煤矿防尘降尘设施的改进措施探究

朱生茂

（山西三元福达煤业有限公司，山西 长治 046000）

近年来，社会对煤矿资源的需求量增加，煤矿产业得到了一定的发展，但也产生了一些安全隐患，影响了煤矿正常的生产，其中最为常见的安全隐患就是煤矿粉尘，其不但会对采掘机器和工作人员身体健康造成不良影响，还容易引发粉尘爆炸事故。因此，研究和探讨煤矿防尘降尘设施的改进措施具有非常重要的现实意义[1]。

1.1 性质

一是粒径。粉尘颗粒呈不规则状，可根据粉尘颗粒径对粉尘进行分类。在风流中，粉尘会发生向前或横向扩散，粒径在40 μm 以上的粗尘会迅速下沉，粒径10～40 μm 的粗尘会等速沉降，而0.25～10 μm 粒径的微尘会长期漂浮在巷道内。

二是分散度。分散度表示当量静区内粒径所占百分比，粉尘分散度越大，则细微粉尘的占比就越高，对人体危害越大，治疗难度也越高。

三是黏附性。粉尘的黏附性与环境温度、环境湿度、粉尘粒径、风速等有关，除尘工作必须考虑的因素之一就是粉尘的黏附性，从液体和颗粒间的黏附特征出发实现降尘防尘。

四是湿润性。粉尘颗粒可分为亲水性和疏水性两种，前者可通过湿式除尘法进行除尘，后者则可通过高压喷雾与表面活性剂相结合的方式引起粉尘表面张力变化，从而达到除尘效果。

1.2 危害

在煤矿作业中会产生大量粉尘，一些粒径较大的粉尘会直接降下来，而粒径较小的粉尘会长期悬浮在空气中被吸入人体肺部，这种粉尘又称呼吸性粉尘。当粉尘中含有的SiO2超过10%时，即可称为矽尘，对人体危害加大。在掘进作业中，岩石粉碎后会产生大量SiO2，人体吸入后会受到严重损伤，因此必须严格重视防尘降尘工作。

2.1 煤矿井下产尘点分析

第一，煤矿开采企业在进行破碎、爆破作业时，会破坏煤层结构，将大块煤炭转化为小块煤炭再运输至矿外。此流程中会生成很多粉尘，不但会遮盖工作人员视线，还会威胁开采作业安全。另外，工作人员吸入大量粉尘容易增加呼吸道患病几率；
第二，应用采煤机械可以大大降低工作人员的劳动强度，显著提高开采效率，但同时也增加了粉尘的浓度。在使用煤矿机械设备进行破碎作业时，煤层结构会聚集大量粉尘，这些粉尘会在作业过程中弥漫于空气中，从而埋下煤尘爆炸的隐患；
第三，在装卸、传送带运输煤炭过程中也会产生大量粉尘。一些煤矿开采企业为了追求经济效益，常常会进行超负荷运输，煤炭在与传送带摩擦过程中，会产生很多粉尘。

2.2 煤矿井下防尘重点分析

第一，在煤矿综合开采作业过程中，机组割煤会产生非常大的粉尘颗粒，在综采作业过程中该部分是重点防尘环节；
第二，在开展破碎、放煤、移架等作业时，也会产生大量粉尘颗粒。

3.1 净化风流和通风排尘

3.1.1 净化风流

煤矿开采企业可以在回风巷中安装水幕喷雾器，并且安装在煤矿粉尘产生源头附近，水幕喷雾器会在产生粉尘后自动形成净化流水幕，可控制粉尘传播范围，降低粉尘在空气中的浓度[2]。

3.1.2 通风排尘

煤矿开采企业可以运用通风系统，在风速和风量足够大的情况下，带走悬浮的粉尘，从而避免过量粉尘积累。在较快风速下，粉尘不易堆积在回采工作面，便于粉尘的扩散；
而风速太高时，会把沉积粉尘重新吹至空中，使粉尘浓度增加，所以，最好将风速设置为每秒1.5～2 m[3]。

3.2 煤层注水

在开采煤炭前，先对煤炭层用水管喷水，湿润煤炭层的微孔，当实施煤体炮碎时，煤炭在水的包裹下产生的粉尘量大大减少，从而达到防尘效果，该措施一般可以降低15%～35%的粉尘浓度[4]。煤矿开采企业最常用的是长钻孔煤层注水技术，即在开采煤炭前先借助机械设备实施煤炭层打眼，结合煤炭层结构纹理实施钻孔，并根据煤炭层厚度确定钻孔长度，钻孔长度一般情况在30～100 m。完成钻孔后，把水管置入孔中然后往里注水，使煤炭层尽可能湿润。

3.3 人工防护

工作人员在作业过程中要随时配带防尘口罩，以对空气中的粉尘进行有效过滤。口罩可以选择过滤式送风防尘口罩、自吸式防尘口罩等。另外，煤矿开采企业要每隔半年组织工作人员开展一次体检，主要检查工作人员的肺部，若有尘肺病苗头，要调整相关人员岗位，然后仔细进行检查及治疗。最后，煤矿开采企业需采用CCGZ-1 000 型测尘仪和AZF-01 型粉尘采样器长期对作业现场实施检测，经检测达标后才可以让工作人员进入现场作业。若检测不达标，要立即开展除尘作业，同时分析不达标原因，制定针对性改善措施，打造优良作业环境。

3.4 除尘器

除尘器可通过对空气施加压力，形成局部负压，从而对粉尘产生源头的飘尘进行有效处理。当前除尘器的远离主要是长压短轴法，可吸附掘进工作面作业时产生的粉尘，其主要由三部分组成：头部为过滤网，可捕捉漂浮在空气中的粉尘，中间为风机，后部是旋转离心脱污水部分，除尘器结构，如图1 所示。

图1 煤矿除尘器结构

3.5 喷雾洒水

煤矿开采企业可以在容易产生粉尘的煤矿区域，安装喷雾洒水装置，使空气中的粉尘与雾状水分结合，以降落粉尘，达到除尘的效果[5]。喷雾洒水除尘技术应用范围主要是岩石层或煤炭层爆破作业以及装岩作业[6]。在开展爆破作业时，煤矿开采企业可以应用喷雾洒水来降尘、消除空气里的有害气体。在开展装岩作业时，煤矿开采企业可以改装装岩机，将喷雾洒水装置安装在装岩机的一侧，对喷雾洒水作业进行有效控制。若装岩机在作业过程中生成粉尘，能借助喷雾洒水装置马上实施喷雾降尘，减小粉尘对工作人员产生的不良影响。

治理煤矿粉尘危害属于一项复杂而长期的过程，煤矿开采企业可以通过喷雾洒水等措施，降低煤矿作业过程中的粉尘浓度，使工作人员的作业环境得到有效改善，从而最大限度地减小工作人员患呼吸道疾病的概率，切实保障工作人员身体健康，避免发生煤矿爆炸等安全事故，保证煤矿生产安全。

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