淺談掘進工作面綜合防塵的幾種方法

楊春部

摘要：掘進工作面的粉塵嚴重地威脅著工人的生命和安全，給國家的財產和煤礦的生產造成嚴重的損失，作為煤炭生產的公害之一，一直是科研人員的一項重要的研究課題，所以必須尋求有效的措施加以限制。

關鍵詞：煤礦開采；掘進工作面；綜合防塵措施

掘進工作面的粉塵是指彌漫在掘進工作面范圍內，能夠較長時間呈懸浮狀態(tài)的微小粉塵顆粒。它們在整個工作面飛揚，使井下的空氣遭到嚴重的污染，不僅危害工人的身體健康（煤礦肺塵患者中85%以上發(fā)生在掘進工作面，也破壞了設備的工作環(huán)境，加速機械的磨損，降低掘進機司機的視覺能見度，增加事故發(fā)生率。

一、掘進工作面的來源

綜掘工作面粉塵來源有2個方面：①煤巖破碎過程產生的粉塵；②摩擦及煤巖塊塌落過程產生的煤塵。當截齒靠近煤壁并與煤壁接觸時，在接觸點附近形成三向受力的狀態(tài)，使煤壁受到擠壓而發(fā)生破碎，并形成密實核。隨著截齒深入煤壁，破碎體進一步被粉碎，密實核也進一步擴散承受剪切力的作用，而此時刀具的能量則會通過密實核傳遞給周圍的煤巖。當截齒離開煤壁時，解除了密實核的約束狀態(tài)，而其本身所聚集的能量也突然得到釋放，從而掉落下來形成煤塵。工作面通風的風流、截割頭旋轉造成的風流以及煤體下落形成的風流都會造成煤塵的飛揚，因此應在產塵源及時滅塵，否則煤塵就會充斥整個工作面，造成很嚴重的煤塵污染。

二、掘進綜合防塵的方法

（一）煤層注水

煤層注水是通過鉆孔，將壓力水注入尚未開采的工作面煤體中。注水后煤體含水率可達1%左右，通過注水可有效降低煤體強度，增加煤體的裂隙發(fā)育和水分，使煤體預先得到濕潤，從而在綜采、綜放過程中可大量減少煤塵的產生。

（二）采掘防塵

掘進工作面是礦井在生產過程中的主要產塵場所，也是煤塵危害最為嚴重的地方，因此必須采取如下措施加以控制。1.從設備選型到機組改裝，都要在綜掘機上安設內外噴霧降塵裝置，實現(xiàn)高效快速滅塵。2.每班對作業(yè)地點附近20m范圍內進行灑水沖洗，消除煤塵隱患。3.在掘進機上安設除塵風機。在綜放面的移架、放頂煤過程中利用架間噴霧裝置實現(xiàn)自動噴霧降塵。

（三）通風除塵

礦井通風的目的之一就是將井下煤塵稀釋到安全濃度以下并排出礦井，合理的通風能夠有效地控制采掘工作面的煤塵濃度。風速的大小直接影響采掘空間的含塵量，當風速過小時，懸浮煤塵不能及時被風流帶走，滯留在采掘空間，增加煤塵的濃度；當風速過大時，雖然能夠將煤塵帶走，但是較高的風速將采掘空間的落塵又重新吹起，反而會增加煤塵濃度。在《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定：回采工作面、掘進的煤巷和半煤巖巷的允許風速為0.25～4m/s。

（四）噴霧降塵

噴霧降塵是指水在一定的壓力作用下，通過微孔噴射而形成一種霧狀體，水霧在空氣中浮游與煤塵相碰撞，增加煤塵自身的重量，加速其沉降，從而降低井下各作業(yè)地點的煤塵濃度。礦井運輸膠帶、溜槽的轉載點采用單獨的噴嘴進行噴霧降塵；在綜采、掘進工作面回風巷采用直桿式凈化水幕，大巷采用彎桿凈化水幕。噴霧灑水需有良好的水質，以防水中雜質堵眼，影響降塵效果。因此，在各供水區(qū)段都安設過濾器，對水質進行凈化。

（五）巷道灑水滅塵

井下巷道的頂、底板及兩幫長時間會沉積大量煤塵，并產生煤塵積聚現(xiàn)象。巷道灑水就是由專職灑水工用壓力水把積聚在巷道中的煤塵進行沖洗，消除煤塵隱患。

三、掘進各區(qū)段防塵方案

（一）掘進工作面防塵

1.機掘防塵、除塵。掘進機除塵器和干式布袋除塵器通風除塵系統(tǒng)由抽出式風機、壓入風筒、風流轉換器（由附壁風筒及供風控制器組成）、吸塵口等組成，由單軌吊吊掛及行走獨立布置，不與掘進機發(fā)生直接關系。用于巷道斷面積10m2以上，并采用壓入式供風的掘進工作面，干式布袋除塵器對呼吸性粉塵的除塵效率可達90%以上。高壓噴霧系統(tǒng)由高壓水泵、水箱、高壓管路、噴霧架及高壓噴嘴等組成。噴嘴布置在噴霧架上，噴霧架安裝在掘進機的截割懸壁上，由高壓噴嘴噴出的密集將截割頭包圍起來，阻止粉塵擴散并強制將其捕獲。

2.炮掘工作面綜合防塵技術。（1）打眼防塵技術。采用空心麻花鉆桿、濕式鉆頭和濕式煤電鉆帶水鉆孔來降塵，在缺水和不宜用水地區(qū)使用鑿巖機打眼時采用干式孔口捕塵器。（2）放炮防塵技術。常規(guī)方法是使用水炮泥，放炮前、后沖洗巖幫及放炮噴霧。放炮噴霧已由低壓噴霧發(fā)展到高壓噴霧和風水噴霧，由手動噴霧發(fā)展到沖擊波自動噴霧和聲控自動噴霧。裝巖灑水噴霧防塵技術裝巖前向巖堆灑水濕潤，使用裝巖機裝巖時實施自動噴霧。

（二）掘進工作面通風防塵

1.合理調配風量防塵。根據井下巷道變化情況，適時調整風量及風速，沖淡和排除有害氣體及浮游礦塵，風量掌握很重要，風量太小容易使煤塵積聚，過大又會造成落塵飛揚。

2.設置防塵幕網及噴霧。防塵幕網可固定在掘進機組二運架上，能夠實現(xiàn)捕塵網架體與掘進機組同時移動，減少了捕塵網維護工作量。捕塵網下部為簾式布網，便于通行。噴嘴霧化效果好，捕塵斷面大，能夠達到較好的降塵效果。

3.皮帶聯(lián)動噴霧技術。利用皮帶轉動會觸發(fā)聯(lián)動機構開啟各噴霧降塵裝置，實現(xiàn)生產即防塵的效果和方法。

（三）錨噴支護防塵

錨噴支護防塵技術采用濕式液壓錨桿眼鉆機打眼，干式打眼時采用干式孔口捕塵器或采用泡沫塵方法。將混凝土預濕成潮料。利用除塵器將混凝土噴射機上料口、余氣口和結合板處產生的粉塵以及噴射混凝土時產生的回彈浮游粉塵吸走、除掉。采用雙環(huán)式噴槍和低風壓近距離噴射技術。

四、結語

綜合防塵工作作為礦井“一通三防”工作的重點，應健全機構，完善制度，明確責任，形成完善的領導組織網絡，依靠科技進步，提高防塵工作水平，逐步改善礦井安全生產條件。