煤礦巷道掘進(jìn)的綜合降塵與防塵技術(shù)要點(diǎn)探討

摘要：煤礦巷道掘進(jìn)是煤礦生產(chǎn)中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，也是煤礦生產(chǎn)中導(dǎo)致塵肺病等職業(yè)病的主要環(huán)節(jié)。為了有效解決煤礦巷道掘進(jìn)過程中存在的塵肺病危害問題，本文首先分析現(xiàn)狀，然后探討影響防塵效果的因素，介紹防塵技術(shù)及其效果，最后得出結(jié)論a，科學(xué)有效的防塵措施和技術(shù)改進(jìn)是解決煤礦巷道掘進(jìn)過程中塵肺病危害問題的關(guān)鍵，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道；綜合降塵；塵肺病

DOI：10.12433/zgkjtz.20232248

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求不斷增長，煤炭作為國內(nèi)主要的能源供應(yīng)之一，在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的作用。而煤炭采掘作為煤炭生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，安全生產(chǎn)問題一直備受關(guān)注。相對于其他煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)，煤礦巷道掘進(jìn)工作面臨更加嚴(yán)峻的安全生產(chǎn)問題。其中，塵埃污染問題是煤炭生產(chǎn)中的難題，特別是二氧化硅粉塵污染已成為煤礦工人健康威脅的問題之一。煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)對煤礦工人的健康危害較嚴(yán)重，需要采取有效措施進(jìn)行降塵和防塵。近年來，在煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)的防塵技術(shù)研究中，許多學(xué)者利用各類試驗(yàn)手段并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)深入研究，針對不同的巷道掘進(jìn)環(huán)境和不同的技術(shù)條件，提出了相應(yīng)的防塵技術(shù)和工藝方法，例如，密閉控塵技術(shù)、機(jī)械化控塵技術(shù)、人工操作控塵技術(shù)等。

本文將綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)對上述防塵技術(shù)進(jìn)行回顧，分析其特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用效果，并提出相應(yīng)的改進(jìn)和完善措施。同時，闡述和探討降塵、防塵工藝要點(diǎn)，指出當(dāng)前煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)中的不足和需要改進(jìn)的地方。通過分析巷道掘進(jìn)作業(yè)粉塵污染，探索有效的防塵技術(shù)和工藝方法，提高巷道掘進(jìn)作業(yè)防塵工藝的創(chuàng)新能力和推廣應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)保護(hù)煤礦工身體健康和提高煤炭企業(yè)社會效益、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益的目標(biāo)。

一、現(xiàn)狀分析

煤礦巷道掘進(jìn)是煤礦生產(chǎn)中不可或缺的環(huán)節(jié)，也是煤礦生產(chǎn)中塵肺病等職業(yè)病危害的嚴(yán)重環(huán)節(jié)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國的煤礦小氣煤塵中含有游離二氧化硅的平均值相當(dāng)于含量為16%的二氧化硅，遠(yuǎn)高于美國、德國、日本等國的煤礦。作為煤炭資源的主要產(chǎn)區(qū)，煤礦是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源保障的重要組成部分。然而，在煤礦生產(chǎn)過程中，爆破、鉆掘、運(yùn)輸?shù)裙ば蚨紩a(chǎn)生大量的粉塵和震動，危害周圍環(huán)境和人員的健康。據(jù)統(tǒng)計(jì)，粉塵污染是我國煤礦事故的主要原因之一，而煤礦職業(yè)病的主要來源也是職業(yè)性塵肺病。因此，在煤礦巷道掘進(jìn)中，有效降低和防治粉塵污染至關(guān)重要。隨著我國煤礦生產(chǎn)的不斷發(fā)展，近年來，煤礦巷道掘進(jìn)的綜合降塵與防塵技術(shù)也得到了廣泛的重視和研究。在煤炭行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)規(guī)范中，也對煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)的粉塵防治提出了具體的要求。此外，隨著環(huán)保意識的不斷提高和政策法規(guī)的不斷加強(qiáng)，煤礦企業(yè)也逐漸轉(zhuǎn)向綠色、低碳、環(huán)保的生產(chǎn)方式，將降低粉塵污染作為一項(xiàng)重要的任務(wù)，倡導(dǎo)綠色煤炭生產(chǎn)方式，通過技術(shù)手段和管理手段推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

因此，研究煤礦巷道掘進(jìn)的綜合降塵與防塵技術(shù)，對于保障煤礦生產(chǎn)的安全穩(wěn)定、降低環(huán)境污染、提高工作人員的健康水平具有重要的意義，而對煤礦巷道掘進(jìn)綜合降塵與防塵技術(shù)的研究具有非常重要的意義。目前，我國煤礦巷道掘進(jìn)的防塵技術(shù)主要有噴霧降塵和防塵技術(shù)、濕式控塵技術(shù)、密閉控塵技術(shù)、機(jī)械化控塵技術(shù)、人工操作控塵技術(shù)，可以在巷道掘進(jìn)過程中實(shí)現(xiàn)全面降塵，去除煤塵的成本和作業(yè)時間成本低，保障礦工的健康和安全，提高巷道掘進(jìn)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

二、原因探討

（一）工程實(shí)際條件惡劣

煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)是在地下進(jìn)行的，特殊的生產(chǎn)環(huán)境要求使用特殊的掘進(jìn)設(shè)備，例如，割煤機(jī)、礦用搬運(yùn)機(jī)等，但此類設(shè)備不僅體積龐大、重量較大，還存在較強(qiáng)的工作震動，會產(chǎn)生較多的灰塵。

（二）工作量大，時間長

煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)通常需要使用特殊設(shè)備進(jìn)行剝離、挖掘、運(yùn)輸、支護(hù)、標(biāo)志等多個工序，工作量大，時間長，導(dǎo)致巷道掘進(jìn)現(xiàn)場的施工人員暴露于持續(xù)高強(qiáng)度灰塵的環(huán)境中，造成塵肺病高發(fā)。

（三）環(huán)境空氣流動不暢

煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)的環(huán)境空氣流動性較差，主要是由于巷道內(nèi)的空氣循環(huán)條件差，通風(fēng)不暢，導(dǎo)致塵埃在巷道中逐漸積聚。此外，煤礦井下的室溫高、濕度大、氣流緩慢，增加了氣溶膠的擴(kuò)散難度。

三、巷道掘進(jìn)作業(yè)粉塵污染的危害

巷道掘進(jìn)是煤礦開采的重要環(huán)節(jié)，是開采煤炭、礦石等礦物資源的必經(jīng)之路。然而，在巷道掘進(jìn)的過程中，煤塵和有害氣體是難以避免的，這會對礦工的健康和環(huán)境造成很大的影響。煤塵在空氣中的擴(kuò)散會使空氣中的灰塵、煙霧和顆粒物濃度升高，礦工長時間暴露于這種環(huán)境下，易患慢性呼吸道疾病和肺部疾病。另外，巷道掘進(jìn)過程中還會產(chǎn)生甲烷、一氧化碳、二氧化碳等有害氣體，不僅為危害礦工健康，還可能引發(fā)煤礦事故。

（一）對工人身體健康的危害

煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)中的煤、矸石和巖石等材料在鉆掘、爆破、破碎、裝運(yùn)等過程中產(chǎn)生大量的煤塵和巖塵，嚴(yán)重危害了巷道作業(yè)人員的身體健康。長期暴露在高濃度粉塵環(huán)境下，誘發(fā)有害職業(yè)病，例如，矽肺病和塵肺病等呼吸系統(tǒng)疾病。呼吸道疾病，例如，慢性支氣管炎、肺氣腫、哮喘等，會導(dǎo)致肺功能障礙，嚴(yán)重時可能引發(fā)肺癌等惡性腫瘤。

（二）對礦區(qū)環(huán)境的污染

除了對人體健康的影響，煤礦巷道掘進(jìn)還會造成環(huán)境的粉塵污染，高濃度粉塵不僅會影響空氣質(zhì)量，還會殘留在地表、水體、土壤等環(huán)境介質(zhì)中，造成環(huán)境的二次污染。另外，粉塵還會增加礦井火災(zāi)、爆炸等安全事故發(fā)生的風(fēng)險，影響礦井的生產(chǎn)管理和可持續(xù)發(fā)展。

（三）對井下設(shè)備的損壞

煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)中產(chǎn)生的粉塵，長期附著在井下設(shè)備和機(jī)械上，縮短了井下設(shè)備的使用壽命，增加了生產(chǎn)成本。

四、巷道掘進(jìn)的綜合降塵與防塵技術(shù)

煤礦巷道掘進(jìn)的綜合降塵與防塵技術(shù)是指采用各種措施和技術(shù)手段降低煤塵和有害氣體的濃度，從而保障礦工的健康和安全。降塵和防塵技術(shù)一般要與煤礦的生產(chǎn)工藝結(jié)合，采用多種手段控制和減少粉塵產(chǎn)生。常見的綜合降塵與防塵技術(shù)如下：

（一）噴霧降塵和防塵技術(shù)

噴霧降塵技術(shù)是在巷道掘進(jìn)生產(chǎn)過程中使用較多的一種降塵技術(shù)，原理是在空氣中噴灑所需的水，降低空氣中的懸浮物濃度，從而減少煤塵和灰塵的擴(kuò)散，又可細(xì)分為高壓水霧技術(shù)、氣旋防塵技術(shù)、霧化吸塵技術(shù)等。噴霧還可以將顆粒物、浮游菌等固態(tài)物質(zhì)濕潤后使之向地面附著，以達(dá)到降低空氣粉塵污染濃度的效果。

（二）濕式控塵技術(shù)

濕式控塵技術(shù)是通過向空氣中加水或其他濕度較高的物質(zhì)，增加粉塵水分含量，從而達(dá)到降低粉塵濃度的效果。使用濕式控塵技術(shù)可以降低空氣中的灰塵、煙霧、顆粒物等濃度，縮小煤塵的擴(kuò)散范圍。目前，常用的濕式控塵技術(shù)包括噴淋降塵、噴淋泡沫降塵、濕式除塵等。

（三）密閉控塵技術(shù)

密閉控塵技術(shù)是通過采用密閉的設(shè)備或措施限制煤塵擴(kuò)散，從而達(dá)到降塵的效果。采用密閉運(yùn)輸管道、密閉篩分等方法降低作業(yè)過程中煤塵的擴(kuò)散，可有效實(shí)現(xiàn)控制煤塵擴(kuò)散范圍、減低散塵和環(huán)境污染的目的。在對積塵物料進(jìn)行開采、裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)等作業(yè)，可采用密閉操作方式，以此增強(qiáng)控塵效果。

（四）機(jī)械化控塵技術(shù)

機(jī)械化控塵技術(shù)是通過采用通風(fēng)除塵機(jī)械設(shè)備控制煤塵擴(kuò)散、降低空氣中粉塵濃度的方法。常用的包括離心除塵、靜電除塵、旋風(fēng)分離器、濾筒式除塵器等設(shè)備。機(jī)械化控塵技術(shù)可以高效地降低空氣中的灰塵、煙霧等有害物質(zhì)的濃度，減少對礦工健康的影響，還可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

（五）人工操作控塵技術(shù)

在巷道掘進(jìn)過程中，控制氣體和煤塵的擴(kuò)散，也是一種有效的防塵措施。例如，采用手動噴水、人工排除口袋粘土和堆積的煤渣等方法控制煤塵擴(kuò)散，或在作業(yè)現(xiàn)場增加通風(fēng)口等人工防塵設(shè)施。人工操作控塵技術(shù)可以滿足不同的控塵工藝需求，保障掘進(jìn)作業(yè)安全、順利進(jìn)行。

五、煤礦巷道掘進(jìn)綜合降塵與防塵技術(shù)的應(yīng)用

（一）噴霧降塵和防塵技術(shù)的應(yīng)用

噴霧降塵技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)中廣泛應(yīng)用，主要作用是減少煤塵的擴(kuò)散和降低空氣中煤塵濃度。噴霧可采用高壓水霧技術(shù)、氣旋防塵技術(shù)、霧化吸塵技術(shù)等方法。高壓水霧技術(shù)需要采用高壓水泵將水噴霧到空氣中，增加空氣中的濕度，有助于防止煤塵沉積在地面上。氣旋防塵技術(shù)采用旋風(fēng)除塵原理，在透明旋風(fēng)室中，隨著大氣中浮動物質(zhì)進(jìn)入旋風(fēng)室，受離心力的作用，顆粒物被分離，向離心力方向飛出。霧化吸塵技術(shù)是借助空氣動力學(xué)，將顆粒物和氣體通過高速旋轉(zhuǎn)的離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入機(jī)芯，在強(qiáng)勁的離心力下發(fā)生毛細(xì)吸附，凝結(jié)成液滴后再被排出。

（二）濕式控塵技術(shù)的應(yīng)用

濕式控塵技術(shù)主要適用于較小的區(qū)域。濕式控塵技術(shù)可采用噴淋降塵、噴淋泡沫降塵、濕式除塵等。其中，噴淋降塵可采用噴淋技術(shù)將水霧噴灑到空氣中，增加空氣中的濕度，防止煤塵向周邊空氣擴(kuò)散。噴淋泡沫降塵技術(shù)通過噴灑泡沫材料形成的一定厚度覆蓋層，將煤塵保留在懸浮態(tài)或粘附態(tài)，降低煤塵在空氣中的擴(kuò)散。濕式除塵是用濾料或吸附劑對氣體和顆粒進(jìn)行吸附或過濾，以降低空氣中粉塵污染濃度。

（三）機(jī)械化控塵技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械化控塵技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)中應(yīng)用廣泛，可采用離心除塵、靜電除塵、旋風(fēng)分離器、濾筒式除塵器等設(shè)備進(jìn)行精細(xì)處理。其中，離心除塵器能采用分離離心運(yùn)動原理將粉塵擠壓力、篩選力和離心力相結(jié)合，使之產(chǎn)生離心分離作用，從而控制煤塵和氣體。靜電除塵器可通過高壓靜電場捕捉空氣中的顆粒物，減少空氣中顆粒物濃度。旋風(fēng)分離器通過離心力將煤塵、粉塵和細(xì)顆粒物等分離，實(shí)現(xiàn)控制和降低空氣中粉塵濃度的目的。濾筒式除塵器通過采用過濾媒介，過濾空氣中的煤塵、粉塵和顆粒物等。機(jī)械化控塵技術(shù)需要有指定的專人進(jìn)行，且要有定期的維護(hù)和檢查保養(yǎng)。同時，使用操作必須符合《煤礦安全規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定。

（四）密閉控塵技術(shù)的應(yīng)用

密閉控塵技術(shù)適用于煤礦巷道掘進(jìn)中較封閉或密閉的作業(yè)區(qū)域，例如，開采礦物的篩分、輸送等作業(yè)。采用密閉運(yùn)輸管道、密閉篩分等方法可以減少作業(yè)過程中煤塵的擴(kuò)散，控制煤塵擴(kuò)散范圍，減少散塵和環(huán)境污染。另外，在對煤礦井下進(jìn)行開采作業(yè)時，也要采用封閉式控塵措施，例如，利用密閉式隔離簾幕、水簾等方法減少粉塵擴(kuò)散。

（五）人工操作控塵技術(shù)的應(yīng)用

人工操作控塵技術(shù)可用于控制煤塵和有害氣體的擴(kuò)散。在巷道掘進(jìn)過程中，通過人工操作控制氣體和煤塵的擴(kuò)散，可以采用手動噴水、人工排除口袋粘土和堆積的煤渣等方法控制煤塵擴(kuò)散，或在作業(yè)現(xiàn)場增加通風(fēng)口等人工防塵設(shè)施。此外，通過加強(qiáng)礦工加強(qiáng)自我保護(hù)意識，提高對煤塵和有害氣體的認(rèn)識和防范能力，也是一種有效的防塵措施。

六、結(jié)語

綜合降塵與防塵技術(shù)是煤礦生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要工作，涉及礦工健康和環(huán)境安全等方面。本文主要介紹煤礦巷道掘進(jìn)中的綜合降塵與防塵技術(shù)，包括噴霧降塵、濕式控塵、機(jī)械化控塵、密閉控塵和人工操作控塵等技術(shù)，不僅涉及技術(shù)操作方面的問題，更關(guān)鍵的是要在實(shí)際生產(chǎn)中得到有效應(yīng)用，才能取得預(yù)期的降塵效果。在實(shí)際應(yīng)用過程中，要根據(jù)不同煤礦生產(chǎn)場景，采取有針對性的防塵措施，全面評估和分析煤礦作業(yè)過程中的污染源、污染傳播途徑和接收環(huán)境等。同時，要加強(qiáng)對礦工的培訓(xùn)和培養(yǎng)，提高安全生產(chǎn)素質(zhì)和應(yīng)對突發(fā)事件的能力。此外，加強(qiáng)煤塵和有害氣體的監(jiān)測和評估，及時掌握運(yùn)動規(guī)律和濃度分布情況，做到及時有效控制。總之，煤礦巷道掘進(jìn)的綜合降塵與防塵技術(shù)是一個復(fù)雜的過程，需要多方面的綜合協(xié)調(diào)和應(yīng)用。為了保護(hù)礦工的身體健康和環(huán)境生態(tài)安全，必須始終堅(jiān)持以人為本、科學(xué)規(guī)范的原則，提高技術(shù)水平和管理水平，持續(xù)改進(jìn)和完善降塵與防塵技術(shù)手段。

隨著科技的發(fā)展，綜合降塵與防塵技術(shù)也會不斷地升級和改進(jìn)：第一，新型降塵裝置的研發(fā)。目前，氣動力學(xué)、光學(xué)等新型技術(shù)已逐漸應(yīng)用到煤礦降塵行業(yè)中。應(yīng)繼續(xù)研究和開發(fā)適用于巷道掘進(jìn)領(lǐng)域的新型降塵裝置。例如，采用雷達(dá)光學(xué)與紅外線技術(shù)結(jié)合的方法可以檢測煤塵濃度和顆粒大小。此外，基于空氣動力學(xué)原理，將空氣傳導(dǎo)和粉塵的效果結(jié)合，能有效降低煤塵濃度，節(jié)省時間和成本。第二，探究降塵機(jī)制。煤塵降塵的機(jī)制較復(fù)雜，目前在降塵領(lǐng)域大多采用單一或多種降塵技術(shù)，仍有很大的優(yōu)化空間。在應(yīng)用降塵技術(shù)的同時，也應(yīng)注重探究降塵過程的機(jī)理，研究不同工況下降塵效果的差異，有利于在實(shí)際工作中探索適用于巷道掘進(jìn)的降塵方案。第三，采用數(shù)據(jù)分析技術(shù)優(yōu)化降塵策略。采用數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)優(yōu)化巷道掘進(jìn)的降塵，可有效降低煤塵濃度。通過收集和分析煤塵濃度、顆粒大小、溫度等數(shù)據(jù)，可更有效控制降塵效果，并在生產(chǎn)中形成更高效的降塵方案。第四，開發(fā)可視化監(jiān)控系統(tǒng)。為了更好地監(jiān)控巷道掘進(jìn)過程中的煤塵濃度和顆粒大小，開發(fā)可視化監(jiān)控系統(tǒng)十分重要，可以提供實(shí)時監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理功能，幫助操作人員及時把握降塵情況，更好地控制煤塵的生成和散布，促使煤礦巷道掘進(jìn)更加安全、高效。

總之，綜合降塵與防塵技術(shù)是煤礦巷道掘進(jìn)過程中必不可少的環(huán)保措施，未來的研究應(yīng)著力于優(yōu)化現(xiàn)有的降塵技術(shù)，探究降塵機(jī)制，采用數(shù)據(jù)分析和可視化監(jiān)控技術(shù)優(yōu)化降塵策略，為煤礦生產(chǎn)注入新的動力，使其更加安全、高效。

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作者簡介：王慶虎（1986），男，山東省鄒城市人，本科，助理工程師，區(qū)長，主要研究方向?yàn)榫蜻M(jìn)錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)。