綜合防塵技術在鄉鎮煤礦生產中的應用研究

史敏雪

摘 要：隨著煤礦綜合機械化水平和生產強度的不斷提高，產塵濃度不斷增大。當粉塵聚集到一定程度，不僅引起員工患職業病，而且容易引發煤塵爆炸事故，因此研究煤礦綜合防塵技術對于煤礦的發展有重要的戰略意義。文章結合工程實際，重點介紹了適應性較好的綜合防塵措施，為井下員工創造一個良好的作業環境，確保礦井的安全發展。

關鍵詞：礦塵；防塵措施；防塵技術；煤礦

中圖分類號：TD714+14 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）32-0039-02

1 概 述

在煤礦生產過程中，采、掘、運各個工序將產生大量粉塵。近幾年來，瓦斯煤塵爆炸事故仍時有發生，嚴重影響了礦井安全生產和員工生命，而且是導致員工患塵肺病的根源。因此，抓好礦井粉塵綜合治理已迫在眉睫。煤礦生產過程中粉塵主要來源于采掘工作面，其次是機械化運輸設備的產塵，尤其是采掘機械的迅速發展，使煤礦機械化程度大為提高，采掘能力也隨之加大，促進煤炭產量成倍增長。因此研究綜合防塵技術對保障礦井的安全生產和礦工的身心健康意義重大。

2 工程概況

西北某鄉鎮煤礦年產量50 kt/a，井下采煤方式主要為煤電鉆打眼放炮落煤、人工攉煤，并采用可彎曲刮板輸送機和礦車運煤，掘進工作面采用風鉆打眼，放炮掘進的方式開拓。該礦煤層中灰分主要由各種無機礦物質組成，并以游離SiO2和硅酸鹽類為主，其游離SiO2的含量一般在3.8%～4.6%之間。根據儲量核實報告提供的資料表明，到目前為止，該礦山尚未發生過煤塵爆炸事故。

3 綜合防塵措施

3.1 噴霧灑水防塵措施

在井下的掘進工作面、回采工作面、原煤運輸及轉載點、落煤點等處均同時采用型號為ZP-1型的自動噴霧器（該類自動噴霧器與采掘工作面及運輸設備聯動，一般降塵率在85%左右），并在個別不宜使用自動降塵裝置的位置安裝手動噴霧器防塵降塵（自制）。

一般在放炮后采用由S型霧化噴嘴形成的噴霧器降塵；對轉載點、落煤點以及裝矸點等處，則采用由K型霧化噴嘴形成的噴霧器降塵。

同時，在上述產塵點設置粉塵濃度傳感器，以監測各產塵點的粉塵濃度。

3.2 通風排塵、降塵措施

該礦井巷中風流的風速范圍將按照《煤礦安全規程》第101條之規定執行，詳見表1。該礦井巷各作業點和巷道均按《煤礦安全規程》要求分配有足夠的風量，并在表1的限值范圍內配置有合適的風速，通過相應的風量和風速可將井下各巷道及作業點的污風匯集到相應的回風巷道中，保證各用風點的進風均為新鮮風流，防止了循環風的產生，保證了各用風點涌出的瓦斯和粉塵能及時的被風排走。

3.3 采用風流凈化水幕降塵

礦井在采煤工作面的回風順槽靠近上下出口30 m內，掘進工作面距迎頭40 m內，各裝煤點的下風方向15～25 m處按要求安裝有風流凈化水幕，以達到凈化空氣和降塵的目的。

3.4 粉塵沖洗及清除

①巷道沖洗：在容易沉積粉塵的采掘工作面、主要回風及運輸巷等處，定期由里向外使用灑水及沖洗裝置逐步沖洗巷道兩幫、頂部、底部直到整個工作面，使粉塵充分潤濕，無法揚起。沖洗下來的粉塵，則通過排水溝和沉淀水倉集中收集處理后裝車運出；

②機電及運輸設備粉塵防治：對礦井的機電設備和運輸設備，采用加裝防塵罩，并定期清掃附著在設備上的浮塵的防治措施；

③定期采用石灰漿粉刷主要運輸大巷及回風大巷，減少粉塵的附著和保持巷道的整潔。

4 回采和掘進工作面除塵

4.1 回采工作面除塵

4.1.1 煤塵主要產生地點

該礦井下回采工作面使用型號為MZ-12C的煤電鉆打眼放炮落煤、人工攉煤，并在工作面使用可彎曲刮板輸送機和礦車裝車運輸的方式作業。

上述各設備工作時均會有較嚴重的煤塵產生，其工作的巷道內也相應會產生一定濃度的煤塵。另外，在回采工作面回柱時也將有較多的煤塵產生，均是粉塵的重點防治對象。

4.1.2 除塵措施

①煤電鉆濕式作業除塵：回采工作面采用的煤電鉆為濕式作業設備，配備有接用水使用的供水管口，可通過供水將煤電鉆作業時產生的粉塵由過量的水流帶走，其除塵效果較好，除塵率可在78%左右。

②放炮除塵：放炮使用水炮泥，爆破前、后沖洗煤壁，爆破后極時噴霧降塵。采用煤電鉆濕式作業技術和水炮泥防塵技術，一般降塵率可達55%～75%以上，特別是采用水泡泥不但能起到降塵作用，而且還能消煙、降溫。在回采工作面再結合噴霧灑水降塵及通風排塵措施，其綜合降塵率可達93%以上。

③安裝風流凈化水幕除塵：在各回采工作面的回風巷道內，靠近工作面30 m范圍和靠近出口15 m范圍內，以及各裝煤點下風方向的10～15 m分別各設置一道風流凈化水幕。

④回柱除塵：回采工作面回柱時均采用在工作前后噴霧降塵的方式進行，力爭使揚塵降到最低程度。

4.2 掘進工作面除塵

4.2.1 粉塵主要產生地點

該礦井下煤巷及半煤巷掘進工作面主要采用型號為7655D的風動鑿巖機進行打眼、放炮掘井，并采用耙斗裝載機和礦車裝車運輸的工作方式。上述設備在工作時將產生較嚴重的煤塵及巖塵，并使工作場所的粉塵嚴重超標，故該類設備的工作及工作場所均是粉塵的重點防治對象。

4.2.2 除塵措施

①掘進工作面采用的風動鑿巖機配套有專供濕式打眼使用的供水接口，可使鉆孔時產生的粉塵降到極低，并隨過量的水流帶走；

②采用水泡泥放炮除塵措施，并在爆破前、后沖洗巖壁，爆破后及裝巖機工作時極時采用手動噴霧降塵器除塵、降塵；

③在掘進工作面距迎頭40 m處安裝一道風流凈化水幕進一步對進出工作面的空氣除塵、降塵；

④煤、矸裝車前均采用在矸石及煤堆上灑水和沖洗巷道頂幫的措施防塵降塵，采用的除塵器為手動噴霧除塵、降塵裝置；

⑤在使用耙斗裝巖機的巖巷掘進工作面采用配套ZP-1型灑水裝置除塵降塵，該裝置可與裝巖機連動，可達到自動除塵、降塵，并節水的目的。

⑥定期沖洗工作面巖壁，清掃巷道中的浮塵并灑水，工人堅持佩戴自吸式防塵口罩工作。

5 煤層注水防塵

該礦所采C1煤層平均厚度0.60 m， C2煤層平均厚度

0.33 m，各煤層均為極薄煤層，且煤層C1煤層的全硫的平均值為1.34%，C2煤層的全硫的平均值為2.74%，屬全硫成份較高煤層。根據開采煤層的上述特點，考慮采用煤層注水防塵技術措施。

5.1 水源、用水量、水質及水壓

水源采用流經南回風平硐附近，出水標高在+1 000 m的泉水及形成的溪溝水作為井下消防灑水的供水水源。

5.2 用水量

5.2.1 井下消防用水量

井下消火栓系統的用水量采用7.5 L/s，持續時間按6h計，一次火災用水量為162 m3考慮，故井下消防用水量為：

Q井消總=7.5 L/s×6 h×3 600 s=162.0 m3；

井下消防最大小時用水量為：

Q井消時=7.5 L/s×3 600 s=27.0 m3；

井下消防水量的儲備水量按不低于162.0 m3設計，補充水量按48 h，小時補充水量為3.8 m3設計。

5.2.2 井下防塵灑水用水量

井下防塵灑水用水量按各用水設備及器具的流量指標和下述公式進行計算：

Q井灑d=KΣ0.06q1t1，

式中： Q井灑d—井下灑水日用水量（m3/d）；

K—富余系數，取1.25～1.35；

q1—某用水項的流量指標（L/min）；

t1—某用水項一天中的使用時間。

5.2.3 井下最大設計日用水量

井下最大設計日用水量為井下消防用水量與井下防塵灑水用水量之和，即：

Q井總=Q井灑d+Q井消總=162.0 m3+235.8 m3=397.8 m3/d。

5.2.4 井下最大設計小時用水量

井下設計最大小時用水量為井下消防最大小時用水量與井下防塵灑水最大小時用水量之和，即：

Q井h= Q井灑h +Q井消h=27.0 m3+38.4 m3=65.4 m3/h。

6 結 語

通過綜合防塵技術和設施的應用，掘進、采煤工作面粉塵濃度比以往降低了80%。此綜合防塵技術的成功應用不僅杜絕了井下煤塵堆積，為職工提供了一個健康良好的工作環境，員工塵肺病的發病率大大減少，而且提高了礦井的現代化管理水平，確保了礦井的安全生產。

參考文獻：

[1] 劉賓.綜合防塵技術在煤礦生產中的應用[J].中國科技縱橫，2012，（4）.