煤礦掘進工作面綜合防塵技術的實踐與應用研究

牛曉曉

（太原煤氣化爐峪口煤礦晉牛項目部綜掘二隊，山西 臨汾 041000）

引言

在煤礦的實際生產過程中，煤礦粉塵產生于各個環節中，它們是由多種固體顆粒構成的，其中巖石開采、煤炭加工中會產生細微顆粒，這種顆粒被分別稱為巖塵和煤塵，而煤礦其他一些施工材料在施工過程中飛揚起來也很容易形成其他的固體粉塵，比如錨噴作業中的水泥。煤礦的粉塵有些浮游在空氣中，有些降落物體表面和周邊的巷道。這些浮游的粉塵容易通過人體呼吸道侵入人體肺部組織器官中，較大的粉塵由在呼吸道內部系統排出體外，而一些直徑較小的粉塵則直接進入肺部引起各種塵肺病，工作人員如果長期吸入過量的煤塵則很容易引起嚴重的塵肺病，長期吸入結晶型的二氧化硅等一類的巖塵則容易患有硅肺病，這嚴重威脅煤礦工人的生命安全。很多煤塵還具有可燃性好、爆炸性的特點，當空氣中懸浮著的煤塵達到一定濃度時，在高溫中很容易發生爆炸的意外，即使直徑為1 mm以下的細微顆粒都有發生爆炸的可能性。

煤礦在生產中容易產生粉塵的環節主要有機械割煤、機械裝渣、運輸設備的裝卸、電鉆、放炮，而對于掘進工作面粉塵較多的主要是帶式輸送機、自溜運輸巷道以及掘進工作面的迎頭部位，在落煤過程中煤炭容易受到破損，并且在后續的裝載運輸中還會進一步被撞破而產生煤塵。近年來隨著煤礦機械化和集中生產的新型模式化，煤塵的產生也更加集中化，在現代化的煤礦中，煤塵可以達到普通煤炭產量的3%，在還未采落煤層之前就有很多裂隙存在煤塵，而這些煤塵是在煤層構造運動中受到嚴重的擠壓作用，以及在開采前過于集中的地層壓力造成的。隨著煤層的采落以及破碎，達到井下空間之后會產生煤塵。巖塵主要是在巖石以及半煤巖掘進工作面中產生的，巖巷中風鉆打眼能夠將巖石粉碎為細小的顆粒，進而形成高濃度的浮游粉塵。在采煤工作面放頂或者干式填充過程中就會有這種巖塵產生。井下的施工材料中也有可能成為較高濃度的粉塵，比如在掘進工作面完成錨噴作業過程中，噴射水泥泥漿和混凝土時就很容易產生水泥和砂粒、粉塵，這是掘進工作面主要的粉塵來源之一。

1 掘進工作面綜合防塵的方法

煤礦防塵技術可以從五個方面展開，分別是風、水、密、凈以及護，主要以前兩種作為主要的防塵技術。其中風是指利用通風進行粉塵去除，水是指實際作業中利用濕式作業，密是指密閉性將粉塵進行抽離，凈指凈化風流作用，護是指采取個性化護理的方式。掘進工作面的防塵來說，主要包括掘進工作面防塵、錨噴支護防塵、工作面通風除塵、運輸防塵、轉載防塵。具體包括機械自動化控制自動噴霧降塵。綜合防塵包括沖刷井壁巷幫，使用水泥炮，裝巖灑水和凈化風流等這些綜合防塵的方法。

2 掘進各個區段的防塵方案

1）掘進工作面的防塵。掘進機除塵器采用干式布袋除塵器通風除塵系統，這個系統主要是由風流轉換器、壓入風筒、吸塵口、抽出式風機共同構成的，采用單軌吊吊掛以及獨立布置，不會與掘進機有直接的作用聯系，主要用于巷道斷口10 m2以上的面積，可以采用壓入式供風的掘進工作面。這種除塵成效率可以達到90%以上。而使用濕式除塵風機這種設備是由風機、主機、支架、風筒構成的，這種儀器除塵效率也比較高，而且重量輕，體積小，能量消耗也較低，運行維護簡單，具有很多優勢。做好防塵和抑塵工作能夠有效保障工作人員的身心健康和生命安全。截割頭內外噴霧是由高壓水泵、水箱、管路、噴嘴以及噴霧支架等構成的，噴嘴位于噴霧架的上部，懸掛在掘進機的截割頭上。工作原理是由高壓噴嘴噴出，并且將截割頭包圍起來阻止粉塵的進一步擴散，并有效進行粉塵補集。除此之外掘進工作面除塵技術用于中小斷面煤以及半煤巖巷道，可以利用相應的機械除塵風機進行有效除塵，這種除塵設備與掘進機連為一體，隨著掘進機的運輸而進行工作。抽塵口布置在切割工作機構的兩側，距離切割頭1.5 m能夠使切割頭的方向進行自由調整，抽塵風筒用于伸縮負壓風筒，除塵的方式主要是濕式過濾，除塵效率可以達到98%以上[1]。

炮掘工作面的防塵技術。首先是打眼防塵技術，主要利用的是濕式鉆頭煤電鉆帶水鉆孔，空心麻花鉆桿進行防塵，在缺水的地區可以采用鑿巖機打眼，利用干式孔口捕塵器進行防塵。放炮防塵技術是采用水炮泥，在放炮的前后過程中進行洗巖幫沖刷以及放炮，這種噴霧是由低壓發展到高壓和風水噴霧由手動發展到沖擊和聲控自動噴霧這兩種狀態。裝巖灑水，噴霧防塵技術主要是利用了裝巖前向巖堆灑水濕潤，使得裝巖機在轉移過程中實現自動噴霧的過程。

2）掘進工作面通風防塵。首先需要合理進行風量調整，根據煤礦井下巷道的實際情況及時調整風速和風量，排除一些有害的氣體以及浮游的礦塵，要掌握適度的風量，如果風量太小時很容易聚集煤塵，如果風量過大則很容易產生落塵飛揚的情況。其次要設置防塵布網以及噴霧。防塵幕網可以固定在掘進機組二運架上，實現捕塵網架體與掘進機同時移動，減少捕塵網在維護工作中的工作量，捕塵網下面是簾式布網，這一環節便于通行。噴嘴的霧化效果比較好，捕塵斷面較大，能夠起到較好的降塵效果。最后可以利用皮帶轉動噴霧技術，利用皮帶傳動觸發聯動機平臺開啟各類粉塵的降塵裝置，有效實現防塵[2]。

3）錨噴支護防塵。錨噴支護防塵是利用濕式液壓的錨桿眼鉆機打眼，這種干式打眼過程中采用干式孔口捕塵器的方法，首先需要澆混凝土預濕，利用除塵器將混凝土噴射機上料口、余氣口產生的粉塵一起噴射混凝土時產生的粉塵吸走，利用雙環式噴槍和低風壓近距離的噴射技術，有效實現防塵效果，最后還可以使用個體工程技術，如果在實際操作過程中粉塵濃度沒有達到規定的衛生標準時，可以要求煤礦的工作人員佩戴個體防塵工具[3]。

3 結語

通過以上方式進行防塵可以實現掘進工作面的綜合防塵，為煤礦工作人員提供良好的工作環境，減少職業病的產生，提高工作人員的生活質量和煤礦企業的經濟效益；從源頭上治理了生產過程中產生的粉塵以及噴射混凝土時能夠吸走浮游粉塵，有效降低這些細小顆粒物的濃度，改善生態環境，也落實了煤礦一通三防的工作。由此可知通風安全創造的社會效益是具有重大意義的。

[1]張智勇.煤礦掘進工作面綜合防塵技術的實踐與應用[J].科技風，2012（7）：77.

[2]張道文.煤礦掘進工作面綜合防塵技術的運用[J].科技資訊，2016（5）：38-39.

[3]石新慧，潘光超，孫濤.綜合防塵技術在煤礦綜掘工作面中的應用研究[J].內蒙古煤炭經濟，2017（11）：123.