刍议煤矿机电设备与粉尘治理相互作用关系

唐娜 江西煤业集团有限责任公司白源煤矿 胡军 萍乡矿业集团有限责任公司安源发电厂

对于开采强度大、机械化程度高的煤矿来说，粉尘问题往往较为严重，并直接威胁掘进作业人员安全。现阶段粉尘治理有效性不足问题仍广泛存在于我国煤矿企业中，为尽可能弥补这类欠缺，必须设法强化煤矿生产中的粉尘治理。

一、煤矿机电设备与粉尘治理相互作用关系

（一）粉尘的产生机理

机电设备在现代化矿井生产中发挥着关键性作用，综合机械化开采的煤炭产量在我国的占比超过2/3，作为煤矿主要灾害之一的粉尘不仅会威胁矿工人身健康及安全，同时还会影响机电设备的使用寿命和精度。总的来说，煤矿产生中的粉尘源于煤（岩）和机电设备的相互作用，粉尘产生和扩散的主要作用力包括机械作业的运输、截割、抛落、撞击。

（二）粉尘对机电设备的影响

对于粒径小于10um的煤矿井下粉尘颗粒来说，其具备无孔不入的浸入性和渗透性，粉尘颗粒进入设备会产生破坏作业。粉尘颗粒在风流场的作用下存在更强的渗透性，这种渗透性带来的影响较为深远。如粉尘进入活塞、轴承等机电设备动作部分，这会导致摩擦系数增加，并导致设备的使用寿命降低、故障概率提升。随着风流进入电机的粉尘颗粒会导致风道堵塞、冷却效果下降，电机可能在粉尘影响严重时停止运作。此外，电机线圈短路与绝缘绕组过热、磨损速度提升的活塞环、不断下降的监控设备精度等问题也往往与粉尘存在紧密关联[1]。

（三）粉尘治理中机电设备的作用

对于安全生产和作业人员身体健康来说，粉尘会带来严重威胁，通风除尘、喷雾除尘、泡沫除尘、煤层注水、除尘器除尘等属于现阶段常用的粉尘治理措施。作为粉尘治理的实施者，机电设备发挥着关键性作用，机电设备一般会整合井下粉尘治理措施，如掘进机与采煤机内外喷雾。粉尘质量需围绕四个方面进行，包括减、降、隔、除，机电设备在其中发挥着关键性作用，尘源处一般为治理措施的最终作用点，联合使用多种机电设备可更好实现除尘目标。

二、基于煤矿机电设备的粉尘治理路径选择

（一）综掘工作面粉尘治理路径

基于煤矿机电设备的粉尘治理需关注综掘工作面，内、外喷雾装置需严格配置于综掘机，工作压力需分别设置为2MPa、4MPa及以上，以此保证喷雾装置效用的充分发挥，如存在无法正常使用的内喷雾装置，此时需存在8MPa及以上的外喷雾压力。如综掘巷道采用静压供水，防尘供水管路上需针对性设置增压装置。通过设置除尘风机于工作面上，即可进一步优化综掘工作面粉尘治理，具体可采用长压短抽控风方式进行除尘，同时转载点喷雾需设置于各转载点，防尘罩需设置于带式输送机转载点，隔离降尘可配合转载点喷雾实现。对于粉尘严重的掘进巷道距掘进头50m范围内，除尘可基于净化水幕（2道）的针对性设置实现，需存在最短20m间隔并做到随掘进前移，1道自动净化水幕需设置于距回风口30～50m处，自动净化水幕每隔500～800m在后巷设置1道，自动皮带底喷雾每隔300～500m在带式输送机设置1组，联动控制工作面自动喷雾装置[2]。

（二）采煤工作面粉尘治理路径

为保证割煤过程中采煤机能够同时喷雾降尘，必须保证内、外喷雾装置的完善设置，内喷雾、外喷雾装置的工作压力及相关要求与综掘机相同。应基于实际设置数台500L/min喷雾泵于工作面的喷雾泵站，如设置2台一备一用，喷雾泵在500L/min以下的需逐步淘汰。需采用高压胶管作为支架喷雾和采煤机内外喷雾装置的防尘供水管路，其需要具备大于1.5倍喷雾泵站额定压力的耐压强度。压气自动喷雾装置需配置于采煤工作面，每组至少2个喷头，每隔10架至少装设1组。转载点喷雾需设置于破碎机、刮板机转载点，防尘罩需设置于带式输送机转载点，具体降尘需配合转载点喷雾。此外，还需要设置1道自动净化水幕于采煤工作面机巷距煤壁线、距入口50m内处，已经风巷距回风巷口50m处。随回采前移的2道净化水幕需设置于距煤壁线50m内，每500～800m需在进风顺槽设置自动净化水幕1道，回风顺槽的自动净化水幕设置间隔为500m。还需要靠近工作面设置捕尘网2组于回风顺槽距工作面150m内，自动皮带底喷雾需每隔300～500m在带式输送机设置1组，同时需联动控制上述自动喷雾装置。

（三）粉尘治理要点

为更好实现煤矿粉尘质量，煤矿机电设备应用必须结合矿井粉尘防治工作现状，如设置水质过滤装置于采掘工作面供水管路入口，结合需要设置增压泵，以此逐步建立起科学、完善的井下各作业地点防尘系统，采掘工作面的生产条件需要与降尘措施的应用和防尘供水管路安装相挂钩。如巷道需要采用降尘措施，洒水三通及阀门需每隔100m安设1个，净化风流喷雾装置在各作业产尘地点的设置也需要得到重视。此外，还需要关注隔爆设施的针对性设置、巷道冲洗工作的及时开展、粉尘防治的周密安排和部署、采煤机和掘进机的内外喷雾装置设置。

三、结论

综上所述，煤矿机电设备与粉尘治理相互作用关系较为复杂。在此基础上，本文涉及的设置增压装置、设置自动净化水幕、设置净化风流喷雾装置等内容，则为基于煤矿机电设备的粉尘治理指明了方向。为更好治理煤矿粉尘治理，各类新设备与新技术的积极应用极为关键。