談煤礦采掘工作面的防塵方法

摘要：煤炭作為我國主要的化石資源和能源，對我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著極其重要的作用。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，煤礦安全生產(chǎn)中設(shè)計的安全問題及對環(huán)境所造成的污染也日益突出，煤礦采掘工作面的防塵工作無疑是煤礦安全生產(chǎn)的重中之重。

關(guān)鍵詞：煤層注水；煤礦安全；煤礦采掘；煤礦防塵

中圖分類號：TD714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0087-02

在我國煤礦生產(chǎn)階段，由于存在鉆眼、爆破、機(jī)械作業(yè)、煤矸的載運(yùn)等工序，導(dǎo)致在煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)大量粉塵，對煤礦工人的身體健康帶來極其不利的影響。此外，由于粉塵中存在一部分可燃性煤塵，這滋生了煤礦火災(zāi)的危險因素。因此，針對掘進(jìn)工作中產(chǎn)生的大量粉塵，我們必須采取行之有效的防塵措施，以確保煤礦生產(chǎn)的安全性和有效性。

1 采掘工作面粉塵的產(chǎn)生

煤礦工作中，在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)巷道階段由于掘進(jìn)工作的進(jìn)行，煤巖破碎會產(chǎn)生大量的粉塵，這其中由于截齒的壓碎與摩檫產(chǎn)生大量的粉塵，其數(shù)量幾乎占掘進(jìn)工作面所有粉塵的五分之四，此外，由于煤塊塌落后撞擊地面產(chǎn)生的粉塵、運(yùn)輸溜子轉(zhuǎn)載摩擦擋煤板產(chǎn)生的破碎而滋生的粉塵，還有沉積在煤礦掘進(jìn)工作面上的粉塵、因?yàn)橥L(fēng)工作形成的次生粉塵等等，都是掘進(jìn)工作面粉塵的構(gòu)成成分。

2 采掘工作面防塵方法

2.1 煤層注水

所謂的煤層注水技術(shù)，是指在煤礦保護(hù)層回采之前，在煤層上部進(jìn)行鉆孔，并通過鉆好的孔注入壓力水，使水分滲入到煤體內(nèi)部，在對原先的“煤-瓦斯”兩相平衡體系實(shí)施破壞之后，形成全新的“煤-瓦斯-水”三相體系，該體系下由于介質(zhì)的互相影響及作用，致使煤體物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和熱力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生改變。通常按照鉆孔的深度我們可以將煤層注水分為深孔注水技術(shù)和淺孔注水技術(shù)。深孔注水是在回采工作面的前方平行工作面進(jìn)行打孔，孔的深度通常是工作面斜長的三分之二，鉆孔直徑在75～100mm之間，在封孔工作結(jié)束后，可以開始注水工作。和淺孔注水相比較，深孔注水的施工成本更高，鉆孔施工也十分困難，一般只針對那些中厚或者較厚的煤層使用。深孔注水的優(yōu)點(diǎn)則是預(yù)濕范圍廣，可以使煤層下煤體得到充分濕潤，并對采煤工作不構(gòu)成影響。但是在個別礦區(qū)，因?yàn)闆]能徹底地破壞煤礦保護(hù)層，使得注水工作很難按計劃實(shí)施，導(dǎo)致注水量小，這也嚴(yán)重影響了煤層注水在煤礦安全中的應(yīng)用效果。

2.2 裝巖灑水

在煤礦掘進(jìn)工作面實(shí)施爆破以后，我們通常會在裝巖以前在巖煤上噴灑適當(dāng)?shù)乃ＷC巖煤得到適當(dāng)?shù)臐駶?，以避免在裝巖煤階段引起不必要的粉塵飛揚(yáng)。一般來說，裝巖灑水分為人工灑水和噴霧器灑水兩種：在進(jìn)行人工裝巖的時候，我們通常都是采取人工灑水的方式；而在使用裝巖機(jī)進(jìn)行裝巖時，我們可以在距離工作面5m的頂幫兩側(cè)，懸掛上兩個噴霧器，對裝巖機(jī)及巖煤實(shí)施噴霧式

灑水。

2.3 掘進(jìn)機(jī)噴霧灑水

噴霧灑水工作主要有引射噴霧、內(nèi)噴霧和外噴霧三部分組成。采用高壓水噴霧滅塵，就是來自外部的低壓水，通過高壓水泵將壓力增高到要求的水壓，然后噴嘴噴射出去。我們知道，噴霧灑水工作是煤礦保護(hù)層回采工作面中極其有效的防塵措施。其中關(guān)于水的除塵機(jī)理具體有下面三點(diǎn)：首先，由于在濕潤煤體階段受到原煤體中的原生煤塵影響，導(dǎo)致煤塵喪失飛揚(yáng)能力；其次，注水可以將煤體中的細(xì)小部分進(jìn)行液體包裹，如果在煤體開采發(fā)生破碎事件時，可以避免細(xì)粒煤塵到處飛揚(yáng)的現(xiàn)象產(chǎn)生；最后，由于水的濕潤性，從而增強(qiáng)了煤體塑性指標(biāo)，很大程度上削弱了煤塵的脆性影響。在煤體受到外力作用的情況下，原本很多的脆性破碎轉(zhuǎn)化為塑性形變，從而減免了煤體破碎后產(chǎn)生大量塵粒的問題，大幅度抑制了煤塵產(chǎn)生。通過對新墳孫村礦進(jìn)行煤層注水工作后發(fā)現(xiàn)，除塵率高達(dá)73%，很好地滿足了預(yù)定的除塵效果。

2.4 通風(fēng)除塵

綜掘工作面的通風(fēng)除塵技術(shù)主要包括機(jī)掘工作面的除塵技術(shù)和收塵技術(shù)。通風(fēng)回流在治理瓦斯的問題上，不但可以預(yù)防煤與瓦斯突出，還能夠很好地減少工作面上回風(fēng)流中粉塵濃度，其具體原因主要是因?yàn)樵跐駶櫭后w時，水分的存在阻礙了瓦斯運(yùn)動，從而使得在煤體破壞后一些瓦斯不會涌采掘空間，反而會以變相的形式被煤體運(yùn)出工作面。通過分段砌筑封閉墻，在封閉墻中鋪設(shè)管路進(jìn)行瓦斯抽采，抽采管路為240mm的鐵管，抽采流量為91m3/min，封閉墻間距為110m。封閉墻的組成由砌筑兩道墻體，并在其內(nèi)部充填黃泥，墻體厚度800mm，墻與墻之間的距離不小于4m，這樣可以很好地起到密閉和防爆的作用。每個封閉墻內(nèi)鋪設(shè)兩道管路，在新的封閉墻砌筑充填完成時，根據(jù)瓦斯抽采量適時關(guān)閉里段抽采閥門，保障了高抽巷瓦斯抽采的連續(xù)性。在煤礦保護(hù)層上的回收期，我們可以將高抽巷側(cè)上方的石板巷回風(fēng)巷段封閉采空區(qū)瓦斯抽放管，同時與上隅角采空區(qū)瓦斯抽采。抽巷形成的采空區(qū)瓦斯的頂板裂隙排水渠，對下部采空區(qū)瓦斯發(fā)揮作拉動用，減少采空區(qū)氣體排涌向工作面和的上隅角。該系統(tǒng)通風(fēng)設(shè)備簡單，風(fēng)筒成本低，易于管理，能有效排除工作面局部瓦斯積聚和滯留的粉塵，通風(fēng)和除塵系統(tǒng)相互獨(dú)立，在任何情況下不會影響通風(fēng)系統(tǒng)正常工作，安全性能好等。

2.5 巷道水幕凈化

巷道水幕無疑是目前風(fēng)流凈化與減少煤塵濃度的一種常見方法。所謂的水幕，就是巷道的兩幫或頂部水管上面設(shè)置噴霧器若干，進(jìn)行噴霧而形成水幕。在安裝噴霧器時，應(yīng)遵循兩個原則，即：布滿巷道斷面，并且盡量設(shè)置在接近塵源的地方。

2.6 沖洗井壁巷幫

在恢復(fù)煤礦掘進(jìn)工作面以前，我們應(yīng)在風(fēng)筒出口外1m的地方，從外向里地對巷道進(jìn)行沖洗，從巷道兩幫、頂板、支架，直到工作面為止，盡可能地洗去井壁巷幫上的煤塵。

2.7 個體防護(hù)

考慮到煤礦工作中個體的人身健康問題，我們應(yīng)該借助佩戴防塵面具等措施來降低個體吸入粉塵的概率。通常來說，防護(hù)用具有口罩、防塵帽等，個體防護(hù)的根本目的是保證個體呼吸到清潔空氣，而不影響到其生體健康。

2.8 清掃積塵及安設(shè)隔爆裝置

沉積在巷道中的積塵，一旦受到振動和沖擊再度飛揚(yáng)起來，成為懸浮煤塵，就為煤塵爆炸提供了條件。因此，巷道必須定期清除浮煤、清掃或沖洗沉積的煤塵和刷漿。

3 結(jié)語

綜上所述，通過將煤層注水技術(shù)應(yīng)用到煤礦安全生產(chǎn)中來，不但可以大幅降低管理難度，還能很好地控制生產(chǎn)成本，最終求得人力資源管理的最優(yōu)化解。為此，我們務(wù)須不斷探索煤層注水技術(shù)在煤礦安全中的應(yīng)用策略，做到事前控制，提前排除，預(yù)先處理，未雨而綢繆，防患于

未然。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：孟慶鷺（1982—），男，江蘇徐州人，徐州礦務(wù)集團(tuán)公司工程師，研究方向：煤礦開采。