煤礦防塵降塵設施的改進措施探究

朱生茂

（山西三元福達煤業有限公司，山西 長治 046000）

引言

近年來，社會對煤礦資源的需求量增加，煤礦產業得到了一定的發展，但也產生了一些安全隱患，影響了煤礦正常的生產，其中最為常見的安全隱患就是煤礦粉塵，其不但會對采掘機器和工作人員身體健康造成不良影響，還容易引發粉塵爆炸事故。因此，研究和探討煤礦防塵降塵設施的改進措施具有非常重要的現實意義[1]。

1 煤礦井下粉塵性質及危害

1.1 性質

一是粒徑。粉塵顆粒呈不規則狀，可根據粉塵顆粒徑對粉塵進行分類。在風流中，粉塵會發生向前或橫向擴散，粒徑在40 μm 以上的粗塵會迅速下沉，粒徑10～40 μm 的粗塵會等速沉降，而0.25～10 μm 粒徑的微塵會長期漂浮在巷道內。

二是分散度。分散度表示當量靜區內粒徑所占百分比，粉塵分散度越大，則細微粉塵的占比就越高，對人體危害越大，治療難度也越高。

三是黏附性。粉塵的黏附性與環境溫度、環境濕度、粉塵粒徑、風速等有關，除塵工作必須考慮的因素之一就是粉塵的黏附性，從液體和顆粒間的黏附特征出發實現降塵防塵。

四是濕潤性。粉塵顆粒可分為親水性和疏水性兩種，前者可通過濕式除塵法進行除塵，后者則可通過高壓噴霧與表面活性劑相結合的方式引起粉塵表面張力變化，從而達到除塵效果。

1.2 危害

在煤礦作業中會產生大量粉塵，一些粒徑較大的粉塵會直接降下來，而粒徑較小的粉塵會長期懸浮在空氣中被吸入人體肺部，這種粉塵又稱呼吸性粉塵。當粉塵中含有的SiO2超過10%時，即可稱為矽塵，對人體危害加大。在掘進作業中，巖石粉碎后會產生大量SiO2，人體吸入后會受到嚴重損傷，因此必須嚴格重視防塵降塵工作。

2 煤礦井下產塵點和防塵重點分析

2.1 煤礦井下產塵點分析

第一，煤礦開采企業在進行破碎、爆破作業時，會破壞煤層結構，將大塊煤炭轉化為小塊煤炭再運輸至礦外。此流程中會生成很多粉塵，不但會遮蓋工作人員視線，還會威脅開采作業安全。另外，工作人員吸入大量粉塵容易增加呼吸道患病幾率；第二，應用采煤機械可以大大降低工作人員的勞動強度，顯著提高開采效率，但同時也增加了粉塵的濃度。在使用煤礦機械設備進行破碎作業時，煤層結構會聚集大量粉塵，這些粉塵會在作業過程中彌漫于空氣中，從而埋下煤塵爆炸的隱患；第三，在裝卸、傳送帶運輸煤炭過程中也會產生大量粉塵。一些煤礦開采企業為了追求經濟效益，常常會進行超負荷運輸，煤炭在與傳送帶摩擦過程中，會產生很多粉塵。

2.2 煤礦井下防塵重點分析

第一，在煤礦綜合開采作業過程中，機組割煤會產生非常大的粉塵顆粒，在綜采作業過程中該部分是重點防塵環節；第二，在開展破碎、放煤、移架等作業時，也會產生大量粉塵顆粒。

3 煤礦防塵降塵設施改進措施

3.1 凈化風流和通風排塵

3.1.1 凈化風流

煤礦開采企業可以在回風巷中安裝水幕噴霧器，并且安裝在煤礦粉塵產生源頭附近，水幕噴霧器會在產生粉塵后自動形成凈化流水幕，可控制粉塵傳播范圍，降低粉塵在空氣中的濃度[2]。

3.1.2 通風排塵

煤礦開采企業可以運用通風系統，在風速和風量足夠大的情況下，帶走懸浮的粉塵，從而避免過量粉塵積累。在較快風速下，粉塵不易堆積在回采工作面，便于粉塵的擴散；而風速太高時，會把沉積粉塵重新吹至空中，使粉塵濃度增加，所以，最好將風速設置為每秒1.5～2 m[3]。

3.2 煤層注水

在開采煤炭前，先對煤炭層用水管噴水，濕潤煤炭層的微孔，當實施煤體炮碎時，煤炭在水的包裹下產生的粉塵量大大減少，從而達到防塵效果，該措施一般可以降低15%～35%的粉塵濃度[4]。煤礦開采企業最常用的是長鉆孔煤層注水技術，即在開采煤炭前先借助機械設備實施煤炭層打眼，結合煤炭層結構紋理實施鉆孔，并根據煤炭層厚度確定鉆孔長度，鉆孔長度一般情況在30～100 m。完成鉆孔后，把水管置入孔中然后往里注水，使煤炭層盡可能濕潤。

3.3 人工防護

工作人員在作業過程中要隨時配帶防塵口罩，以對空氣中的粉塵進行有效過濾。口罩可以選擇過濾式送風防塵口罩、自吸式防塵口罩等。另外，煤礦開采企業要每隔半年組織工作人員開展一次體檢，主要檢查工作人員的肺部，若有塵肺病苗頭，要調整相關人員崗位，然后仔細進行檢查及治療。最后，煤礦開采企業需采用CCGZ-1 000 型測塵儀和AZF-01 型粉塵采樣器長期對作業現場實施檢測，經檢測達標后才可以讓工作人員進入現場作業。若檢測不達標，要立即開展除塵作業，同時分析不達標原因，制定針對性改善措施，打造優良作業環境。

3.4 除塵器

除塵器可通過對空氣施加壓力，形成局部負壓，從而對粉塵產生源頭的飄塵進行有效處理。當前除塵器的遠離主要是長壓短軸法，可吸附掘進工作面作業時產生的粉塵，其主要由三部分組成：頭部為過濾網，可捕捉漂浮在空氣中的粉塵，中間為風機，后部是旋轉離心脫污水部分，除塵器結構，如圖1 所示。

圖1 煤礦除塵器結構

3.5 噴霧灑水

煤礦開采企業可以在容易產生粉塵的煤礦區域，安裝噴霧灑水裝置，使空氣中的粉塵與霧狀水分結合，以降落粉塵，達到除塵的效果[5]。噴霧灑水除塵技術應用范圍主要是巖石層或煤炭層爆破作業以及裝巖作業[6]。在開展爆破作業時，煤礦開采企業可以應用噴霧灑水來降塵、消除空氣里的有害氣體。在開展裝巖作業時，煤礦開采企業可以改裝裝巖機，將噴霧灑水裝置安裝在裝巖機的一側，對噴霧灑水作業進行有效控制。若裝巖機在作業過程中生成粉塵，能借助噴霧灑水裝置馬上實施噴霧降塵，減小粉塵對工作人員產生的不良影響。

4 結語

治理煤礦粉塵危害屬于一項復雜而長期的過程，煤礦開采企業可以通過噴霧灑水等措施，降低煤礦作業過程中的粉塵濃度，使工作人員的作業環境得到有效改善，從而最大限度地減小工作人員患呼吸道疾病的概率，切實保障工作人員身體健康，避免發生煤礦爆炸等安全事故，保證煤礦生產安全。