煤礦職業危害綜合防塵體系建設分析

李向楠

（黃陵一號煤礦 安監部，陜西 黃陵727300）

1 概述

職業危害主要指在生產勞動過程及其環境中產生或存在的，對職業人群的健康、安全和作業能力可能造成不良影響的一切要素或條件的總稱。煤礦職業危害因素包括粉塵、有害氣體、噪音、高溫等。

黃陵一號煤礦是年產6Mt的現代化大型礦井。礦井采用斜井開拓，工作面采用條帶式開采方式。礦井采用走向長壁采煤法，大采高一次采全高，全部跨落法管理頂板。掘進工藝為綜掘，礦井機械化程度達到100%。礦井開采單一煤層，主要大巷沿煤層布置，所采煤層為2號煤層。

近年來，一號煤礦加強職業危害防治工作的建設，加大科技投入，積極改善工作環境，尤其在職業危害綜合防塵管理上，建立了完善的體系，保證了綜合防塵效果。根據黃陵一號煤礦井下粉塵概況，首先對井下粉塵的來源進行了分析，包括煤層屬性、運輸機等，針對這些粉塵來源，采用綜合防塵體系，分別對綜采工作面、掘進工作面、運輸系統等不同部位，采用不同的防塵手段，取得了良好的效果。

2 井下粉塵來源分析

1）黃陵一號煤礦所采煤層為2號煤層，其變質程度相對較低，屬于第二變質階段之煙煤，即弱粘煤—氣煤范疇，所以煤層開采中（主要是回采及掘進中）造成大量的煤塵，約占礦井全部粉塵的70%～80%。

2）一號煤礦采用膠帶運輸，膠帶運輸距離長，且膠帶巷與輔助運輸巷相通，運輸中各轉載點的運煤以及運輸中受風流影響，對井下空氣造成大量的污染。

3）由于一號煤礦采用無軌膠輪車作為輔助運輸，車輛在行駛過程中的揚塵受較大風速的風流的影響，對礦井空氣造成一定的污染。

綜上所述，礦井綜合防塵技術主要從以上三方面進行研究與分析，建立完善的防治體系，從而從源頭進行井下空氣的凈化。

3 職業危害綜合防塵體系建設

3.1 綜采工作面綜合防塵體系

一般來說，綜采工作面的粉塵濃度是炮采工作面的十幾倍甚至幾十倍，造成如此高粉塵濃度的主要原因是由于進風流的污染，采煤機的切割和裝載，正常移架，運輸機的載運和轉載以及工作面片幫和頂板冒落等幾個方面。

從上述原因可以看出，采煤機割煤、移架是綜采工作面防塵的重點。對此相應的采用了采煤機內外噴霧、風水聯動強力除塵、移架時自動噴霧等防塵裝置來進行空氣中粉塵的凈化。

（1）內外噴霧

滾筒采煤機的噴霧系統分為內噴霧和外噴霧兩種方式。采用內噴霧時，水由安裝在截割滾筒上的噴嘴直接向截齒的切割點噴射，形成“濕式截割”；采用外噴霧時，水由安裝在截割部的固定箱上、搖臂上或擋煤板上的噴嘴噴出，形成水霧覆蓋塵源，從而使粉塵濕潤沉降。

（2）風水聯動強力除塵

在采煤機搖臂上外接一組風水聯動噴霧裝置，利用高壓水流與高壓風流的混合汽化，提高噴霧裝置的整體除塵效果。

（3）采煤機架間噴霧

該噴霧裝置每五架為一組，主要由PLC可編程主機、隔爆兼本安型穩壓電源、電動球閥、遙控發送器、遙控接收器和無線發射器等組合而成。每三套自動噴霧降塵裝置配接一個本安電源。該系統可以實現移架噴霧，當生產工人移架時，無線發射器探測到移架手柄運動，發出噴霧指令，本組噴霧點自動噴霧，當停止運動移架手柄后，延時30秒（時間可以隨意設定）后自動停止噴霧。通過這些方法的有效實施，綜采工作面防塵取得了良好的效果。

3.2 掘進工作面綜合防塵體系

在煤礦生產環節中，井巷掘進是產生粉塵的主要生產環節之一。掘進工作面工序多，產塵量大，塵源分散多變，粉塵分散度高，嚴重危害著礦工的身體健康，影響安全生產。據統計，85%以上的煤礦塵肺病患者的工作地點在巖巷掘進工作面，煤巷和半煤巖巷的煤塵瓦斯燃燒爆炸事故發生率也占較大的比重。

（1）煤層注水。依靠水在煤體裂隙中的滲透、壓差、毛細和分子擴散運動，使注入煤層中的水沿著煤的裂隙分割的煤塊滲透并儲存于裂隙與空隙之中，增加煤體的水分，使煤體得到預先濕潤，以減少生產時產生浮游礦塵的能力。經過反復試驗，采取靜壓注水的方式進行煤層注水，注水孔孔深18m，每班施工2個，每孔注水時間4小時以上，降塵效果非常有效。

（2）泡沫除塵。泡沫除塵采用西安西科煤礦安全通風防滅火研究所研發的WSR－ⅠA型礦用泡沫抑塵系統與威薩爾（抑塵專用液）組成，該技術與水霧除塵相比，具有用水量少、粉塵濕潤速度快、泡沫粘性好、除塵效率高等特點。

（3）轉載點封閉式自動噴霧。運輸轉載點是產生煤塵的一個重要環節，一號煤礦在皮帶的每個轉載點安裝封閉式自動噴霧裝置。即在轉載點上安裝封閉罩減少風吹揚塵，罩內設有噴霧裝置，只要煤經過，噴霧裝置便會通過紅外感應實現自動噴霧，無煤則自動停止，即達到了降塵效果又不影響煤質。

（4）全斷面捕塵網。掘進工作面在水倉處安設全斷面捕塵網，捕塵網采用直徑20mm鋼管架子和防塵網（窗紗）對巷道實施全斷面封閉，在鋼管中預留一高度為2.5m、寬度為3m的門便于車輛和人員通行。

（5）風水聯動凈化水幕。積極引進風水聯動凈化水幕，通過高壓水流與高壓風流的混合汽化，提高凈化水幕的整體除塵效果。改凈化水幕具有凈化范圍大、用水量小、水霧距離遠、降塵效率高等優點。

（6）除塵風機。掘進工作面采用KCS－225LZ型礦用濕式螺旋除塵風機，風機的功率為18.5kW。根據井下現場實際情況及除塵要求，將除塵風機安裝在綜掘機后，有效的降低了該區域的粉塵。

3.3 主運輸系統綜合防塵體系

一號煤礦由于中央膠帶大巷與輔運巷有部分聯絡巷相連，所以在實際運輸中，粉塵隨著風流進入到輔運大巷，對井下進風流造成大量的污染，同時，主運輸路線的粉塵防治工作也至關重要。

（1）在膠帶各運輸轉載點安設自動噴霧，部分落煤點粉塵較大時對轉載點進行全斷面封閉，有效地控制了煤流在拋灑時所產生的煤塵。

（2）在膠帶大巷安設凈化水幕。該裝置采用紅外感應傳感器，可實現噴霧與皮帶的聯動，主要包括ZP127－Z礦用自動灑水降塵裝置主控器、紅外傳感器、DFH20／7礦用本安型電動球閥、防塵水幕等部分。這套自動噴霧裝置當皮帶上無煤流經過時，電動球閥自動關閉，從而停止噴霧。降低運輸中產生的粉塵。其主要設備機原理見圖1。

圖1 自動噴霧設備原理

（3）在部分聯絡巷位置安設除塵風機。通過測定主膠帶巷風量的大小，選用吸風量在巷道風量80%左右的除塵風機，以此來凈化主膠帶巷的空氣。

（4）在風流從膠帶巷向輔運巷流動的聯絡巷安設捕塵網，從而減小膠帶巷含有粉塵空氣的蔓延。具體如下：防塵網門整體框架采用50角鐵焊接，其上部和巷道一致，為弧形，在頂部和下部順著圓弧方向焊接3塊鋼板，其下部兩扇大門，內有一小門可以開合，保證行人、行車，并在門上鋪設防塵網，防塵網門上部安設凈化水幕。

3.4 輔助運輸大巷綜合防塵體系

輔助運輸大巷空氣中粉塵來源主要是車輛行駛時的揚塵，針對這種情況，在2條井筒和2條輔運大巷，每隔500m安裝了風水聯動自動噴霧，該裝置可實現定時噴霧。同時，安裝了2個人體熱釋電感應器（見圖2）。

圖2 風水聯動自動噴霧工作流程

此外，還建立了完善的綜合防塵制度，對大巷定期沖洗滅塵，并購置防爆灑水車進行大巷的灑水工作，一定程度上減小了車輛運輸中對空氣的污染。

3.5 個體防護

防塵口罩是阻止礦塵進入人體的最后一道防線，能夠有效降低礦塵進入幾率。該礦相關部門嚴格監督、檢查個體防護用品的發放、使用，將個體防護用品的使用納入規章制度，以制度約束員工養成正確使用個體防護用品的良好習慣，對于礦工身體健康具有積極作用。

4 綜合防塵體系實施效果

通過綜合分析井下空氣中粉塵的來源，從而有針對性地進行技術研究，采取合理的技術手段，形成完善的綜合防塵體系，一號煤礦井下空氣質量有了明顯的改善。

礦井全塵平均濃度下降了87%，呼吸性粉塵濃度下降了89.2%，此外，此方案使礦井防塵自動化水平達到90%以上，做到運輸轉載點、生產作業地點、運輸巷的煤塵治理達到全部自動化，起到了良好的效果，保障了員工的身體健康。

5 結語

完善井下綜合防塵體系的建設，是礦井職業危害防治的重要內容之一，通過采取綜合防塵措施凈化井下空氣質量，降低了煤塵爆炸的危險性，改善了空氣質量，在完善體系的基礎上，還須做好以下幾個工作：

1）提高職業危害綜合防塵的認識，尤其是井下一線施工隊伍管理人員的認識，保證綜合防塵設施等能夠隨著系統的延伸及時補充；

2）加大綜合防塵設施的檢查力度，確保設施完好，尤其是自動化水平較高的各類設施，必須定期進行維護；

3）加大綜合防塵設施的使用動態檢查，確保各類設施能夠在生產期間正常使用，只有這樣，才能在體系建設完善的基礎上，切實做好礦井“無塵化”開采，真正使職業危害健康體系建設落到實處。

〔1〕劉照鵬，郭志武 .煤礦安全評價存在的問題及對策〔J〕.煤礦安全，2007，38（3）：69－71.

〔2〕王玉懷，潘德祥，李祥儀 .應用層次分析法及模糊評價進行煤礦安全評價研究〔J〕.煤炭工程，2005（3）：60－62.

〔3〕任善強，周寅亮 .數學模型〔M〕.重慶：重慶大學出版社，1998.

〔4〕龐 成，王宏圖 .談煤礦井下煤塵防治〔J〕.重慶職業技術學院學報，2008，17（2）：149－150.