王樓煤礦無塵化礦井建設實踐

劉長富 王艷艷 王 斌 劉遵利

(1.山東能源臨沂礦業集團有限責任公司，山東省臨沂市，276017；2.山東鼎安檢測技術有限公司，山東省濟南市，250000；3.山東東山王樓煤礦有限公司，山東省濟寧市，272065)

礦井粉塵主要來源于采掘一線和噴漿地點，如果工人長時間接觸容易引起塵肺病。塵肺病具有發作周期長、隱蔽性強、傷害性大等特點，早期不容易引起人們的重視，因而被稱為煤礦工人的“隱形殺手”。通過大量的調查和統計得出，塵肺病引起的礦工致殘、致傷和死亡事故遠遠超過其它事故。因此，通過加大資金投入，強化職工培訓和管理，開展礦井粉塵綜合防控技術的研究工作 ，通過技術創新和裝備升級推進無塵化、示范化礦井建設進程以提高礦井的綜合防塵和控塵能力，對于保護煤礦職工健康安全意義深遠。

1 礦井粉塵防治現狀

王樓煤礦作為現代化高產高效礦井，采掘工作面多，機械化程度高且產塵量大，由于通防管理人員較少，監察和管理難度很大。另外，生產一線防塵工作理念相對落后，“重生產、輕防塵”思想嚴重，針對防塵工作開展不利。自從礦井正式投產以來，在采掘工作面中始終存在著比較突出的問題。

1.1 采煤工作面粉塵防治現狀

(1)采煤機割煤時產塵量較大。由于采煤機滾筒截割煤體時轉速快，產生的粉塵多，現有的采煤機內、外噴霧不能完全對塵源進行控制，造成采煤機下風向地點粉塵濃度嚴重超標。

(2)工作面架間噴霧降塵效果較差。架間噴霧不能完全覆蓋工作面全斷面，大量粉塵未能得到捕捉，降塵效果較差。

(3)回風巷凈化水幕防塵效果較差。回風巷安設了3道手動凈化水幕，需要人工開啟，在工作面生產后，經常出現人為忘記開啟的情況，并且凈化水幕不能完全覆蓋巷道全斷面，在巷道頂板處存在防塵死區，造成回風巷粉塵濃度較大。

(4)沿空留巷噴漿地點粉塵濃度較大。噴漿機工作時，噴漿機上料口為重要產塵區域，由于水射流除塵風機安裝位置距離噴漿機較遠且形成的負壓小，大部分粉塵得不到捕捉。噴漿機出料口由于水壓和氣壓的作用，引起大量水泥塵懸浮，造成噴漿地點下風側粉塵濃度較大，僅僅通過在噴漿地點下風流位置安設2道手動凈化水幕，降塵效果較差。

(5)采煤面進風巷安設帶式輸送機由于轉載點的存在，造成進風巷污染。

1.2 掘進工作面粉塵防治現狀

(1)綜掘機截割時產塵量較大。綜掘機炮頭截割煤巖體時產生大量的粉塵，且巖塵多于煤塵。通過掘進機內、外噴霧和除塵風機進行降塵，只能滅塵60%，巷道回風流中的粉塵濃度仍然嚴重超標。

(2)回風流凈化水幕捕塵效果較差。距掘進迎頭50 m范圍內安設了3道手動凈化水幕，在生產中也經常出現人為忘記開啟的情況，即使開啟水幕，其降塵效果也不理想。

(3)噴漿地點粉塵濃度較大。錨噴巷道噴漿地點水泥塵超標嚴重，水射流除塵風機和凈化水幕降塵能力嚴重不足。

2 無塵化礦井建設基本策略

無塵化礦井建設是以降低生產中一次塵源產生的，并能做到及時對二次塵源進行控制，減少職工面臨的粉塵危害，盡最大可能為職工創造良好的勞動條件為目的。無塵化礦井建設工作牽涉的部門廣、人員多、工作量大且協調困難，需要從全礦的角度出發，統領全局，因此必須做好以下工作。

2.1 加強職工培訓，提高人員素質

定期對職工進行培訓，讓職工清楚了解職業病的危害及其防治方法，提高工人素質，從“要我健康”向“我要健康”思想轉變，徹底改變煤礦工人原來的“防塵無所謂”的態度。

2.2 完善礦井防塵規章和制度

必須建立完善和明確的規章制度，明確各單位的職責，確保防塵工作有章可循，有據可依。礦井先后制定了《綜合防塵措施及管理制度》、《防塵設施管理制度》、《巷道粉塵沖刷管理制度》、《粉塵測定制度》、《綜合防塵檢查制度》、《綜合防塵考核辦法》、《采煤工作面防塵補充管理規定》、《掘進工作面防塵補充管理規定》和《煤層注水制度》9個粉塵管理制度，明確了各部門、各崗位及各類人員的井下防塵責任。

2.3 完善礦井防塵系統，加強管理、維護工作

建立地面靜壓和井下動壓兩套防塵供水系統，并實現及時切換，完善礦井防塵水的供給保障。在建立和完善防塵系統過程中必須高標準、嚴要求，嚴格按照有關規定施工，杜絕偷工減料、豆腐渣工程出現。本著“誰使用，誰負責”、“誰屬地，誰管理”的原則，劃分防塵責任區域，做到每個工作面、每條巷道、每處硐室、每根管路、每個閥門都明確到具體的單位和人員負責。

2.4 制定粉塵防治計劃

根據礦井采掘計劃，通防科每年底制定來年礦井綜合防塵計劃。年度防塵計劃要明確礦井總體防塵工作目標，礦井無塵化建設的標準、思路、步驟、防塵資金及設備投入等。

2.5 加強粉塵檢測

配齊專職測塵員并做到持證上崗，建立專門的粉塵化驗室，配備足夠的CCHZ-1000全自動粉塵測塵儀、AKFC-92A礦用粉塵采樣器和AKFC-92G個體粉塵采樣器。測塵人員按照通防科每月編制的粉塵測定計劃開展工作，所有檢測數據記錄準確并形成報表，報通防科一份，自己存檔備案一份。通防科對檢測不達標的單位進行通報、處罰，并責令其整改。每季度委托有資質的職業病防治所對礦井進行粉塵濃度測定，并出具粉塵測定報告。

2.6 加強管理、監督、考核工作

加強防塵管理，力爭達到眼看無塵、手摸無灰。加強考核，嚴格責任追究和獎勵，將粉塵防治工作納入通防一票否決范圍內，對于工作拖拉、疏忽的單位和個人，根據情節輕重進行處罰，并取消年度內的任何評獎資格；對于工作積極、成果顯著的單位和個人，進行獎勵和表彰。

2.7 推廣使用防塵新技術、新設備

加大安全投入，不斷采用更加先進的技術、工藝和裝備，提高綜合防塵能力。對于個體防護，必須配備高效防塵用具。

2.8 鼓勵科技創新工作

鼓勵一線職工的創新工作，對通過小改小革簡化防塵工藝、改善防塵效果、降低防塵成本的單位和個人進行物質獎勵。

3 無塵化礦井綜合防塵措施

無塵化礦井的建設以消除井下粉塵為目的，既要對礦井主要產塵點進行控制，也不能放松對局部產塵點的防治，綜合防塵技術的選擇應本著簡單方便、安全高效、技術先進的原則。按照礦井產塵地點的不同，防塵工作可分為礦井進風巷道、采煤工作面和掘進工作面綜合防塵三大部分。

3.1 礦井進風巷道綜合防塵

(1)礦井主要進風大巷、采區進風巷安裝凈化風流的霧雨噴霧，噴霧覆蓋巷道全斷面，并實現定時、自動噴霧功能。

(2)礦井主要進風巷、采區上(下)山、主要運輸大巷要按照規定沖刷滅塵。

(3)礦車送水泥時必須使用防塵罩進行全封閉，杜絕粉塵產生。

(4)各轉載點安設封閉式控塵罩，限制粉塵擴散；控塵罩內安設自動噴霧滅塵，并與帶式輸送機聯動。

3.2 采煤工作面綜合防塵

(1)工作面采前實施煤層注水降塵措施。切眼采用短壁靜壓注水方式，兩巷采用長鉆孔動壓注水、靜壓補水方式。注水工作必須建立管理臺賬，并標注注水地點、時間、鉆孔個數、鉆孔深度和注水量等參數。煤體含水率采用KS-100型煤層水分測定儀測定，當煤體含水率大于4%時，注水工作結束。

(2)采煤機進水管路上安裝水電閉鎖裝置。當無水或水壓不足時，能夠自動切斷采煤機電源，確保在開啟采煤機內、外噴霧后才能啟動煤機。

(3)綜采工作面安裝2臺zpz127-z大流量自動高壓噴霧降塵裝置，額定工作壓力大于8 MPa，最大壓力為15 MPa，一備一用，并實現與采煤機的聯動，強化對一次塵源的控制。

(4)采煤工作面每隔5個支架安設一組架間光電自動噴霧，液壓支架安裝自動噴霧裝置，降低工作面回風流粉塵濃度。

(5)采煤工作面回風巷凈化水幕實現自動、聯動。距工作面出口50～100 m范圍內增設1道覆蓋巷道全斷面的自動控制捕塵網，上風側安設噴霧裝置，并與采煤機聯動。捕塵網結構如圖1所示。

(6)加強個體防護。采煤工作面所有人員配備3M3200或DR28SU2W新型高效除塵口罩，并規范使用。

(7)沿空留巷需噴漿時，在噴漿機上料口安裝電動除塵風機與葉片式吸塵罩除塵系統。通過除塵風機在噴漿機上料口實現負壓將粉塵吸入吸塵罩，然后通過噴霧和紗網捕捉除塵，形成泥水后流出塵。噴漿機出料口下風側50 m范圍內安設2道能夠覆蓋巷道全斷面并與噴漿機聯動的凈化水幕。

(8)試驗濕式噴漿工藝。引進PTS6新型推鏈式濕式混凝土噴射機，并對其降塵效果進行研究。

(9)加強工作面兩巷粉塵沖刷工作。進風巷距工作面50 m范圍內，回風巷距工作面100 m范圍內每班灑水沖塵一次，其它地點每天灑水沖塵一次。

3.3 掘進工作面綜合防塵

(1)半煤巷掘進工作面迎頭實施煤層短壁快速注水，降低生產時粉塵產量。注水設備配備兩套，一備一用，確保正常使用。短壁快速注水見圖2。

圖2 短壁快速注水示意圖

(2)綜掘機進水管路上安裝水電閉鎖裝置，確保生產時內、外噴霧的正常使用。

(3)綜掘面采用KCS-500D大功率濕式除塵風機，配合康達風筒渦流控塵裝置或者阿基米德旋流器(覆壁風筒)，強化對掘進迎頭一次塵源的防治。

KCS-500D除塵風機工作原理為：含塵空氣被吸入除塵器后，與葉輪霧化產生的水汽融合，形成泥水和塵霧，氣流夾帶泥水、塵霧至除塵箱的捕塵器位置，粉塵被捕捉并形成泥水，未形成水的水霧在氣流的夾帶下行至除霧器，被除霧器搜集并形成水滴，形成的污水在除塵箱底板上流出除塵箱。除塵風機結構示意圖見圖3。

圖3 除塵風機結構示意圖

康達風筒渦流控塵裝置工作原理為：將正壓供風進行分流，一部分繼續吹向迎頭起到稀疏粉塵和有害氣體的作用，另一部分從風筒的側出口沿巷道壁流出，隨即產生螺旋風流，螺旋風流沿巷道周壁旋轉，橫截整個巷道斷面，隨著旋轉向前推移，壓向掘進迎頭，將含塵氣流封閉在迎頭，并不斷地被吸入除塵器的進風口內，使含塵氣流無法向外漫延，實現對粉塵的捕捉、控制。風筒及設備布置見圖4。

1-掘進機；2-康達風筒；3-除塵器；4-刮板輸送機；5-轉載機圖4 風筒及設備布置示意圖

(4)綜掘機司機、噴漿工及全巖綜掘巷道人員配備3M3200或DR28SU2W新型高效除塵口罩，綜掘機司機在開機期間使用“氧吧”。

(5)掘進面回風流凈化水幕實現自動、聯動。50～100 m范圍內增設1道覆蓋巷道全斷面的自動控制捕塵網，上風側安設噴霧裝置，并與綜掘機聯動。

(6)錨噴巷道采取潮料噴漿，應用電動除塵風機與葉片式吸塵罩除塵系統。同時在距離錨噴作業點下風流方向50 m內和噴漿機下風側30 m內各設置1道覆蓋巷道全斷面并與噴漿機聯動的凈化水幕。

(7)各綜掘工作面回風流安裝粉塵濃度傳感器，實現在線連續監測及粉塵超限噴霧降塵功能。

(8)加強掘進巷道粉塵沖刷工作。距迎頭50 m范圍內每班灑水沖塵一次，其它地點每天灑水沖塵一次；炮掘工作面在放炮前后對迎頭30 m范圍內進行灑水沖塵，裝煤巖前灑水沖塵。

4 防治效果

通過強化培訓和管理，革新防塵技術和裝備，礦井粉塵防治工作取得了重大進展。經現場測定，采煤工作面一次塵源由原來的1442.6 mg/m3下降到1013.2 mg/m3，產塵量降低了29.77%；回風巷粉塵濃度由原來的103.1 mg/m3下降到32.5 mg/m3，降低了68.48%。掘進工作面一次塵源由原來的1104.3 mg/m3下降到852.1 mg/m3，產塵量降低了22.84%；回風流粉塵濃度由原來的114.7 mg/m3下降到34.2 mg/m3，降低了70.18%。

5 結論

針對王樓煤礦粉塵防治工作中存在的主要問題。通過無塵化礦井建設活動，強化培訓和管理，完善制度，加強檢測，推廣應用封閉控塵、電動除塵風機與葉片式吸塵罩除塵系統、水電閉鎖、捕塵網等多種新型防塵技術和裝備，采、掘工作面一次塵源分別降低了29.77%和22.84%，回風巷粉塵濃度分別降低了68.48%和70.18%。礦井總體防塵面貌顯著改善，保障了井下職工的身體健康。

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