煤礦粉塵的危害與治理探析

夏海春+周連春

摘要：詳細地闡述煤礦粉塵產(chǎn)生的原因及其危害，并針對煤礦不同生產(chǎn)工藝條件下產(chǎn)生的煤礦粉塵提出了有針對性的治理方法，實現(xiàn)對煤礦粉塵的有效控制。

關鍵詞：煤礦粉塵；危害；治理

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.04.087

0前言

在煤礦的運輸、轉(zhuǎn)載和綜合機械化采掘生產(chǎn)過程中，都會有大量的粉塵伴隨的不同的生產(chǎn)工藝涌向采掘空間，給煤礦工人的生命安全帶來了很大的危害。目前面對日益嚴重的粉塵危害傳統(tǒng)的防降塵技術已遠遠無法滿足相關要求。因此必須打造一個生產(chǎn)安全、環(huán)境優(yōu)美的作業(yè)環(huán)境，并對礦山粉塵進行有效地預防和治理是煤礦防塵工作的重點所在。

1產(chǎn)生煤礦粉塵的原因與危害

1.1煤礦粉塵的產(chǎn)生

在煤礦生產(chǎn)的采掘機運通各個環(huán)節(jié)都會出現(xiàn)非常多的粉塵涌入采掘空間，從而污染了煤礦井下的生產(chǎn)環(huán)境。但是不同的煤礦由于其通風狀況、開采方法、回采工藝、水文地質(zhì)條件、礦井開采規(guī)模各不相同，其產(chǎn)生的粉塵量也不相同，煤礦各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的粉塵量大致是如下比例：掘進工作面約占20%～38%，采煤工作面約占45%～80%，礦井的采掘運輸通風巷道大約為5%～10%，錨網(wǎng)支護以及噴漿支護的巷道約占10%～15%，井下其它地點為2%～5%。并且隨著礦井現(xiàn)代化水平的不斷發(fā)展，礦塵量呈現(xiàn)上升趨勢。

1.2煤礦粉塵的危害

通常情況下我們把煤層推進回采期間由于采煤機割煤產(chǎn)生的大量的隨著風流涌向井巷空間的微細固體集合體稱為粉塵。

煤礦粉塵具有很大的危害性，具體危害如下：

（1）當煤礦的煤塵具有爆炸危險性的時候就會給煤礦員工的生命財產(chǎn)造成巨大損失。當采掘工作面巷道及其它巷道中飄逸的大量的煤塵濃度超過規(guī)定值時就會引起煤塵爆炸事故。煤的粒度、成分、溫度和引火源的種等條件對煤塵的爆炸濃度范圍有重大影響。通常，煤塵的爆炸濃度上限為1000-2000g/m3，下限為30-50g/m3。當煤塵濃度為300-500g/m3時煤塵的爆炸力最強。

（2）危害人體健康。當煤礦工人長時間呼吸入礦塵后，嚴重的情況下人員就會患上塵肺病，輕微的情況下人員就會患上呼吸道疾病，煤礦工作人員由于患上塵肺病而導致家破人亡的現(xiàn)象比比皆是，教訓非常慘痛。據(jù)有關部門統(tǒng)計，煤礦工人因為塵肺病導致死亡人數(shù)是工傷死亡人數(shù)的6倍。

（3）加速機械磨損。煤礦粉塵對機器和大型設備的危害是伴隨著綜合機械化程度的提高而不斷呈現(xiàn)上升趨勢，礦塵能夠縮短精密儀器的壽命，加速機械設備的磨損。

（4）在采掘工作面等會產(chǎn)生大量粉塵的作業(yè)環(huán)境中，如果漂浮在巷道空氣中的粉塵非常大的時候，工作人員的視覺就會受到很大的影響，容易產(chǎn)生看不清楚的現(xiàn)象發(fā)生，從而造成操作不當，發(fā)生人身傷害事故，危及人員的生命安全。

2煤礦常用的粉塵防治技術

煤礦井下作業(yè)地點常用的粉塵防治技術有三種，分別如下：

一是在煤炭回采之前，為了達到煤體的濕潤性可以安排專業(yè)打鉆隊伍在工作面回采之前沿著運輸順槽、回風順槽施工注水鉆孔，然后用專用封孔器將孔封好，并與供水主管路連接向工作面煤層中注水來降低工作面回采時的產(chǎn)塵量；二是在煤炭回采的時候，為了使粉塵不向采掘空間進一步擴散我們可以考慮將粉塵收集壓縮到一定的空間范圍內(nèi)，我們可以采用專用的防塵手段來控制塵源的方法來實現(xiàn)；三是為了及時地把產(chǎn)生的粉塵過濾或排除掉，我們可以利用相關除塵技術或設備來實現(xiàn)這個目標。

2.1采煤工作面粉塵的治理

相對于其他工作場所而言采煤工作面產(chǎn)生粉塵的量最大，所以必須想方設法來處理的煤塵才是治本之策；所以我們必須針對不同的煤塵來源采取有針對性的防治措施，才能夠有效降低其粉塵濃度，達到對粉塵治理的目的。

（1）利用采煤機滾筒上的內(nèi)外高壓噴霧噴出大量的霧化水來捕捉飄逸在巷道空氣中煤塵塵粒，從而降低空氣中煤塵的濃度，達到凈化風流環(huán)境的目的。

（2）采煤機徑向霧屏降塵對控制和降低滾筒產(chǎn)生的粉塵有較好的效果。首先我們將一個在地面加工制作好的形狀好似弧形的金屬管安裝在采煤機搖臂上靠近滾筒側(cè)，然后我們把6～9個噴座安裝在金屬管上，并安裝噴嘴。將金屬管連接器與供水管路相連接并向噴嘴供應10MPa以上的壓力水，每個噴嘴的噴霧流量為5L/min，這樣在滾筒靠人行道側(cè)形成一道徑向霧屏。

（3）破碎機轉(zhuǎn)載點粉塵的治理。常見的兩種方法：①將破碎機用金屬材料實施封閉，將粉塵控制在一個較小的空間內(nèi)；②在封閉破碎機的基礎上安裝一除塵器，進行抽塵凈化。

一般采用噴霧降塵的方法來處理轉(zhuǎn)載點粉塵大的問題，通?？梢允褂门c破碎機相同的聲波霧化和荷電噴霧降塵，也可以使用觸控液壓控制器實現(xiàn)自動化降塵的目的。

2.2掘進工作面粉塵的治理

2.2.1爆破作業(yè)時粉塵的治理

產(chǎn)生粉塵最集中的生產(chǎn)工藝是爆破作業(yè)，且爆破作業(yè)相對于干式鑿巖來說其產(chǎn)生的浮游塵粒要細微的多。所以浮游在巷道空氣中的礦塵自然的沉降速度非常緩慢，這樣對作業(yè)循環(huán)時間的縮短非常的不利，往往對幾十米甚至上百米巷道形成污染。礦塵濕潤程度及物理性質(zhì)、炸藥數(shù)量、爆破方法對爆破作業(yè)的產(chǎn)塵量有重大影響。

目前水封爆破降塵技術的降塵率可達60%，且具有非常好的去除呼吸性粉塵的效果，因此在煤礦井下得到非常廣泛的應用。另外，其對減少有毒有害氣體（約37%～46%）、降低炮煙（約70%）、降溫（約0.5～1.0℃）等也有明顯的效果。

2.2.2鑿巖時粉塵的治理

在煤礦的生產(chǎn)實踐中人們發(fā)現(xiàn)機械鑿巖會產(chǎn)生大量的粉塵從而嚴重地污染了現(xiàn)場的生產(chǎn)環(huán)境，因此機械鑿巖是主要的產(chǎn)生粉塵的塵源之一，并且機械鑿巖工藝伴隨著煤礦生產(chǎn)強度的增加其產(chǎn)生的粉塵濃度也呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。此外還和礦井的巖石的物理化學性質(zhì)有密切的關系。干式孔口捕塵、濕式鑿巖降塵和孔底捕塵是煤礦機械鑿巖時常用的滅塵方法，除此之外泡沫除塵也是一種很好的滅塵方法。泡沫除塵技術在礦山應用比較廣泛。

泡沫除塵技術的工作原理是首先在水中加入一定比例的泡沫除塵劑，然后采用一套機械裝置進行攪拌，形成水的表面張力小于3.5×10-5N/cm2的泡沫溶液。因為水進行了發(fā)泡處理從而形成了多界面潤濕條件，使礦塵濕度增加并形成泥漿，提高了對呼吸性粉塵的捕獲率，另外還節(jié)約了用水量，提高了用水效率。

2.2.3裝巖時粉塵的治理

裝巖時粉塵的治理技術除了常規(guī)的噴霧灑水降塵外還有以下兩種技術：（1）礦車運輸自動灑水降塵。考慮到礦車運輸不連續(xù)的特點，采用噴霧灑水的辦法澆灑礦車時煤礦多采用機械傳動自動控制的方法來實現(xiàn)礦車通過時噴霧器工作，礦車通過后噴霧停止。（2）運輸機水電連鎖降塵，采用水電連鎖裝置適用于運輸距離較長的情況，即當輸送機啟動運轉(zhuǎn)時，控制噴霧閥門的電磁閥自動打開，實現(xiàn)噴霧灑水。

2.3風流凈化措施

采取風流凈化措施是當采掘工作面和入風井巷的風源含塵量超過0.5mg/m3時進行降塵的首要選擇技術。礦井風流凈化分為局部地點的風流凈化和主進風源凈化兩種。采用具有工作可靠、體積小、效率高、阻力小以及能有效地除去細微塵粒等特點的除塵裝置是井下局部塵源的凈化的必然要求。當入風流含塵量超標時，可采用水幕凈化或靜電除塵等措施。

3結(jié)語

綜上所述，作為一項長期艱巨任務的礦井粉塵治理不僅給煤礦工人的身心健康帶來很大的危害，而且還容易引起煤塵爆炸等惡性事故，給企業(yè)和國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失，所以我們必須高度重視，并采取果斷、有力的措施來消除粉塵的危害，才能夠做到防患于未然，確保礦井的安全高效地生產(chǎn)。

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