井下煤塵綜合防治措施

徐 濤，馬利軍

中煤邯鄲設計工程有限責任公司礦井工程所，河北邯鄲 056031

高家莊煤礦位于山西省呂梁市，設計生產能力3.0Mt/a。根據地質報告提供的資料，首先開采的2號、4號煤均有爆炸危險。設計采用綜合防治措施，減少煤塵對礦井安全生產的危害。

1 煤塵產生的原因

煤炭的生產過程實際是一個將原始存在的整塊煤體切割分成無數個煤塊的過程。由完整的煤體通過機械的切割破碎，勢必產生很小的煤體微粒，較多的小煤體微粒聚集成粉塵。

2 煤塵種類及危害程度分析

2.1 粉塵種類

粉塵指礦井采掘過程中所產生的各種煤、巖礦物微粒，包括煤塵和巖塵，懸浮于空氣中的礦塵稱浮塵，沉落的礦塵稱落塵。

2.2 粉塵的危害

生產過程中，接塵作業工人長時間吸入粉塵，能引起肺部組織纖維化病變、硬化，從而逐漸喪失正常的呼吸功能，導致塵肺病，塵肺病是無法痊愈的職業病。

實際生產中粉塵可以加速機械設備的磨損，降低使用壽命；容易導致機電設備失爆；在一定的條件下，煤塵能夠發生爆炸，而一旦發生爆炸常能形成連續性爆炸，其危害性遠高于單純的瓦斯爆炸。

3 綜合防塵措施

3.1 濕式作業

3.1.1 回采工作面

工作面配有噴霧泵站，采煤機機組配有內、外噴霧裝置，堅持無水不割煤。割煤時必須噴霧降塵，內噴霧壓力不得小于2MPa，外噴霧壓力不得小于4MPa，噴霧流量應與機型相匹配。如果內噴霧裝置不能正常噴霧，外噴霧壓力不得小于8MPa。外噴霧罩住全滾筒，內外噴霧不完好，不準生產。機組司機在采煤機開動前必須首先打開機組噴霧，確保使用正常后，方可開機，否則不能開機割煤。割煤時內噴霧堵塞時，必須停機處理。

3.1.2 掘進工作面

3.1.2.1 濕式鑿巖

濕式鑿巖是普掘工作面綜合防塵技術的重要內容。設計采用氣腿鑿巖機，壓力水通過鑿巖機、鉆桿送入并充滿孔底，以濕潤、沖洗和排出產生的礦塵。濕式鑿巖的除塵率可達90%左右。

3.1.2.2 “水炮泥”爆破降塵

水炮泥就是將裝水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼內，如圖所示。爆破時水袋破裂，水在高溫高壓下汽化，然后或以細散塵粒為核心凝結，或凝結成霧粒濕潤礦塵，達到降塵的目的。

1.黃泥； 2.水炮泥； 3.炸藥包

3.2 煤層注水

3.2.1 注水方式的選擇

根據《煤礦安全規程》，煤塵有爆炸危險的煤層需要采取注水措施。

本礦井煤層賦存穩定，傾角小，構造簡單，設計確定煤層注水方式為長孔注水。為保證鉆孔質量，從工作面巷道向煤體雙向注水。

根據礦方實際情況，煤層注水方式為：隨著回采工作面的回采推進度，回采工作面運輸巷及回風巷以超前工作面80m～100m及時進行動壓注水。

3.2.2 注水參數

1）鉆孔直徑：113mm；2） 鉆孔長度：90m；3） 鉆孔間距：8m；4） 鉆孔布置方式：工作面運輸巷及工作面回風巷均布置鉆孔；5） 封孔方式：進行水泥砂漿封孔或直接利用漲圈式封孔器封孔。

3.2.3 注水設備

每個回采工作面配備BZW400/16型注水泵兩臺，配套功率110kW，額定流量21m3/h。注水鉆機型號為ZDY3200S型全液壓鉆機。

3.3 灑水降塵

井下煤炭在轉運過程中，由于振動，轉載、風流等作用下，不可避免的產生粉塵。因此設計在回采工作面和回風巷道的連接處設置兩道弧形凈化水幕；在采煤工作面進回風巷靠近上下出口30m內、掘進工作面迎頭50m內、裝煤點下風向15m～25m處、帶式輸送機巷道、采區回風巷及運煤的進風巷、進風大巷、回風大巷均設置一道水幕用來凈化風流，以控制井下巷道中的含塵量。

在井下采掘工作面的刮板輸送機、轉載機、破碎機以及運輸系統中的帶式輸送機、煤倉等轉載點處設置噴霧防塵裝置，噴霧防塵裝置采用ZP127-Z型礦用自動灑水降塵裝置；

3.4 隔爆措施

爆炸后產生的氣體溫度高、壓力強、破壞性大，它的溫度達1600℃～1900℃，壓力約1MPa，一旦爆炸，往往波及范圍較大。爆炸波還可將巷道內的積塵揚起，造成連續性爆炸，離開爆源越遠其破壞力越大。煤塵爆炸時產生大量一氧化碳，空氣中含量可達2%～3%，很容易造成大范圍的人員傷亡。

為了盡可能的降低煤塵爆炸的影響范圍，設計在井下巷道內設置隔爆水棚。

3.4.1 主隔爆水棚主要布置在下列巷道

礦井兩翼與井筒連通的主要巷道；相鄰采區之間的集中輔助運輸、帶式輸送機巷和回風巷；相鄰煤層之間的集中運輸斜巷石門。

3.4.2 輔助隔爆水棚主要布置在下列巷道

工作面進、回風巷道；盤區內的煤與半煤巷掘進巷道；采用獨立通風并有煤塵爆炸危險的其它巷道。

3.5 個體防護措施

根據國家安全生產監督管理局（國家煤礦安全監察局）第5號令《煤礦安全生產基本條件規定》第十九條：煤礦應當加強粉塵的檢測和防治工作，制定職業危害防治措施，并為從業人員提供符合標準的勞動防護用品。

根據《煤礦職業安全衛生個體防護用品配備標準》（AQ 1051-2008）的規定，本礦井接觸粉塵工人全部佩戴防塵口罩。對新入礦工人必須進行職業健康檢查，并建立健康檔案。對井下工人必須定期進行職業病健康檢查，檢查結果記入健康檔案。

4 結論

通過以上在減少粉塵的產生、抑制粉塵的擴散、控制煤塵爆炸的范圍、降低煤塵對井下工人的傷害等綜合防塵措施，使工作環境的產塵量大幅度下降，達到《煤礦安全規程》第七百三十九規定的標準，保證礦井生產的安全及人員的健康。