現(xiàn)代化礦井采掘防塵技術(shù)的研究與應(yīng)用

惠雙琳

（陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司，陜西榆林 719300）

現(xiàn)代化礦井采掘防塵技術(shù)的研究與應(yīng)用

惠雙琳

（陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司，陜西榆林 719300）

礦井采掘現(xiàn)場是礦塵的主要源頭，也是治理礦塵的主要環(huán)節(jié)。因此，煤礦要根據(jù)自身實(shí)際情況，選擇合適的處理措施，繼而使煤礦企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展，并確保員工的身體健康。本文分析了礦井采掘面的防塵技術(shù)，并分析其在實(shí)際應(yīng)用中的效果。

現(xiàn)代化礦井 采掘防塵技術(shù) 應(yīng)用

礦井生產(chǎn)中，采、掘、運(yùn)等多個工序都會產(chǎn)生大量粉塵，從而對礦井正常生產(chǎn)帶來較大影響。采掘工作中產(chǎn)生的粉塵是礦井粉塵的主要來源，隨著采掘機(jī)械的不斷發(fā)展，進(jìn)一步增強(qiáng)了煤炭化的機(jī)械程度，也在很大程度上增加了粉塵的產(chǎn)生量，對煤礦生產(chǎn)區(qū)域人員的身心健康帶來重要影響。

1 粉塵的產(chǎn)生及危害

煤礦生產(chǎn)中，多個操作工序都會產(chǎn)生大量粉塵，比如采、掘、運(yùn)。粉塵對人的危害主要包括兩個方面：（1）對人體的危害。長期情況下，若礦塵通過人體呼吸道進(jìn)入肺部，便會引起塵肺病，此疾病是目前為止，對礦工身體危害最為嚴(yán)重的職業(yè)病。（2）煤塵爆炸危害。煤塵爆炸作為煤礦重要事故災(zāi)害之一，對礦工及礦井安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。近年來，瓦斯煤塵爆炸事故多次發(fā)生，帶來了難以估量的損失，說明對礦井粉塵進(jìn)行綜合治理是迫在眉睫的事情。通常，煤礦生產(chǎn)中的粉塵主要來自采掘工作面，隨著采掘機(jī)械的不斷進(jìn)步和發(fā)展，煤礦機(jī)械化程度有了顯著的提高，采掘力度的進(jìn)一步加大，使粉塵產(chǎn)生速度和數(shù)量也有所增加，對礦工生命安全帶來了更大的威脅，也為礦井的安全生產(chǎn)帶來了更大的挑戰(zhàn)。有關(guān)統(tǒng)計表明，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件、通風(fēng)條件基本一致時，不同煤礦采用不同的采掘方法，其粉塵濃度也有很大差異。比如，在缺乏防塵措施的條件下，機(jī)采粉塵濃度大約在1500～2800mg/m3，炮采粉塵濃度在200～400mg/m3，綜采粉塵濃度則高達(dá)5000～7000mg/m3，由此可以說明，煤礦選擇合適的采掘防塵技術(shù)，對于礦井安全生產(chǎn)和礦工身心安全具有重要意義。

2 采煤工作面的防塵技術(shù)

某煤礦作為1999年投入使用的現(xiàn)代化礦井，設(shè)計生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到140萬t/a，2011年的實(shí)際生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到280萬t。此煤礦的主要特點(diǎn)是機(jī)械化程度高，工作人員在900人左右。工作面的主要防塵措施包括采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、各轉(zhuǎn)載點(diǎn)轉(zhuǎn)載噴霧及架間噴霧等。經(jīng)現(xiàn)場檢測，此煤礦雖然采取了相關(guān)的防塵措施，但粉塵濃度依然高達(dá)120～350mg/m3，超過國家衛(wèi)生規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外，此煤礦現(xiàn)有綜掘機(jī)4臺，產(chǎn)塵量很大，因此進(jìn)行機(jī)掘防塵是礦井進(jìn)行綜合防塵不可或缺的一個環(huán)節(jié)。因此，我們研究采用了以下防塵技術(shù)：

2.1 綜采工作面采用以下技術(shù)

（1）采煤工作面機(jī)組行走自動光控噴霧裝置；此自動光控噴霧裝置主要由主機(jī)、電磁閥、紅外線傳感器、電纜及噴頭組成。噴頭由電磁閥控制，而電磁閥則由主機(jī)控制，每組噴霧的主機(jī)采用電纜連接，從而實(shí)現(xiàn)噴霧連鎖。在工作面進(jìn)風(fēng)口處安設(shè)此噴霧裝置，當(dāng)采煤機(jī)經(jīng)過此裝置所在位置時，采煤機(jī)上的光信號可以被傳感器接受，之后所有噴霧會自動打開并執(zhí)行自動噴霧操作，噴霧具體時間可根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行速度自行調(diào)整，此噴霧裝置的優(yōu)勢在于減少了人工開啟單向閥實(shí)現(xiàn)架間噴霧除塵的麻煩，提高了防塵效果。

（2）采煤機(jī)負(fù)壓二次防塵裝置；此技術(shù)利用噴吸裝置，可以向塵源區(qū)域噴射霧流，從而達(dá)到降塵的效果，同時，噴吸裝置內(nèi)部射流后方會形成負(fù)壓區(qū)，可吸入降壓場區(qū)域的粉塵空氣，并通過噴吸裝置噴吸出去，將煤塵過濾下來。此降塵方法是否能達(dá)到預(yù)想效果，和負(fù)壓強(qiáng)度、霧流參數(shù)及吸入空氣含量點(diǎn)等多種因素有關(guān)，還和噴吸裝置的安裝位置、噴嘴形式及噴霧壓力等因素有關(guān)。結(jié)合煤礦現(xiàn)場的具體條件，設(shè)計負(fù)壓二次降塵技術(shù)，可獲得較好的防塵效果。

（3）轉(zhuǎn)載機(jī)同步自動噴霧；原采煤工作面回風(fēng)道在轉(zhuǎn)載機(jī)8m處安裝了回風(fēng)流凈化水幕，采用閥門人工手動控制，由于人為因素影響很大，繼而導(dǎo)致此水幕常常沒有按時啟動，粉塵得不到有效控制；此外，有時候裝載機(jī)停止運(yùn)行，而水幕還繼續(xù)噴霧，不僅沒有防塵效果，還浪費(fèi)了水資源，對煤質(zhì)產(chǎn)生影響。

對于上述問題，我們通過多次研究，嘗試運(yùn)用設(shè)備開停傳感器卡在轉(zhuǎn)載機(jī)供電電纜上，當(dāng)轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)行時，開停傳感器便會輸出信號，并利用光控自動噴霧主機(jī)控制電磁閥，繼而實(shí)現(xiàn)水幕的自動開停。若裝載機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生粉塵時，水幕會自動開啟噴霧，起到降塵效果；若裝載機(jī)停止運(yùn)行，無粉塵產(chǎn)生，水幕則會自動關(guān)閉。此項(xiàng)研究技術(shù)的投入使用，不僅有效降低了粉塵，還節(jié)約了水資源。

2.2 掘進(jìn)工作面采用以下技術(shù)

采用綜掘機(jī)外噴霧與巷道風(fēng)流凈化水幕聯(lián)動自動噴霧降塵技術(shù)。機(jī)掘工作面的主要防塵措施之一便是噴霧灑水降塵。通常，挖掘機(jī)有兩種工作形式，即外噴霧、內(nèi)噴霧。內(nèi)噴霧截割部伸縮油缸浮動密封不合格，使降塵水容易進(jìn)入電機(jī)，引起電機(jī)短路；外噴霧的開停需要人為操作，凈化風(fēng)流水幕也采用閥門式，需要人工操作，致使水幕無法得到有效利用，造成粉塵超標(biāo)。聯(lián)動噴霧降塵技術(shù)的使用，主要是依賴截割部操作電源引出控制線，進(jìn)入接線盒之后，可以從接線盒中分出兩路，一路控制外噴霧電磁閥，一路控制凈化水幕。當(dāng)掘進(jìn)時，滾筒轉(zhuǎn)動，外噴霧裝置和凈化水幕就會自動開啟，從而起到降塵作用。當(dāng)滾筒停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，兩組降塵裝置也會自動停止噴霧。此技術(shù)經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，防塵效果顯著。

3 結(jié)語

綜上所述，在機(jī)械化程度較高的現(xiàn)代化礦井中，在采掘工作面采用自動化防塵技術(shù)，可以有效控制粉塵產(chǎn)生量。將上述研究的防塵技術(shù)應(yīng)用在某煤礦中，粉塵總檢測次數(shù)為125次，達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求有114次，合格率達(dá)到91.2%，煤塵濃度控制在3～62mg/ m3，為礦井生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，也最大限度的保證了礦工的身體健康，說明上述防塵措施值得應(yīng)用。

［1］喬凱，張義強(qiáng)，張東峰.礦井采掘防塵技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014（1）.

［2］句海洋，凌標(biāo)燦，葉崢，王金峰.礦井采掘面高效防塵技術(shù)及其發(fā)展趨勢［J］.華北科技學(xué)院學(xué)報，2014（2）.

［3］郝曉偉.采掘作業(yè)面綜合防塵措施淺析［J］.科教導(dǎo)刊-電子版（中旬），2013（11）.

惠雙琳（1983—），男，陜西三原人，碩士研究生，畢業(yè)于西安科技大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)就業(yè)于陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司。