大。当粉尘聚集到一定程度，不仅引起员工患职业病，而且容易引发煤尘爆炸事故，因此研究煤矿综合防尘技术对于煤矿的发展有重要的战略意义。文章结合工程实际，重点介绍了适应性较好的综合防尘措施，为井下员工创造一个良好的作业环境，确保矿井的安全发展。

关键词：矿尘；防尘措施；防尘技术；煤矿

中图分类号：TD714+14 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）32-0039-02

1 概 述

在煤矿生产过程中，采、掘、运各个工序将产生大量粉尘。近几年来，瓦斯煤尘爆炸事故仍时有发生，严重影响了矿井安全生产和员工生命，而且是导致员工患尘肺病的根源。因此，抓好矿井粉尘综合治理已迫在眉睫。煤矿生产过程中粉尘主要来源于采掘工作面，其次是机械化运输设备的产尘，尤其是采掘机械的迅速发展，使煤矿机械化程度大为提高，采掘能力也随之加大，促进煤炭产量成倍增长。因此研究综合防尘技术对保障矿井的安全生产和矿工的身心健康意义重大。

2 工程概况

西北某乡镇煤矿年产量50 kt/a，井下采煤方式主要为煤电钻打眼放炮落煤、人工攉煤，并采用可弯曲刮板输送机和矿车运煤，掘进工作面采用风钻打眼，放炮掘进的方式开拓。该矿煤层中灰分主要由各种无机矿物质组成，并以游离SiO2和硅酸盐类为主，其游离SiO2的含量一般在3.8%～4.6%之间。根据储量核实报告提供的资料表明，到目前为止，该矿山尚未发生过煤尘爆炸事故。

3 综合防尘措施

3.1 喷雾洒水防尘措施

在井下的掘进工作面、回采工作面、原煤运输及转载点、落煤点等处均同时采用型号为ZP-1型的自动喷雾器（该类自动喷雾器与采掘工作面及运输设备联动，一般降尘率在85%左右），并在个别不宜使用自动降尘装置的位置安装手动喷雾器防尘降尘（自制）。

一般在放炮后采用由S型雾化喷嘴形成的喷雾器降尘；对转载点、落煤点以及装矸点等处，则采用由K型雾化喷嘴形成的喷雾器降尘。

同时，在上述产尘点设置粉尘浓度传感器，以监测各产尘点的粉尘浓度。

3.2 通风排尘、降尘措施

该矿井巷中风流的风速范围将按照《煤矿安全规程》第101条之规定执行，详见表1。该矿井巷各作业点和巷道均按《煤矿安全规程》要求分配有足够的风量，并在表1的限值范围内配置有合适的风速，通过相应的风量和风速可将井下各巷道及作业点的污风汇集到相应的回风巷道中，保证各用风点的进风均为新鲜风流，防止了循环风的产生，保证了各用风点涌出的瓦斯和粉尘能及时的被风排走。

3.3 采用风流净化水幕降尘

矿井在采煤工作面的回风顺槽靠近上下出口30 m内，掘进工作面距迎头40 m内，各装煤点的下風方向15～25 m处按要求安装有风流净化水幕，以达到净化空气和降尘的目的。

3.4 粉尘冲洗及清除

①巷道冲洗：在容易沉积粉尘的采掘工作面、主要回风及运输巷等处，定期由里向外使用洒水及冲洗装置逐步冲洗巷道两帮、顶部、底部直到整个工作面，使粉尘充分润湿，无法扬起。冲洗下来的粉尘，则通过排水沟和沉淀水仓集中收集处理后装车运出；

②机电及运输设备粉尘防治：对矿井的机电设备和运输设备，采用加装防尘罩，并定期清扫附着在设备上的浮尘的防治措施；

③定期采用石灰浆粉刷主要运输大巷及回风大巷，減少粉尘的附着和保持巷道的整洁。

4 回采和掘进工作面除尘

4.1 回采工作面除尘

4.1.1 煤尘主要产生地点

该矿井下回采工作面使用型号为MZ-12C的煤电钻打眼放炮落煤、人工攉煤，并在工作面使用可弯曲刮板输送机和矿车装车运输的方式作业。

上述各设备工作时均会有较严重的煤尘产生，其工作的巷道内也相应会产生一定浓度的煤尘。另外，在回采工作面回柱时也将有较多的煤尘产生，均是粉尘的重点防治对象。

4.1.2 除尘措施

①煤电钻湿式作业除尘：回采工作面采用的煤电钻为湿式作业设备，配备有接用水使用的供水管口，可通过供水将煤电钻作业时产生的粉尘由过量的水流带走，其除尘效果较好，除尘率可在78%左右。

②放炮除尘：放炮使用水炮泥，爆破前、后冲洗煤壁，爆破后极时喷雾降尘。采用煤电钻湿式作业技术和水炮泥防尘技术，一般降尘率可达55%～75%以上，特别是采用水泡泥不但能起到降尘作用，而且还能消烟、降温。在回采工作面再结合喷雾洒水降尘及通风排尘措施，其综合降尘率可达93%以上。

③安装风流净化水幕除尘：在各回采工作面的回风巷道内，靠近工作面30 m范围和靠近出口15 m范围内，以及各装煤点下风方向的10～15 m分别各设置一道风流净化水幕。

④回柱除尘：回采工作面回柱时均采用在工作前后喷雾降尘的方式进行，力争使扬尘降到最低程度。

4.2 掘进工作面除尘

4.2.1 粉尘主要产生地点

该矿井下煤巷及半煤巷掘进工作面主要采用型号为7655D的风动凿岩机进行打眼、放炮掘井，并采用耙斗装载机和矿车装车运输的工作方式。上述设备在工作时将产生较严重的煤尘及岩尘，并使工作场所的粉尘严重超标，故该类设备的工作及工作场所均是粉尘的重点防治对象。

4.2.2 除尘措施

①掘进工作面采用的风动凿岩机配套有专供湿式打眼使用的供水接口，可使钻孔时产生的粉尘降到极低，并随过量的水流带走；

②采用水泡泥放炮除尘措施，并在爆破前、后冲洗岩壁，爆破后及装岩机工作时极时采用手动喷雾降尘器除尘、降尘；

③在掘进工作面距迎头40 m处安装一道风流净化水幕进一步对进出工作面的空气除尘、降尘；

④煤、矸装车前均采用在矸石及煤堆上洒水和冲洗巷道顶帮的措施防尘降尘，采用的除尘器为手动喷雾除尘、降尘装置；

⑤在使用耙斗装岩机的岩巷掘进工作面采用配套ZP-1型洒水装置除尘降尘，该装置可与装岩机连动，可达到自动除尘、降尘，并节水的目的。

⑥定期冲洗工作面岩壁，清扫巷道中的浮尘并洒水，工人坚持佩戴自吸式防尘口罩工作。

5 煤层注水防尘

该矿所采C1煤层平均厚度0.60 m， C2煤层平均厚度

0.33 m，各煤层均为极薄煤层，且煤层C1煤层的全硫的平均值为1.34%，C2煤层的全硫的平均值为2.74%，属全硫成份较高煤层。根据开采煤层的上述特点，考虑采用煤层注水防尘技术措施。

5.1 水源、用水量、水质及水压

水源采用流经南回风平硐附近，出水标高在+1 000 m的泉水及形成的溪沟水作为井下消防洒水的供水水源。

5.2 用水量

5.2.1 井下消防用水量

井下消火栓系统的用水量采用7.5 L/s，持续时间按6h计，一次火灾用水量为162 m3考虑，故井下消防用水量为：

Q井消总=7.5 L/s×6 h×3 600 s=162.0 m3；

井下消防最大小时用水量为：

Q井消时=7.5 L/s×3 600 s=27.0 m3；

井下消防水量的储备水量按不低于162.0 m3设计，补充水量按48 h，小时补充水量为3.8 m3设计。

5.2.2 井下防尘洒水用水量

井下防尘洒水用水量按各用水设备及器具的流量指标和下述公式进行计算：

Q井洒d=KΣ0.06q1t1，

式中： Q井洒d—井下洒水日用水量（m3/d）；

K—富余系数，取1.25～1.35；

q1—某用水项的流量指标（L/min）；

t1—某用水项一天中的使用时间。

5.2.3 井下最大设计日用水量

井下最大设计日用水量为井下消防用水量与井下防尘洒水用水量之和，即：

Q井总=Q井洒d+Q井消总=162.0 m3+235.8 m3=397.8 m3/d。

5.2.4 井下最大设计小时用水量

井下设计最大小时用水量为井下消防最大小时用水量与井下防尘洒水最大小时用水量之和，即：

Q井h= Q井洒h +Q井消h=27.0 m3+38.4 m3=65.4 m3/h。

6 結 语

通过综合防尘技术和设施的应用，掘进、采煤工作面粉尘浓度比以往降低了80%。此综合防尘技术的成功应用不仅杜绝了井下煤尘堆积，为职工提供了一个健康良好的工作环境，员工尘肺病的发病率大大减少，而且提高了矿井的现代化管理水平，确保了矿井的安全生产。

参考文献：

[1] 刘宾.综合防尘技术在煤矿生产中的应用[J].中国科技纵横，2012，（4）.