淺析下溝煤礦綜掘工作面綜合防塵技術(shù)

曹劍

摘要：近些年來，隨著礦井機械化程度的不斷提高，大規(guī)模綜掘設(shè)備的普遍使用，綜掘工作面作業(yè)環(huán)境粉塵污染較為嚴(yán)重。本文主要通過對下溝煤礦在ZF2403工作面運輸順槽掘進工作面的綜合防塵方面的技術(shù)研究，探索出一套適合于綜掘工作面的除塵措施，并起到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：綜掘工作面；綜合防塵；技術(shù)

隨著礦井機械化程度的不斷提高，綜合機械化掘進設(shè)備的普遍應(yīng)用，綜掘工作面粉塵的濃度在不斷加大，作業(yè)環(huán)境惡化，嚴(yán)重危害作業(yè)人員的身體健康，影響礦井安全生產(chǎn)。因此，開展掘進工作面的粉塵綜合防治工作，對于改善掘進作業(yè)環(huán)境，保障職工身體健康，促進礦井安全生產(chǎn)，具有重大意義。

1綜掘工作面概況

下溝煤礦ZF2403工作面運輸順槽布置在煤層中，巷道斷面為矩形，寬4.8m，高3.1m，設(shè)計長1500m，頂板采用高強度錨桿配合8#鐵絲網(wǎng)及w鋼帶組合支護，兩幫采用高強度錨桿配合8#鐵絲網(wǎng)及w鋼護板進行支護，錨桿間排距1000*1000m m，并采用φ22*7300mm高強度錨索補強。工作面采用兩臺BKD-2x30型對旋局部通風(fēng)機和φ 800mm柔性風(fēng)筒供風(fēng)，供風(fēng)量為680～260m 3/min，風(fēng)筒懸掛在巷道右?guī)晚敳?，距離迎頭≤10m。煤層的完整性較好，煤塵爆炸指數(shù)在30%以上，煤塵具有爆炸危險性。

2粉塵的危害

粉塵主要是指煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的微細(xì)粉塵和巖塵的總稱。通常又把粉塵分為：浮塵和落塵。兩種狀態(tài)相對存在，隨溫度、濕度和風(fēng)速等條件的改變而相互轉(zhuǎn)化。

2.1粉塵對人體的危害。人體肺部長期吸入大量的粉塵，就可能患塵肺病。煤礦生產(chǎn)中，塵肺病都是人體肺部長期吸入大量的粉塵所致，是一種嚴(yán)重的礦工職業(yè)病，工人一旦患病，當(dāng)今的醫(yī)學(xué)水平還很難徹底治愈。據(jù)衛(wèi)生和科研部門統(tǒng)計，煤矽肺約占塵肺總?cè)藬?shù)的70%-80%：矽肺約占20%-30%：煤肺約占5%-10%。

2.2煤塵爆炸的危害。煤塵爆炸是空氣中氧與煤塵急劇反應(yīng)的過程。煤塵爆炸產(chǎn)生高溫、高壓和生成大量有毒有害氣體，又破壞井巷，毀壞設(shè)備，傷亡人員，甚至導(dǎo)致整個礦井毀壞，嚴(yán)重地威脅安全生產(chǎn)和人員生命安全。

3綜掘工作面產(chǎn)塵分析

ZF2403運輸順槽掘進過程中，采用EBZ-160型掘進機掘進，采用SSJ650/90型伸縮式皮帶機及刮板機相互配合進行掘進過程中的煤炭運輸。頂部采用MQT型錨桿鉆機支護，幫部采用ZQS40/3.0風(fēng)煤鉆進行支護作業(yè)。因此，礦井綜掘工作面粉塵的主要來源為：（1）掘進機掘進過程中煤體破碎所產(chǎn)生的粉塵，占掘進粉塵產(chǎn)生量的80%。（2）支護作業(yè)時，錨桿鉆機打眼過程產(chǎn)生的粉塵。（3）跨落后的煤巖裝運過程中，與裝運的刮板機或皮帶機落差等發(fā)生碰撞或摩擦所產(chǎn)生的粉塵。（4）巷道內(nèi)煤塵受通風(fēng)作用所產(chǎn)生的次生粉塵。

4綜合防塵技術(shù)

4.1通風(fēng)除塵。ZF2403運輸順槽掘進工作面采用壓入式通風(fēng)，采用KCS-225ZZ礦用濕式振弦除塵風(fēng)機除塵，局部通風(fēng)機與除塵風(fēng)機為長壓短抽方式布置。除塵風(fēng)機安裝在綜掘機后部轉(zhuǎn)運小皮帶上部，工作時將粉塵氣體與加濕噴霧水充分混合，各種粒徑的粉塵顆粒通過吸濕并高速碰撞后形成大顆粒的泥粒，以設(shè)定的切向速度進入旋流密度分離裝置；在旋流密度分離裝置中，高速旋轉(zhuǎn)的氣、水、泥三相混合氣體在離心力場中根據(jù)粒徑和密度分層，泥粒、大顆粒的水珠加速靠近并吸附到筒壁上排出，帶有小水珠的干凈空氣在再經(jīng)水氣分離后排出，從而達(dá)到空氣凈化效果。

4.2噴霧灑水降塵：（1）綜掘機噴霧系統(tǒng)。掘進作業(yè)時，采用綜掘機內(nèi)、外噴霧系統(tǒng)進行除塵。外噴霧供水壓力為1.5MPa，直接通過噴霧架噴出。內(nèi)噴霧供水壓力為3MPa，分成兩路，一路經(jīng)截割電機（冷卻截割電機）噴出，另一路由截割頭內(nèi)噴出。內(nèi)外噴起到滅塵和冷卻截齒的作用。在進行掘進作業(yè)前，應(yīng)先啟動內(nèi)噴霧，以避免噴嘴堵塞，影響噴霧。（2）轉(zhuǎn)載點噴霧系統(tǒng)。在后運皮帶機、刮板輸送機的卸載點處上方0.3m處安設(shè)觸控自動噴霧裝置，當(dāng)運輸系統(tǒng)載荷運輸時，觸控傳感器感應(yīng)到皮帶機上的煤料后，自動噴霧灑水，無煤料時，一定時間內(nèi)自動停止噴霧作業(yè)。（3）灑水降塵。礦井規(guī)定，掘進工作面50m范圍內(nèi)巷道及設(shè)備，每天至少清洗一次；50m以外巷道及設(shè)備，每5天要對其進行沖刷清洗。

4.3濕式作業(yè)。頂板支護作業(yè)采用M0T-130/3.2型氣動錨桿鉆機施工，該鉆機配有濕式打眼系統(tǒng)，高壓水通過中空鉆桿，由鉆頭流出，當(dāng)進行鉆空作業(yè)時，直接形成煤泥水，有效的防止了粉塵飛揚。幫部支護采用ZQS40/3.0風(fēng)煤鉆施工作業(yè)，該機具無降塵系統(tǒng)。因此，在作業(yè)過程中，需采用單管路供水對施工眼口進行人工噴霧降塵。

4.4凈化風(fēng)流。在掘進工作面以外35m處、50m處，分別設(shè)置兩道凈化水幕捕塵網(wǎng)。捕塵網(wǎng)采用金屬窗紗網(wǎng)對巷道進行全斷面封閉。在軌道運輸側(cè)設(shè)置兩合對開門。掘進或支護作業(yè)時，打開凈化水幕噴霧開關(guān)，水幕噴向捕塵網(wǎng)，形成捕塵的水簾，吸附工作面產(chǎn)生的煤塵，有效阻隔粉塵的傳播，達(dá)到降塵效果。

4.5個體防護。各環(huán)節(jié)雖然采取了一系列有效的防塵措施，但仍會有少量微細(xì)礦塵懸浮于空中。個體防護是防止礦塵對人體危害的最后一道關(guān)口。礦井要求所有接觸礦塵作業(yè)人員必須佩戴防塵口罩、防塵耳塞和防塵眼鏡等個體防護用具。

5效果分析

ZF2403運輸順槽綜掘期間，上述措施的采取，從源頭上控制了粉塵的傳播。經(jīng)連續(xù)2個月的實測，掘進期間全塵濃度平均在19mg/㎡以下，呼吸性粉塵濃度平均在4.3mg/㎡以下，略高于國家標(biāo)準(zhǔn)。運輸、支護期間全塵濃度5.6mg/㎡，呼吸性粉塵濃度2.1mg/㎡，低于國家標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)：實踐表明，煤礦粉塵危害的治理工作是一個漫長而復(fù)雜的過程。采用綜掘工作面綜合防塵措施，不僅能夠顯著提高粉塵治理效果，而且對凈化作業(yè)環(huán)境粉塵污染，確保作業(yè)人員身體健康，提高礦井安全管理水平都起著不可忽視的作用。提高作業(yè)人員對粉塵防治工作的重視，嚴(yán)格落實各項防塵措施，尊重科學(xué)，不斷開發(fā)新的防塵方法，粉塵的治理工作就會呈現(xiàn)一個良好健康的發(fā)展局面。