試析薄煤層炮采工作面煤塵防治技術的應用

程召利++高波

摘 要：該文分析了薄煤層炮采工作面煤塵的形成原因，以及薄煤層炮采工作面煤塵防治技術的應用。事實表明，這一系列的綜合防塵技術能夠實現理想的效果，從而優化煤礦工作環境，確保煤礦企業生產高效性與安全性，以供參考。

關鍵詞：薄煤層 炮采工作面 煤塵 防治

中圖分類號：TD714 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（a）-0046-02

在煤礦的五大災害當中，粉塵是其中之一，不但嚴重地影響到煤礦生產的安全性，而且對煤礦工人的生命安全與身心健康產生了不利影響。針對大部分的礦井來講，要想實現煤礦粉塵的排放指標比較難。為此，在煤礦生產過程中，有效地控制粉塵顯得非常關鍵。下面，筆者對薄煤層炮采工作面應用的一些煤塵防治技術進行了簡要分析。

1 薄煤層炮采工作面煤塵的形成原因分析

北宿煤礦是全國第一座現代化薄煤層礦井，井田16上、17層煤，為穩定煤層，全區可采。16上煤平均厚度0.90 m，硬度f=1.25-2.5；17層煤平均厚度1.0 m，硬度f=1.64。煤層結構簡單，局部含硫化鐵結核，煤層傾角2°～6°，屬于低瓦斯礦井。煤塵具有強烈的爆炸性，其爆炸指數為16上層煤43.07%。17層煤45.37%，煤層自燃傾向性鑒定為三類不易自燃煤層。由于煤層局部含硫化鐵結核f值高達11，采掘工作面落煤方式采用人工打眼，爆破落煤生產方式，生產過程中不斷產生粉塵，并長時間懸浮于空氣中，煤塵不僅污染勞動環境，降低生產場所的可見度，影響勞動效率和操作安全，而且存在煤塵爆炸的安全隱患。為了杜絕煤塵帶來的不安全因素，確保礦井安全生產和良好的工作環境，工程技術人員通過對薄煤層炮采工作面產生粉塵的理論研究、主要產生煤塵的生產工藝研究和現場測試，結合現場實際情況，在保證不惡化作業環境的前提下，有針對性地采取了一系列防止煤塵技術。

煤礦井下產塵量大和產塵持續時間長的一個關鍵生產場所是采煤工作面。需要結合采煤工作面一系列環節的產塵特性，實施有效的防塵對策和應用先進的防塵裝置，以使采煤工作面的煤塵濃度得以控制與減少。對于薄煤層炮采工作面來講，其生產過程的主要環節是打眼、放炮、攉煤、輸煤、回柱放頂等，各個環節都會產生煤塵，然而產塵的重點環節是輸送煤炭、爆破、鉆眼、攉煤等。其中，鉆眼產生的粉碎煤塵為微小的顆粒，這樣容易使飄散的、濃度較高的呼吸性粉塵形成；在落煤的過程中，煤炭會被破碎，并且在轉載和輸煤的時候破碎煤塊的情況還會繼續出現，這樣煤塵會持續出現，而作業位置的風速與通風的形式決定了煤塵的濃度大小。總之，采煤工作面是不是出現飛揚的煤塵，主要受到通風狀況、煤體的含水多少、煤體的破碎程度、空氣濕度等一系列要素的制約作用，而炮采工作面還受到工作面風阻和生產環節的制約，工作面的打眼、爆破、攉煤、輸煤等都有會導致空氣中長期地懸浮煤塵，從而導致煤塵濃度的超標。

2 薄煤層炮采工作面的煤塵防治技術的應用

2.1 通風除塵技術的應用

通風是減少煤礦粉塵濃度的一種有效方法，在增加空氣流動的基礎上，向礦井外排放大量的煤塵，從而大大減少煤礦井下的煤塵濃度。為了實現理想的通風除煤塵效果，應當兼顧風流的方向、風速等，并且關注煤塵濕潤程度、粒度大小、密度對通風產生的影響程度。其中，有效地控制風速非常關鍵，應當確保適宜的風速，防止存在太高或者是太低的情況。由于太低的風速會難以有效地排出煤塵，進而難以實現除塵的目的，而太高的風速盡管可以排出煤塵，可是也會吹起落地的煤塵，這也會增加煤塵的濃度。通常來講，在炮采工作面，控制為0.4～0.7 m/s的風速比較適宜。而兼顧到工作面通風的要求、二次揚塵等問題，在2001年執行的《煤礦安全規程》當中，限定了4 m/s的最大風速。

2.2 煤層注水技術的應用

煤層注水是在回采煤體上鉆孔，借助孔洞在煤體內部打水壓，以使煤體含水量增加，從而在煤體表面能夠吸附大量的浮游煤塵，最終實現防塵的效果。

2.3 濕式作業技術的應用

2.3.1 濕式打眼技術的應用

以總的煤塵量作為評價指標，回采借助干式鉆眼的方式開展，除塵率比較低，而借助濕式鉆眼的方式進行鉆探，能夠實現比較高的除塵率。而濕式鉆眼的方式就是在鉆眼的過程中，通過壓力向孔洞打入水，以使煤體濕潤，從而在煤體上吸附微小的煤塵，防止煤塵的懸浮而阻礙開采工作的順利進行。

2.3.2 噴霧防塵技術的應用

一是一系列轉載點的噴霧降塵。在爆破工作面之后，整個的工作面會布滿很多的煤塵。當今，煤礦的采掘重點借助噴霧技術對一系列轉載點的煤塵進行處理，結合水的霧化而言，該技術重點包括預荷電噴霧、自動噴霧控制器噴霧、自調式風水噴霧、聲波霧化這幾種形式。以技術層面作為視角來講，應用多種噴霧技術能夠使一系列轉載點防塵措施的選用可行性提升。

二是整個工作面的人工式灑塵。因為對于炮采工作面來講，裝置單一且液壓單體是主導支護方式，這樣難以固定安裝噴霧設備，僅僅可以應用膠管外接噴頭，以人工沖塵的方式將工作面的煤塵清理掉。

2.3.3 水炮泥和水封爆破技術的應用

借助濕式鉆眼的方法對炮采工作面就行鉆孔，通過水炮泥進行爆破。水炮泥是使用裝水的塑料袋替換之前炮眼當中裝的粘土炮泥，確保水在爆破的過程中處于高壓與高溫的環境當中，從而實現水的汽化，這樣爆破的壓力會向煤體內部擠壓水汽，從而能夠在煤體上吸附懸浮的粉塵，實現防塵的效果。跟水炮泥存在區別，水封爆破的方法是在兩段炮泥之間密封水柱，在爆破的過程中水炮泥形成，從而將水注入到煤體當中，這被叫做水封爆破的方法。如此的操作方法能夠防止太多有害氣體的形成，可以將大部分的煤塵除去。

2.3.4 巷道灑水沖洗煤塵技術的應用

水濕潤煤塵之后，煤塵顆粒間會凝結成為比較大的顆粒，且提高了附著性，這樣煤塵就不容易出現懸浮的情況。在長期的工作之后，井巷的底板、頂板、周壁等都會集聚很多的煤塵，能夠借助人工的方式使用高壓水或者是自動灑水裝置對聚集的煤塵進行沖洗，從而防止回采的時候煤塵出現在巷道當中。

2.3.5 回風巷道斷面水幕降塵技術的應用

減少風流塵量的一種有效方式是水幕，水幕凈化技術是在井巷的兩幫或者是頂部敷設很多個噴霧器的水管，通過噴霧的方式實現煤塵濃度的降低。水幕地點的設置需要靠近工作面，且在回采進度的影響下不斷向前移動。需要根據巷道的裝置條件，借助光電、觸控、機械控制等一系列的方式對水幕進行控制。

2.4 個體防護技術的應用

所謂的個體防護技術是讓煤礦工人務必佩戴專門的防護工具，這樣可以防止在工作的過程中吸入煤塵。而現實中用于個體防護的主要工具有過濾式送風防塵口罩、自吸式防塵口罩、氣流安全帽等，這一系列的工具能夠對空氣當中存在的有害氣體與煤塵進行有效過濾，且不對煤礦的生產構成阻礙。事實表明，個體防護工具的應用能夠防止煤塵與有害氣體的吸入，從而確保煤礦工人的生命安全與身體健康。在實際生產過程中，煤礦企業需要對個體防護技術加以推廣和普及，且綜合應用以上的一系列煤塵防治技術，從而在確保煤礦順利生產的過程中煤礦工人的生命安全。

3 結語

總而言之，針對薄煤層炮采工作面煤塵的形成原因，需要應用通風除塵技術、煤層注水技術、濕式作業技術，以及個體防護技術等。只有如此，才可以減少和控制懸浮在礦井空氣中的煤塵，從而有效降低薄煤層炮采工作面的煤塵濃度，最終優化煤礦工作環境，確保煤礦工人的身心健康與安全生產。

參考文獻

[1] 石新慧，陳成芝，焦志遠.淺談薄煤層炮采工作面煤塵防治技術應用[J].山東煤炭科技，2009（4）：103-104.