關于煤礦采掘工作面粉塵防治技術分析

段賢斌

(山西焦煤西山煤電集團公司 西銘礦，山西 太原030052)

0 引言

在煤礦采掘過程中會產生大量的粉塵，這些粉塵的濃度很高，并且彌漫在工作空間里，所以在這種環境下工作的職工如果長期吸入粉塵，就會在日后產生各種肺病，所以控制粉塵對安全生產意義重大。我國煤礦在采掘過程中都加大了對粉塵的防治技術研究，在實際工作中取得了很好效果，本文將對我國煤礦采掘工作面粉塵主要防治技術進行分析。

1 煤礦采掘工作面粉塵主要防治技術分析

1.1 通風除塵技術

通風除塵技術主要是可以對井下采煤中的粉塵起到降低濃度的作用，具體通風時的風速和風向會影響通風除塵技術的發揮，同時對不同粒度、濃度、濕潤度的粉塵實施通風除塵技術的效果也不相同［1］。在通常情況下，如果風速太小就無法將粒度大、濃度高、比較濕潤的粉塵排除;如果風速太高，就會將剛剛落地的粉塵重新吹起，這樣就會增加粉塵的濃度，不能起到除塵的目的。所以在實際工作中要根據施工的具體情況控制風速，一般風速要控制在0.4～0.7 m/s，如果是采用機械化操作的采煤施工要將風速控制在1.5～2.5 m/s 以內，在回采工作面和煤巷作業時的最高風速要控制在4 m/s 以內，這樣可以對粉塵的二次揚起起到一定的控制［2］。

1.2 控制塵源產生

粉塵在產生中可以分為全塵和呼吸性粉塵，呼吸性粉塵對人體傷害極大，對煤礦采掘中產生的粉塵根源進行控制，控制呼吸性粉塵是避免人身傷害的主要手段。控制塵源的主要方法包括向煤層中注水、濕式打眼、水封爆破、改進采煤機的主要結構等，其中向煤層中注水主要是為了保證煤層在開采前有足夠的濕潤度，這樣可以降低粉塵的產生，我國目前利用這種方法可以將粉塵濃度降低60%。但是我國大多數煤礦的裂縫發育不是太好，向煤層中注水會很困難，這樣就需要利用脈沖式注水的辦法，達到從塵源上抑制粉塵的目的。

1.3 噴霧除塵技術

相比較其他的除塵技術，噴霧除塵技術比較方便快捷、經濟實惠，所以在煤層除塵中經常使用，噴霧除塵技術在實際使用時主要包括三種除塵方式。

1)實施噴霧除塵技術依靠采煤機和掘進機，主要是因為科技的不斷發展采煤機和掘進機不斷改造，在進行割煤過程中可以實現噴霧除塵技術，對采掘工作面進行除塵，主要方法就是在采煤機的搖臂徑上設置錐形噴嘴，這樣可以形成霧流屏障，達到減少割煤施工時產生粉塵的目的。但是在實際工作中要解決噴嘴堵塞的問題，主要通過二級過濾技術和高壓外噴霧技術，利用改善水質的方法實現除塵。

2)利用轉載點和液壓支架噴霧技術來進行除塵，主要是因為轉載點除塵需要的條件比較少，在工作中采用預荷點噴霧技術、聲波霧化技術、自調式風水噴霧技術等就可以達到利用轉載點除塵的目的［3］。而利用液壓支架在采掘時，整個支架都會產生大量的塵源，在自移式液壓支架前移、放煤過程中產生的粉塵濃度達到1 500～2 000 mg/m3。所以在對支架式噴霧技術改進時可以通過調整噴霧噴嘴的具體角度、壓力等設置，通常情況下可以到達96%的降塵效率。

3)自動噴霧除塵是最簡單快捷的一種噴霧除塵技術，主要是對傳統手動噴霧除塵的改進，在操作過程中利用綜合噴霧降塵控制系統，保證采煤機和掘進機在采掘時可以實現噴霧操作，在噴霧時采用多階段、多轉載點的自動除塵。

1.4 化學除塵技術

化學除塵技術主要利用濕式條件下的采煤工作，因為在這種條件下，液質主要以清水為主，并且清水表面具有很大的張力，無法實現對粉塵的吸附，特別是對微小呼吸性粉塵更難以吸附。在這種情況下就可以在清水中引入化學除塵技術，主要是加入表面活性劑，比如CTC 固體潤濕劑(濃度為0.01%～0.15%)，這樣就可以將除塵效果提高20%～30%［4］。經過我國化學技術的不斷發展，更多的化學抑制劑引入煤層除塵中，比如高分子泡沫降塵劑、聚丙烯酸鈉溶膠吸塵劑等物質，這些在實際工作中起到了很好的除塵效果，并且隨著更多更好化學除塵劑的發明，化學除塵技術會越來越受到除塵工作者的歡迎。

1.5 空氣幕隔塵技術

空氣幕隔塵技術起源于西方發達國家，在實際除塵中有著很好的效果。空氣幕隔塵技術主要工作原理是利用條形風口吹出條形空氣，達到污染物與周圍環境之間的一種隔絕，實現保護環境的目的。在采煤工作中，主要是在采煤機機身上裝置條形噴射空氣流，這樣就會對割煤時產生的粉塵起到阻截的作用，保證采煤機司機與煤壁側之間有層透明的空氣幕屏障。空氣幕隔塵技術主要包括風噴嘴和附壁風筒兩種，后者在施工中最常使用，主要是依靠附壁效應，實現風筒中風流形成軸向，并且以旋轉速度進行一定的旋轉，這樣可以在煤層工作面的巷道上形成空氣屏幕，達到阻止在割煤施工過程產生的粉塵對司機等工作人員的傷害。

2 粉塵防止技術的發展趨勢分析

1)對通風除塵技術的研究。在實際工作中，通風除塵時風速的控制要綜合考慮采煤工作面的實際情況，所以需要對粉塵的粒度、濃度、濕潤度進行考察，在以后的研究中應該加大這方面的關注度，保證在使用通風除塵技術時所設定的風速適合具體工作面。

2)對噴霧除塵技術的研究。自動噴霧除塵是其中最簡單的噴霧除塵技術，但是其使用的條件有限，自動化操作受到很多限制，所以在操作中要對自動噴霧除塵技術加大改造力度，保證即簡單操作，效果又很明顯、適合于多種條件使用。

3)對化學除塵技術的研究。化學除塵雖然效果比較明顯，但是使用的化學物質具有一定的毒性，這樣對采煤工作人員的身體會造成一定的傷害，所以在以后的研究中要加大科技投入，爭取研究出更多價格低廉的無毒化學物質，保證采煤工作人員的身體不受侵害。

4)對空氣幕隔塵技術的研究。這種除塵技術在英國等發達國家比較流行，但是在我國的煤礦生產中運用很少，主要是因為對技術的要求比較高，所以在日后的使用中要加大對采煤工作人員的培訓，讓他們熟練操作空氣幕隔塵技術。另一方面還有加大科技投入，設計出更為簡單操作的空氣幕隔塵技術，讓普通員工都能在采煤工作中正常使用，達到很好除塵的目的。

3 結語

通過以上分析可以看出，采煤工作面的粉塵對工作人員的身體傷害很大，需要在工作中加大對粉塵的防治，目前我國主要使用的粉塵防治手段包括:通風除塵技術、控制塵源產生、噴霧除塵技術、化學除塵技術、空氣幕隔塵技術，雖然各種防治手段在工作中都起到了一定的效果，但是為了達到以人為本的工作原則還需要對這些防治手段進一步改進和完善。

［1］ 李曉豁，張日升，姜健. 采掘工作面的塵源與防治［J］.煤，2012，9(19):1 -2.

［2］ 任興福.煤礦采掘工作面粉塵危害及有效防治［J］.山東煤炭科技，2010，9(2):190 -191.

［3］ 任紅強，何俊峰. 煤礦采掘工作面爆破安全性技術探討［J］.科技致富向導，2011，8(17):301.

［4］ 李德文，郭勝均. 中國煤礦粉塵防治的現狀及發展方向［J］.金屬礦山，2009，7(10):747 -752.