煤礦職業(yè)危害綜合防塵體系建設(shè)分析

李向楠

（黃陵一號(hào)煤礦 安監(jiān)部，陜西 黃陵727300）

1 概述

職業(yè)危害主要指在生產(chǎn)勞動(dòng)過程及其環(huán)境中產(chǎn)生或存在的，對(duì)職業(yè)人群的健康、安全和作業(yè)能力可能造成不良影響的一切要素或條件的總稱。煤礦職業(yè)危害因素包括粉塵、有害氣體、噪音、高溫等。

黃陵一號(hào)煤礦是年產(chǎn)6Mt的現(xiàn)代化大型礦井。礦井采用斜井開拓，工作面采用條帶式開采方式。礦井采用走向長(zhǎng)壁采煤法，大采高一次采全高，全部跨落法管理頂板。掘進(jìn)工藝為綜掘，礦井機(jī)械化程度達(dá)到100%。礦井開采單一煤層，主要大巷沿煤層布置，所采煤層為2號(hào)煤層。

近年來，一號(hào)煤礦加強(qiáng)職業(yè)危害防治工作的建設(shè)，加大科技投入，積極改善工作環(huán)境，尤其在職業(yè)危害綜合防塵管理上，建立了完善的體系，保證了綜合防塵效果。根據(jù)黃陵一號(hào)煤礦井下粉塵概況，首先對(duì)井下粉塵的來源進(jìn)行了分析，包括煤層屬性、運(yùn)輸機(jī)等，針對(duì)這些粉塵來源，采用綜合防塵體系，分別對(duì)綜采工作面、掘進(jìn)工作面、運(yùn)輸系統(tǒng)等不同部位，采用不同的防塵手段，取得了良好的效果。

2 井下粉塵來源分析

1）黃陵一號(hào)煤礦所采煤層為2號(hào)煤層，其變質(zhì)程度相對(duì)較低，屬于第二變質(zhì)階段之煙煤，即弱粘煤—?dú)饷悍懂?，所以煤層開采中（主要是回采及掘進(jìn)中）造成大量的煤塵，約占礦井全部粉塵的70%～80%。

2）一號(hào)煤礦采用膠帶運(yùn)輸，膠帶運(yùn)輸距離長(zhǎng)，且膠帶巷與輔助運(yùn)輸巷相通，運(yùn)輸中各轉(zhuǎn)載點(diǎn)的運(yùn)煤以及運(yùn)輸中受風(fēng)流影響，對(duì)井下空氣造成大量的污染。

3）由于一號(hào)煤礦采用無(wú)軌膠輪車作為輔助運(yùn)輸，車輛在行駛過程中的揚(yáng)塵受較大風(fēng)速的風(fēng)流的影響，對(duì)礦井空氣造成一定的污染。

綜上所述，礦井綜合防塵技術(shù)主要從以上三方面進(jìn)行研究與分析，建立完善的防治體系，從而從源頭進(jìn)行井下空氣的凈化。

3 職業(yè)危害綜合防塵體系建設(shè)

3.1 綜采工作面綜合防塵體系

一般來說，綜采工作面的粉塵濃度是炮采工作面的十幾倍甚至幾十倍，造成如此高粉塵濃度的主要原因是由于進(jìn)風(fēng)流的污染，采煤機(jī)的切割和裝載，正常移架，運(yùn)輸機(jī)的載運(yùn)和轉(zhuǎn)載以及工作面片幫和頂板冒落等幾個(gè)方面。

從上述原因可以看出，采煤機(jī)割煤、移架是綜采工作面防塵的重點(diǎn)。對(duì)此相應(yīng)的采用了采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、風(fēng)水聯(lián)動(dòng)強(qiáng)力除塵、移架時(shí)自動(dòng)噴霧等防塵裝置來進(jìn)行空氣中粉塵的凈化。

（1）內(nèi)外噴霧

滾筒采煤機(jī)的噴霧系統(tǒng)分為內(nèi)噴霧和外噴霧兩種方式。采用內(nèi)噴霧時(shí)，水由安裝在截割滾筒上的噴嘴直接向截齒的切割點(diǎn)噴射，形成“濕式截割”；采用外噴霧時(shí)，水由安裝在截割部的固定箱上、搖臂上或擋煤板上的噴嘴噴出，形成水霧覆蓋塵源，從而使粉塵濕潤(rùn)沉降。

（2）風(fēng)水聯(lián)動(dòng)強(qiáng)力除塵

在采煤機(jī)搖臂上外接一組風(fēng)水聯(lián)動(dòng)噴霧裝置，利用高壓水流與高壓風(fēng)流的混合汽化，提高噴霧裝置的整體除塵效果。

（3）采煤機(jī)架間噴霧

該噴霧裝置每五架為一組，主要由PLC可編程主機(jī)、隔爆兼本安型穩(wěn)壓電源、電動(dòng)球閥、遙控發(fā)送器、遙控接收器和無(wú)線發(fā)射器等組合而成。每三套自動(dòng)噴霧降塵裝置配接一個(gè)本安電源。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)移架噴霧，當(dāng)生產(chǎn)工人移架時(shí)，無(wú)線發(fā)射器探測(cè)到移架手柄運(yùn)動(dòng)，發(fā)出噴霧指令，本組噴霧點(diǎn)自動(dòng)噴霧，當(dāng)停止運(yùn)動(dòng)移架手柄后，延時(shí)30秒（時(shí)間可以隨意設(shè)定）后自動(dòng)停止噴霧。通過這些方法的有效實(shí)施，綜采工作面防塵取得了良好的效果。

3.2 掘進(jìn)工作面綜合防塵體系

在煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，井巷掘進(jìn)是產(chǎn)生粉塵的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。掘進(jìn)工作面工序多，產(chǎn)塵量大，塵源分散多變，粉塵分散度高，嚴(yán)重危害著礦工的身體健康，影響安全生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，85%以上的煤礦塵肺病患者的工作地點(diǎn)在巖巷掘進(jìn)工作面，煤巷和半煤巖巷的煤塵瓦斯燃燒爆炸事故發(fā)生率也占較大的比重。

（1）煤層注水。依靠水在煤體裂隙中的滲透、壓差、毛細(xì)和分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，使注入煤層中的水沿著煤的裂隙分割的煤塊滲透并儲(chǔ)存于裂隙與空隙之中，增加煤體的水分，使煤體得到預(yù)先濕潤(rùn)，以減少生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生浮游礦塵的能力。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，采取靜壓注水的方式進(jìn)行煤層注水，注水孔孔深18m，每班施工2個(gè)，每孔注水時(shí)間4小時(shí)以上，降塵效果非常有效。

（2）泡沫除塵。泡沫除塵采用西安西科煤礦安全通風(fēng)防滅火研究所研發(fā)的WSR－ⅠA型礦用泡沫抑塵系統(tǒng)與威薩爾（抑塵專用液）組成，該技術(shù)與水霧除塵相比，具有用水量少、粉塵濕潤(rùn)速度快、泡沫粘性好、除塵效率高等特點(diǎn)。

（3）轉(zhuǎn)載點(diǎn)封閉式自動(dòng)噴霧。運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)是產(chǎn)生煤塵的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一號(hào)煤礦在皮帶的每個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)安裝封閉式自動(dòng)噴霧裝置。即在轉(zhuǎn)載點(diǎn)上安裝封閉罩減少風(fēng)吹揚(yáng)塵，罩內(nèi)設(shè)有噴霧裝置，只要煤經(jīng)過，噴霧裝置便會(huì)通過紅外感應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴霧，無(wú)煤則自動(dòng)停止，即達(dá)到了降塵效果又不影響煤質(zhì)。

（4）全斷面捕塵網(wǎng)。掘進(jìn)工作面在水倉(cāng)處安設(shè)全斷面捕塵網(wǎng)，捕塵網(wǎng)采用直徑20mm鋼管架子和防塵網(wǎng)（窗紗）對(duì)巷道實(shí)施全斷面封閉，在鋼管中預(yù)留一高度為2.5m、寬度為3m的門便于車輛和人員通行。

（5）風(fēng)水聯(lián)動(dòng)凈化水幕。積極引進(jìn)風(fēng)水聯(lián)動(dòng)凈化水幕，通過高壓水流與高壓風(fēng)流的混合汽化，提高凈化水幕的整體除塵效果。改凈化水幕具有凈化范圍大、用水量小、水霧距離遠(yuǎn)、降塵效率高等優(yōu)點(diǎn)。

（6）除塵風(fēng)機(jī)。掘進(jìn)工作面采用KCS－225LZ型礦用濕式螺旋除塵風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的功率為18.5kW。根據(jù)井下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及除塵要求，將除塵風(fēng)機(jī)安裝在綜掘機(jī)后，有效的降低了該區(qū)域的粉塵。

3.3 主運(yùn)輸系統(tǒng)綜合防塵體系

一號(hào)煤礦由于中央膠帶大巷與輔運(yùn)巷有部分聯(lián)絡(luò)巷相連，所以在實(shí)際運(yùn)輸中，粉塵隨著風(fēng)流進(jìn)入到輔運(yùn)大巷，對(duì)井下進(jìn)風(fēng)流造成大量的污染，同時(shí)，主運(yùn)輸路線的粉塵防治工作也至關(guān)重要。

（1）在膠帶各運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)安設(shè)自動(dòng)噴霧，部分落煤點(diǎn)粉塵較大時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)載點(diǎn)進(jìn)行全斷面封閉，有效地控制了煤流在拋灑時(shí)所產(chǎn)生的煤塵。

（2）在膠帶大巷安設(shè)凈化水幕。該裝置采用紅外感應(yīng)傳感器，可實(shí)現(xiàn)噴霧與皮帶的聯(lián)動(dòng)，主要包括ZP127－Z礦用自動(dòng)灑水降塵裝置主控器、紅外傳感器、DFH20／7礦用本安型電動(dòng)球閥、防塵水幕等部分。這套自動(dòng)噴霧裝置當(dāng)皮帶上無(wú)煤流經(jīng)過時(shí)，電動(dòng)球閥自動(dòng)關(guān)閉，從而停止噴霧。降低運(yùn)輸中產(chǎn)生的粉塵。其主要設(shè)備機(jī)原理見圖1。

圖1 自動(dòng)噴霧設(shè)備原理

（3）在部分聯(lián)絡(luò)巷位置安設(shè)除塵風(fēng)機(jī)。通過測(cè)定主膠帶巷風(fēng)量的大小，選用吸風(fēng)量在巷道風(fēng)量80%左右的除塵風(fēng)機(jī)，以此來凈化主膠帶巷的空氣。

（4）在風(fēng)流從膠帶巷向輔運(yùn)巷流動(dòng)的聯(lián)絡(luò)巷安設(shè)捕塵網(wǎng)，從而減小膠帶巷含有粉塵空氣的蔓延。具體如下：防塵網(wǎng)門整體框架采用50角鐵焊接，其上部和巷道一致，為弧形，在頂部和下部順著圓弧方向焊接3塊鋼板，其下部?jī)缮却箝T，內(nèi)有一小門可以開合，保證行人、行車，并在門上鋪設(shè)防塵網(wǎng)，防塵網(wǎng)門上部安設(shè)凈化水幕。

3.4 輔助運(yùn)輸大巷綜合防塵體系

輔助運(yùn)輸大巷空氣中粉塵來源主要是車輛行駛時(shí)的揚(yáng)塵，針對(duì)這種情況，在2條井筒和2條輔運(yùn)大巷，每隔500m安裝了風(fēng)水聯(lián)動(dòng)自動(dòng)噴霧，該裝置可實(shí)現(xiàn)定時(shí)噴霧。同時(shí)，安裝了2個(gè)人體熱釋電感應(yīng)器（見圖2）。

圖2 風(fēng)水聯(lián)動(dòng)自動(dòng)噴霧工作流程

此外，還建立了完善的綜合防塵制度，對(duì)大巷定期沖洗滅塵，并購(gòu)置防爆灑水車進(jìn)行大巷的灑水工作，一定程度上減小了車輛運(yùn)輸中對(duì)空氣的污染。

3.5 個(gè)體防護(hù)

防塵口罩是阻止礦塵進(jìn)入人體的最后一道防線，能夠有效降低礦塵進(jìn)入幾率。該礦相關(guān)部門嚴(yán)格監(jiān)督、檢查個(gè)體防護(hù)用品的發(fā)放、使用，將個(gè)體防護(hù)用品的使用納入規(guī)章制度，以制度約束員工養(yǎng)成正確使用個(gè)體防護(hù)用品的良好習(xí)慣，對(duì)于礦工身體健康具有積極作用。

4 綜合防塵體系實(shí)施效果

通過綜合分析井下空氣中粉塵的來源，從而有針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)研究，采取合理的技術(shù)手段，形成完善的綜合防塵體系，一號(hào)煤礦井下空氣質(zhì)量有了明顯的改善。

礦井全塵平均濃度下降了87%，呼吸性粉塵濃度下降了89.2%，此外，此方案使礦井防塵自動(dòng)化水平達(dá)到90%以上，做到運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)、生產(chǎn)作業(yè)地點(diǎn)、運(yùn)輸巷的煤塵治理達(dá)到全部自動(dòng)化，起到了良好的效果，保障了員工的身體健康。

5 結(jié)語(yǔ)

完善井下綜合防塵體系的建設(shè)，是礦井職業(yè)危害防治的重要內(nèi)容之一，通過采取綜合防塵措施凈化井下空氣質(zhì)量，降低了煤塵爆炸的危險(xiǎn)性，改善了空氣質(zhì)量，在完善體系的基礎(chǔ)上，還須做好以下幾個(gè)工作：

1）提高職業(yè)危害綜合防塵的認(rèn)識(shí)，尤其是井下一線施工隊(duì)伍管理人員的認(rèn)識(shí)，保證綜合防塵設(shè)施等能夠隨著系統(tǒng)的延伸及時(shí)補(bǔ)充；

2）加大綜合防塵設(shè)施的檢查力度，確保設(shè)施完好，尤其是自動(dòng)化水平較高的各類設(shè)施，必須定期進(jìn)行維護(hù)；

3）加大綜合防塵設(shè)施的使用動(dòng)態(tài)檢查，確保各類設(shè)施能夠在生產(chǎn)期間正常使用，只有這樣，才能在體系建設(shè)完善的基礎(chǔ)上，切實(shí)做好礦井“無(wú)塵化”開采，真正使職業(yè)危害健康體系建設(shè)落到實(shí)處。

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〔2〕王玉懷，潘德祥，李祥儀 .應(yīng)用層次分析法及模糊評(píng)價(jià)進(jìn)行煤礦安全評(píng)價(jià)研究〔J〕.煤炭工程，2005（3）：60－62.

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