综合防尘技术在煤矿综掘工作面中的应用研究

刘曙杰

在煤矿综合生产和挖掘的过程中，避免不了有粉尘煤灰的产生，粉尘都是由一些细微的矿物颗粒组成，煤矿职工人员在实际工作的过程中长期吸入粉尘煤灰，很容易对身体健康造成影响，危害比较严重。长时间对粉尘煤灰的吸入会引发肺病的发生，该种职业病的死亡率比较高，也属于一种隐形的矿难，而且在我国患有该种职业病的人群不断增多。当前在煤矿事业的生产和开采中，机械化的应用程度越来越高，针对防尘方面的工作越来越重视，防尘工作也是当前煤矿开采过程中需要急需解决的问题，也是推动煤矿产业可持续发展的重要工作内容。

1 目前在国内综掘面的防尘技术

1.1 综掘机内外喷雾

当前综掘面防尘方面采用的技术是在综掘机内外喷雾，在综掘机内进行喷雾的效果比较差，在整个掘进的过程中，很容易造成内喷雾喷头的堵塞，存在的该种问题在全国范围内也没有被解决。在进行掘进开采的施工过程中，为了有效提高掘进施工过程中较好的防尘效果，需要确保综掘机内喷雾的正常使用，增加外喷雾道数和压力，能够有效做好掘进过程中的防尘工作，在进行实际实践中，需要做好对相关数据的采集和分析，能够充分了解对粉尘的吸收率，了解降尘效率。

1.2 通风排尘的技术

在掘进开采施工的过程中，采用通风排尘的技术，能够使悬浮的颗粒被带走，有较强的稀释作用，而且随着排尘风速的逐渐增大，会很快吸走空气中悬浮的颗粒。当风速达到一定的程度时，空气中的颗粒浓度会降到一个最低值，也就是最佳排尘阶段，如果风速还在不断增大，会将巷道底部和周边的一些灰尘吹起来，造成尘土的二次飞扬，空气中的颗粒浓度会增大。因此，在实际进行通风排尘的过程中，需要根据实际的工作情况选择合适的排风机型，加强对风量的控制，能够达到最佳的排尘通风。例如，一些煤矿在煤矿开采现场修建“挡风抑尘墙”，利用空气动力学原则，可以将流通的空气挡到墙体以外，在墙体的内侧会形成上下干扰的气流，该种技术的抑尘率可以达到80%以上。

1.3 泡沫除尘技术

泡沫除尘的方法主要使用泡沫覆盖产尘地点，能够达到对粉尘的湿润、黏附和聚集，可以使粉尘失去悬浮的能力，泡沫除尘的方法效果能够获得大多数的粉尘，对于直径比较小的粉尘有较好的除尘效果。泡沫除尘的方法与普通的洒水除尘效果相比，能够减少用水量，除尘效率比较高，洒水降尘的方法不能清除不亲水粉粒，泡沫除尘的方法获得的效果比一般的方法效果高将近30%。

2 煤矿综掘面综合防尘技术的应用

2.1 对掘进机外喷雾技术的优化

综掘机外喷雾技术主要是应用在综掘工作面中，在综掘机的承载段部分加装高压喷雾泵和水电装置可以提高喷雾的雾化程度，促进水雾粒子的快速运动，使水雾粒子和粉尘粒子快速接触和碰撞，会将粉尘粒快速降到底板上，可以达到降尘的目的。另外，通过安装水电闭锁装置，当水压过低时，掘进机能够及时停机，能够防止水压不足导致更多的粉尘产生。

2.2 应用大功率除尘机

在煤矿掘进开采的过程中会有大量的粉尘产生，安装在综掘机上的负压风筒能够将粉尘吸入进去，在气液分离箱中粉尘会被喷嘴喷出的水雾浸湿，会形成雾沫，雾沫会随风流到达丝网除雾器，在与细丝碰撞之后会黏附在细丝表面上，在雾沫的扩散和重力作用下，雾沫会形成较大的液滴流淌到细丝的交织处，液体的表面张力和细丝的毛细管作用下，液滴会越来越大，当液体自身的重力超过上升的浮力时，液滴下落之后，会达到除尘的目的，残余水滴在经过除雾器之后，会有效达到除尘的目的。

2.3 高压外喷技术的应用

高压外喷降尘是综掘过程中常用的一种降尘系统，高压外喷技术的应用效果取决于周围是否有均匀的水幕，能够阻止煤尘向外扩散，高压外喷雾技术的射程远、速度高，整体的覆盖面较大，高压外喷降尘系统是由高压喷雾泵站、高压胶管等部分组成，高压喷雾泵是放在综掘机的后面，综掘机在不断前进过程中，高压喷雾泵也在不停移动。高压喷嘴是在切割滚筒较近的部分，高压喷雾水流到达滚筒时没有充分打开，喷雾中心的速度会快速到达煤壁，不利于对粉尘的控制。因此，根据该工作面的实际情况进行分析，高压喷嘴的喷雾降尘效果较理想的是在距离迎头1.5～2 m的距离，当高压喷雾的压力越高，其雾化效果就会越好，降尘的效果就会越明显，雾粒越细抗吹能力就会越低，在被吹散之后弥漫到整个巷道，也会影响到掘进机的掘进视线，需要在达到降尘的情况下，减小喷雾压力。

2.4 安装除尘风机

在综掘机上安装除尘风机，吸口能够将综掘机产生的煤尘吸走，除尘机能够和综掘机一起移动，综掘机司机在掘进过程中，可以直接控制除尘风机的运行，除尘风机的效率高，功耗低，维护工作比较简便。除尘风机的应用是在挖掘机挖煤的过程中，会同时启动除尘风机，高浓度的含尘气流会被除尘风机产生的高强负压吸入到吸尘罩中，在水雾的作用下，气流中粉尘会被湿润，在高速旋转的离心力作用下，会排出干净空气。

2.5 煤流感应自动喷雾

在风门位置会由于胶带和漏风的原因，产生大量的煤尘，为了能够达到较高的防尘效果，需要在风门处的胶带输送机上安装感应器，煤流信号可以通过重力进行检测，如果有煤流通过，在受到一定压力之后，感应压力信号会传输给信号处理器，自动阀门就会开启，降尘装置就会发挥作用，将喷雾安装在风门位置，不仅能够除尘，而且能够限制煤尘的飞扬。

2.6 掘进巷道安装净化水幕

在进行综掘面的挖掘过程中，需要在迎头50 m范围内，设置第一道净化水幕可以与综掘机联动配合使用，然后在100 m处位置设置第二道水幕配套尘帘一起使用，安装水幕喷嘴2～5个，喷雾的压力达到2 MPa以上，确保雾化程度可以覆盖到整个巷道断面，设置的捕尘帘要求规格需要设置3 mm，定期做好维护清理工作。例如，巷道安装自动净化水幕，可以将喷雾架安装在桥载皮带上，能够跟随综掘机仪器一起移动，喷雾采用低压水，并会自动启动，当皮带停止运行后，喷雾也就随着自动关闭。

3 结语

综上所述，综掘面在施工掘进的过程中，综合防尘系统的应用效果比较好，各处粉尘也会显著减少，在整个掘进过程中，需要应用到各种先进的施工技术和方法，能够减少掘进过程中造成的粉尘污染，能够对煤矿的安全生产和施工人员的健康起到十分重要的作用，而且当前的系统在不断优化，在操作方面生产安全，在煤矿生产中很适合推广使用。