煤矿除尘技术初探

王文良

摘  要：随着我国经济的不断提高，煤矿产业不断发展，除尘技术在开采煤矿中起着重要的作用，在煤矿开采时，落煤过程中会产生严重的粉尘，不但会影响采煤工作效率，而且会对施工人员的身体安全造成较大影响，甚至会发生粉尘爆炸引起严重的安全事故。基于此，文章对煤矿除尘的原因展开分析，进而对煤矿除尘技术的应用进行了相关探讨，希望能够为采煤相关工作提供有益参考。

关键词：煤矿;除尘技术

现阶段，大部分煤矿工作面的产尘量急剧增加，尤其是煤矿内部岩尘中的SiO2含量较高，不仅会对煤矿井下作业人员的身体健康造成严重威胁，而且井下粉尘的大量堆积极易引发粉尘爆炸。如果不能对这些粉尘进行有效治理，那么就会对煤矿开采的生产安全带来极大威胁。

一、煤矿除尘技术的重要性

煤尘构成复杂，含有易燃易爆物质，且不易驅除。煤尘是由有机物和碳氢化合物等组成，以碳为主并有少量的硫、磷和其他矿物的微细颗粒，具有吸湿性、分散性、吸附性、悬浮性、凝聚性、荷电性、燃爆性等特性。针对这些问题，采用有效的除尘技术显得尤为重要。目前，我国常用的除尘技术包括“通风除尘”、“煤层注水”、“喷雾降尘”等。除尘效果能否达标有赖于除尘技术的应用和发展。通过研究这些技术的优势和劣势，提出综合治理以及不断完善的解决措施，对于完善除尘装置和提高员工除尘意识，保障安全生产有着十分重要的意义。

二、煤矿除尘技术的应用

（一）“通风除尘”技术

“通风除尘”是通过风流流动把井下煤尘带出，达到降低煤尘浓度的目的。虽然“通风除尘”能够在一定程度上降低粉尘程度，当时这种方法很容易受到风速和采矿环境地影响。由于开采过程中粉尘持续产生，因此，无法从根源上解决井下粉尘问题。另外，“通风除尘”还很容易造成二次污染。在井下工作面，机器转动和运输设备上面有大量粉尘。若无法掌控风速和转载高差，粉尘浓度不仅不会降低，而且还会提高。例如，高风速会使得落在底板上的粉尘飞扬而起，随着风流混入巷道。更差的结果是“通风除尘”不利于控制瓦斯浓度。如果风筒的阻力大，工作面风量较小，极易使瓦斯聚集，发生瓦斯爆炸事故。由此可见，“通风除尘”不适合在深井部分应用。即便如此，“通风除尘”是一种比较可行的除尘方法。关键在于灵活应用技术，达到最佳风速。

（二）煤层注水降尘技术

煤层注水降尘技术指的是借助钻孔的方式将水注入到待采煤层以此提高煤水分含量，提高煤体湿润度，以此来削弱煤的强度与脆性，提高煤矿的塑性，进而使采煤过程中各个环节的作业粉尘产量得到有效降低的技术。煤层注水降尘是较为有效的除尘技术，在我国各类矿产开采中都有着较为广泛的应用。这一技术的应用机理主要是包括三个方面：一是润湿煤体原生煤尘。将水注入裂隙当中可有效湿润原生煤尘，使得媒体早遭到破坏时粉尘不至于大面积、大范围的飞扬，大大削弱煤尘飞扬能力而达到效消除尘源的目的。二是借助水分有效包裹煤体细小部分，增大粉尘比重使其快速落地。三是改变煤体物理性质，水与煤体结合增强媒体塑性，降低煤体脆性，较大程度上改变了煤的物理力学性质。煤层注水降尘技术的应用工艺主要包括了6个方面：①在工作面双侧钻孔注水，钻孔长度需控制为70m，间距控制为10m为宜。②采用脉冲动、静压结合的方式进行注水，注意需确保最大脉冲压力达到7MPa。③需将25～40m的超前工作面设置为注水区域。④采用专用封孔泵对注水钻孔进行注浆封孔，封孔的长度需控制为12m。⑤将单孔注水量控制在45m3以上，将单孔注水时间控制在60h以上。⑥注水方式宜采用并联方式，通常是将3个钻孔设置为一组，直至钻孔周边“冒汗”则可停止注水。

（三）喷雾降尘”技术

“喷雾降尘”运用压力喷射的方法造成水雾。这种除尘技术和“洒水降尘”的原理相似。“洒水降尘”使用喷雾器直接喷洒水流;“喷雾降尘”也是把水流喷出，只是水流会被雾化成为微小的雾状水滴。使用“喷雾降尘”的时候，水雾黏粘接煤尘。煤尘被水滴润湿，受到重力作用渐渐下沉。由于煤尘分布不同，不同的工作区域会出现不同的降尘率。通常，掘进机上的降尘率最低在“43%”左右，最高能达到“95%”左右;炮掘工作面的降尘率最低是“51%”，最高是“72%”。运用这种方式的关键在于拥有科技含量比较高的喷雾设备。通常，在综采工作面当中，每组喷雾设备由主机、红外线传感器、电磁阀、喷头以及电缆等构成。主机用来控制电磁阀;电磁阀用来控制喷头;电源的交流电是127V。为了实现良好的雾化效果，每组喷雾设备并不单独运作。通常，喷雾设备用电缆链接，实现联锁喷雾装置。使用这种喷雾装置的时候，仅开启单向阀就能实现喷雾除尘。此外，“喷雾除尘”对水质和煤质的要求比较高。水质低会堵塞喷嘴，会造成“喷雾技术”不能有效发挥作用。如果煤石是焦煤，则煤尘不能被完全湿润，喷头容易堵塞等都是经常遇到的问题。针对以上问题，可以在水中添加降尘剂。降尘剂可以浸润煤尘，从而提高除尘效率。也可以使用经过磁化器处理过的水。磁化水可以吸附和溶解部分煤尘，降尘效果良好。除了改善水质和增加水尘接触方法之外，“喷雾除尘”技术的提高还有赖于喷雾器的改进。使用压泵机器增加水压，喷雾器喷雾水量增大。

三、结束语

煤尘悬浮工作面环境，不利于安全生产和工人健康。降低煤尘浓度之后，能够提高工作环境舒适度。研究传统的除尘方法，在综合考虑工作面环境的前提下发现，“通风除尘”、“煤层注水”、“喷雾除尘”等技术各有特色。单纯的除尘技术降尘效果良好，可是这些技术并非绝对完美。“煤层注水”和“喷雾除尘”的耗水量相对来讲比较大;“通风除尘”耗水量相对比较小。节约能源和产量提升等需要综合考虑。把这几种除尘技术结合起来，更能提高除尘率。此外，研制和应用新型煤矿设备对于煤矿安全生产和维护井下工作人员安全至关重要。个体防护和合理应用井下除尘设备密不可分。

参考文献：

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[2]王利，柴龙成.综掘工作面综合除尘技术装备的研究与应用[J].能源技术与管理，2019（2）：20-22.