煤矿掘进工作面综合防尘技术的实践与应用研究

牛晓晓

（太原煤气化炉峪口煤矿晋牛项目部综掘二队，山西 临汾 041000）

引言

在煤矿的实际生产过程中，煤矿粉尘产生于各个环节中，它们是由多种固体颗粒构成的，其中岩石开采、煤炭加工中会产生细微颗粒，这种颗粒被分别称为岩尘和煤尘，而煤矿其他一些施工材料在施工过程中飞扬起来也很容易形成其他的固体粉尘，比如锚喷作业中的水泥。煤矿的粉尘有些浮游在空气中，有些降落物体表面和周边的巷道。这些浮游的粉尘容易通过人体呼吸道侵入人体肺部组织器官中，较大的粉尘由在呼吸道内部系统排出体外，而一些直径较小的粉尘则直接进入肺部引起各种尘肺病，工作人员如果长期吸入过量的煤尘则很容易引起严重的尘肺病，长期吸入结晶型的二氧化硅等一类的岩尘则容易患有硅肺病，这严重威胁煤矿工人的生命安全。很多煤尘还具有可燃性好、爆炸性的特点，当空气中悬浮着的煤尘达到一定浓度时，在高温中很容易发生爆炸的意外，即使直径为1 mm以下的细微颗粒都有发生爆炸的可能性。

煤矿在生产中容易产生粉尘的环节主要有机械割煤、机械装渣、运输设备的装卸、电钻、放炮，而对于掘进工作面粉尘较多的主要是带式输送机、自溜运输巷道以及掘进工作面的迎头部位，在落煤过程中煤炭容易受到破损，并且在后续的装载运输中还会进一步被撞破而产生煤尘。近年来随着煤矿机械化和集中生产的新型模式化，煤尘的产生也更加集中化，在现代化的煤矿中，煤尘可以达到普通煤炭产量的3%，在还未采落煤层之前就有很多裂隙存在煤尘，而这些煤尘是在煤层构造运动中受到严重的挤压作用，以及在开采前过于集中的地层压力造成的。随着煤层的采落以及破碎，达到井下空间之后会产生煤尘。岩尘主要是在岩石以及半煤岩掘进工作面中产生的，岩巷中风钻打眼能够将岩石粉碎为细小的颗粒，进而形成高浓度的浮游粉尘。在采煤工作面放顶或者干式填充过程中就会有这种岩尘产生。井下的施工材料中也有可能成为较高浓度的粉尘，比如在掘进工作面完成锚喷作业过程中，喷射水泥泥浆和混凝土时就很容易产生水泥和砂粒、粉尘，这是掘进工作面主要的粉尘来源之一。

1 掘进工作面综合防尘的方法

煤矿防尘技术可以从五个方面展开，分别是风、水、密、净以及护，主要以前两种作为主要的防尘技术。其中风是指利用通风进行粉尘去除，水是指实际作业中利用湿式作业，密是指密闭性将粉尘进行抽离，净指净化风流作用，护是指采取个性化护理的方式。掘进工作面的防尘来说，主要包括掘进工作面防尘、锚喷支护防尘、工作面通风除尘、运输防尘、转载防尘。具体包括机械自动化控制自动喷雾降尘。综合防尘包括冲刷井壁巷帮，使用水泥炮，装岩洒水和净化风流等这些综合防尘的方法。

2 掘进各个区段的防尘方案

1）掘进工作面的防尘。掘进机除尘器采用干式布袋除尘器通风除尘系统，这个系统主要是由风流转换器、压入风筒、吸尘口、抽出式风机共同构成的，采用单轨吊吊挂以及独立布置，不会与掘进机有直接的作用联系，主要用于巷道断口10 m2以上的面积，可以采用压入式供风的掘进工作面。这种除尘成效率可以达到90%以上。而使用湿式除尘风机这种设备是由风机、主机、支架、风筒构成的，这种仪器除尘效率也比较高，而且重量轻，体积小，能量消耗也较低，运行维护简单，具有很多优势。做好防尘和抑尘工作能够有效保障工作人员的身心健康和生命安全。截割头内外喷雾是由高压水泵、水箱、管路、喷嘴以及喷雾支架等构成的，喷嘴位于喷雾架的上部，悬挂在掘进机的截割头上。工作原理是由高压喷嘴喷出，并且将截割头包围起来阻止粉尘的进一步扩散，并有效进行粉尘补集。除此之外掘进工作面除尘技术用于中小断面煤以及半煤岩巷道，可以利用相应的机械除尘风机进行有效除尘，这种除尘设备与掘进机连为一体，随着掘进机的运输而进行工作。抽尘口布置在切割工作机构的两侧，距离切割头1.5 m能够使切割头的方向进行自由调整，抽尘风筒用于伸缩负压风筒，除尘的方式主要是湿式过滤，除尘效率可以达到98%以上[1]。

炮掘工作面的防尘技术。首先是打眼防尘技术，主要利用的是湿式钻头煤电钻带水钻孔，空心麻花钻杆进行防尘，在缺水的地区可以采用凿岩机打眼，利用干式孔口捕尘器进行防尘。放炮防尘技术是采用水炮泥，在放炮的前后过程中进行洗岩帮冲刷以及放炮，这种喷雾是由低压发展到高压和风水喷雾由手动发展到冲击和声控自动喷雾这两种状态。装岩洒水，喷雾防尘技术主要是利用了装岩前向岩堆洒水湿润，使得装岩机在转移过程中实现自动喷雾的过程。

2）掘进工作面通风防尘。首先需要合理进行风量调整，根据煤矿井下巷道的实际情况及时调整风速和风量，排除一些有害的气体以及浮游的矿尘，要掌握适度的风量，如果风量太小时很容易聚集煤尘，如果风量过大则很容易产生落尘飞扬的情况。其次要设置防尘布网以及喷雾。防尘幕网可以固定在掘进机组二运架上，实现捕尘网架体与掘进机同时移动，减少捕尘网在维护工作中的工作量，捕尘网下面是帘式布网，这一环节便于通行。喷嘴的雾化效果比较好，捕尘断面较大，能够起到较好的降尘效果。最后可以利用皮带转动喷雾技术，利用皮带传动触发联动机平台开启各类粉尘的降尘装置，有效实现防尘[2]。

3）锚喷支护防尘。锚喷支护防尘是利用湿式液压的锚杆眼钻机打眼，这种干式打眼过程中采用干式孔口捕尘器的方法，首先需要浇混凝土预湿，利用除尘器将混凝土喷射机上料口、余气口产生的粉尘一起喷射混凝土时产生的粉尘吸走，利用双环式喷枪和低风压近距离的喷射技术，有效实现防尘效果，最后还可以使用个体工程技术，如果在实际操作过程中粉尘浓度没有达到规定的卫生标准时，可以要求煤矿的工作人员佩戴个体防尘工具[3]。

3 结语

通过以上方式进行防尘可以实现掘进工作面的综合防尘，为煤矿工作人员提供良好的工作环境，减少职业病的产生，提高工作人员的生活质量和煤矿企业的经济效益；从源头上治理了生产过程中产生的粉尘以及喷射混凝土时能够吸走浮游粉尘，有效降低这些细小颗粒物的浓度，改善生态环境，也落实了煤矿一通三防的工作。由此可知通风安全创造的社会效益是具有重大意义的。

[1]张智勇.煤矿掘进工作面综合防尘技术的实践与应用[J].科技风，2012（7）：77.

[2]张道文.煤矿掘进工作面综合防尘技术的运用[J].科技资讯，2016（5）：38-39.

[3]石新慧，潘光超，孙涛.综合防尘技术在煤矿综掘工作面中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济，2017（11）：123.