試析薄煤層炮采工作面煤塵防治技術(shù)的應(yīng)用

程召利++高波

摘 要：該文分析了薄煤層炮采工作面煤塵的形成原因，以及薄煤層炮采工作面煤塵防治技術(shù)的應(yīng)用。事實(shí)表明，這一系列的綜合防塵技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)理想的效果，從而優(yōu)化煤礦工作環(huán)境，確保煤礦企業(yè)生產(chǎn)高效性與安全性，以供參考。

關(guān)鍵詞：薄煤層 炮采工作面 煤塵 防治

中圖分類號(hào)：TD714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（a）-0046-02

在煤礦的五大災(zāi)害當(dāng)中，粉塵是其中之一，不但嚴(yán)重地影響到煤礦生產(chǎn)的安全性，而且對(duì)煤礦工人的生命安全與身心健康產(chǎn)生了不利影響。針對(duì)大部分的礦井來講，要想實(shí)現(xiàn)煤礦粉塵的排放指標(biāo)比較難。為此，在煤礦生產(chǎn)過程中，有效地控制粉塵顯得非常關(guān)鍵。下面，筆者對(duì)薄煤層炮采工作面應(yīng)用的一些煤塵防治技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

1 薄煤層炮采工作面煤塵的形成原因分析

北宿煤礦是全國第一座現(xiàn)代化薄煤層礦井，井田16上、17層煤，為穩(wěn)定煤層，全區(qū)可采。16上煤平均厚度0.90 m，硬度f=1.25-2.5；17層煤平均厚度1.0 m，硬度f=1.64。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含硫化鐵結(jié)核，煤層傾角2°～6°，屬于低瓦斯礦井。煤塵具有強(qiáng)烈的爆炸性，其爆炸指數(shù)為16上層煤43.07%。17層煤45.37%，煤層自燃傾向性鑒定為三類不易自燃煤層。由于煤層局部含硫化鐵結(jié)核f值高達(dá)11，采掘工作面落煤方式采用人工打眼，爆破落煤生產(chǎn)方式，生產(chǎn)過程中不斷產(chǎn)生粉塵，并長時(shí)間懸浮于空氣中，煤塵不僅污染勞動(dòng)環(huán)境，降低生產(chǎn)場(chǎng)所的可見度，影響勞動(dòng)效率和操作安全，而且存在煤塵爆炸的安全隱患。為了杜絕煤塵帶來的不安全因素，確保礦井安全生產(chǎn)和良好的工作環(huán)境，工程技術(shù)人員通過對(duì)薄煤層炮采工作面產(chǎn)生粉塵的理論研究、主要產(chǎn)生煤塵的生產(chǎn)工藝研究和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在保證不惡化作業(yè)環(huán)境的前提下，有針對(duì)性地采取了一系列防止煤塵技術(shù)。

煤礦井下產(chǎn)塵量大和產(chǎn)塵持續(xù)時(shí)間長的一個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)場(chǎng)所是采煤工作面。需要結(jié)合采煤工作面一系列環(huán)節(jié)的產(chǎn)塵特性，實(shí)施有效的防塵對(duì)策和應(yīng)用先進(jìn)的防塵裝置，以使采煤工作面的煤塵濃度得以控制與減少。對(duì)于薄煤層炮采工作面來講，其生產(chǎn)過程的主要環(huán)節(jié)是打眼、放炮、攉煤、輸煤、回柱放頂?shù)?，各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生煤塵，然而產(chǎn)塵的重點(diǎn)環(huán)節(jié)是輸送煤炭、爆破、鉆眼、攉煤等。其中，鉆眼產(chǎn)生的粉碎煤塵為微小的顆粒，這樣容易使飄散的、濃度較高的呼吸性粉塵形成；在落煤的過程中，煤炭會(huì)被破碎，并且在轉(zhuǎn)載和輸煤的時(shí)候破碎煤塊的情況還會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)，這樣煤塵會(huì)持續(xù)出現(xiàn)，而作業(yè)位置的風(fēng)速與通風(fēng)的形式?jīng)Q定了煤塵的濃度大小?？傊擅汗ぷ髅媸遣皇浅霈F(xiàn)飛揚(yáng)的煤塵，主要受到通風(fēng)狀況、煤體的含水多少、煤體的破碎程度、空氣濕度等一系列要素的制約作用，而炮采工作面還受到工作面風(fēng)阻和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的制約，工作面的打眼、爆破、攉煤、輸煤等都有會(huì)導(dǎo)致空氣中長期地懸浮煤塵，從而導(dǎo)致煤塵濃度的超標(biāo)。

2 薄煤層炮采工作面的煤塵防治技術(shù)的應(yīng)用

2.1 通風(fēng)除塵技術(shù)的應(yīng)用

通風(fēng)是減少煤礦粉塵濃度的一種有效方法，在增加空氣流動(dòng)的基礎(chǔ)上，向礦井外排放大量的煤塵，從而大大減少煤礦井下的煤塵濃度。為了實(shí)現(xiàn)理想的通風(fēng)除煤塵效果，應(yīng)當(dāng)兼顧風(fēng)流的方向、風(fēng)速等，并且關(guān)注煤塵濕潤程度、粒度大小、密度對(duì)通風(fēng)產(chǎn)生的影響程度。其中，有效地控制風(fēng)速非常關(guān)鍵，應(yīng)當(dāng)確保適宜的風(fēng)速，防止存在太高或者是太低的情況。由于太低的風(fēng)速會(huì)難以有效地排出煤塵，進(jìn)而難以實(shí)現(xiàn)除塵的目的，而太高的風(fēng)速盡管可以排出煤塵，可是也會(huì)吹起落地的煤塵，這也會(huì)增加煤塵的濃度。通常來講，在炮采工作面，控制為0.4～0.7 m/s的風(fēng)速比較適宜。而兼顧到工作面通風(fēng)的要求、二次揚(yáng)塵等問題，在2001年執(zhí)行的《煤礦安全規(guī)程》當(dāng)中，限定了4 m/s的最大風(fēng)速。

2.2 煤層注水技術(shù)的應(yīng)用

煤層注水是在回采煤體上鉆孔，借助孔洞在煤體內(nèi)部打水壓，以使煤體含水量增加，從而在煤體表面能夠吸附大量的浮游煤塵，最終實(shí)現(xiàn)防塵的效果。

2.3 濕式作業(yè)技術(shù)的應(yīng)用

2.3.1 濕式打眼技術(shù)的應(yīng)用

以總的煤塵量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，回采借助干式鉆眼的方式開展，除塵率比較低，而借助濕式鉆眼的方式進(jìn)行鉆探，能夠?qū)崿F(xiàn)比較高的除塵率。而濕式鉆眼的方式就是在鉆眼的過程中，通過壓力向孔洞打入水，以使煤體濕潤，從而在煤體上吸附微小的煤塵，防止煤塵的懸浮而阻礙開采工作的順利進(jìn)行。

2.3.2 噴霧防塵技術(shù)的應(yīng)用

一是一系列轉(zhuǎn)載點(diǎn)的噴霧降塵。在爆破工作面之后，整個(gè)的工作面會(huì)布滿很多的煤塵。當(dāng)今，煤礦的采掘重點(diǎn)借助噴霧技術(shù)對(duì)一系列轉(zhuǎn)載點(diǎn)的煤塵進(jìn)行處理，結(jié)合水的霧化而言，該技術(shù)重點(diǎn)包括預(yù)荷電噴霧、自動(dòng)噴霧控制器噴霧、自調(diào)式風(fēng)水噴霧、聲波霧化這幾種形式。以技術(shù)層面作為視角來講，應(yīng)用多種噴霧技術(shù)能夠使一系列轉(zhuǎn)載點(diǎn)防塵措施的選用可行性提升。

二是整個(gè)工作面的人工式灑塵。因?yàn)閷?duì)于炮采工作面來講，裝置單一且液壓?jiǎn)误w是主導(dǎo)支護(hù)方式，這樣難以固定安裝噴霧設(shè)備，僅僅可以應(yīng)用膠管外接噴頭，以人工沖塵的方式將工作面的煤塵清理掉。

2.3.3 水炮泥和水封爆破技術(shù)的應(yīng)用

借助濕式鉆眼的方法對(duì)炮采工作面就行鉆孔，通過水炮泥進(jìn)行爆破。水炮泥是使用裝水的塑料袋替換之前炮眼當(dāng)中裝的粘土炮泥，確保水在爆破的過程中處于高壓與高溫的環(huán)境當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)水的汽化，這樣爆破的壓力會(huì)向煤體內(nèi)部擠壓水汽，從而能夠在煤體上吸附懸浮的粉塵，實(shí)現(xiàn)防塵的效果。跟水炮泥存在區(qū)別，水封爆破的方法是在兩段炮泥之間密封水柱，在爆破的過程中水炮泥形成，從而將水注入到煤體當(dāng)中，這被叫做水封爆破的方法。如此的操作方法能夠防止太多有害氣體的形成，可以將大部分的煤塵除去。

2.3.4 巷道灑水沖洗煤塵技術(shù)的應(yīng)用

水濕潤煤塵之后，煤塵顆粒間會(huì)凝結(jié)成為比較大的顆粒，且提高了附著性，這樣煤塵就不容易出現(xiàn)懸浮的情況。在長期的工作之后，井巷的底板、頂板、周壁等都會(huì)集聚很多的煤塵，能夠借助人工的方式使用高壓水或者是自動(dòng)灑水裝置對(duì)聚集的煤塵進(jìn)行沖洗，從而防止回采的時(shí)候煤塵出現(xiàn)在巷道當(dāng)中。

2.3.5 回風(fēng)巷道斷面水幕降塵技術(shù)的應(yīng)用

減少風(fēng)流塵量的一種有效方式是水幕，水幕凈化技術(shù)是在井巷的兩幫或者是頂部敷設(shè)很多個(gè)噴霧器的水管，通過噴霧的方式實(shí)現(xiàn)煤塵濃度的降低。水幕地點(diǎn)的設(shè)置需要靠近工作面，且在回采進(jìn)度的影響下不斷向前移動(dòng)。需要根據(jù)巷道的裝置條件，借助光電、觸控、機(jī)械控制等一系列的方式對(duì)水幕進(jìn)行控制。

2.4 個(gè)體防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

所謂的個(gè)體防護(hù)技術(shù)是讓煤礦工人務(wù)必佩戴專門的防護(hù)工具，這樣可以防止在工作的過程中吸入煤塵。而現(xiàn)實(shí)中用于個(gè)體防護(hù)的主要工具有過濾式送風(fēng)防塵口罩、自吸式防塵口罩、氣流安全帽等，這一系列的工具能夠?qū)諝猱?dāng)中存在的有害氣體與煤塵進(jìn)行有效過濾，且不對(duì)煤礦的生產(chǎn)構(gòu)成阻礙。事實(shí)表明，個(gè)體防護(hù)工具的應(yīng)用能夠防止煤塵與有害氣體的吸入，從而確保煤礦工人的生命安全與身體健康。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，煤礦企業(yè)需要對(duì)個(gè)體防護(hù)技術(shù)加以推廣和普及，且綜合應(yīng)用以上的一系列煤塵防治技術(shù)，從而在確保煤礦順利生產(chǎn)的過程中煤礦工人的生命安全。

3 結(jié)語

總而言之，針對(duì)薄煤層炮采工作面煤塵的形成原因，需要應(yīng)用通風(fēng)除塵技術(shù)、煤層注水技術(shù)、濕式作業(yè)技術(shù)，以及個(gè)體防護(hù)技術(shù)等。只有如此，才可以減少和控制懸浮在礦井空氣中的煤塵，從而有效降低薄煤層炮采工作面的煤塵濃度，最終優(yōu)化煤礦工作環(huán)境，確保煤礦工人的身心健康與安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 石新慧，陳成芝，焦志遠(yuǎn).淺談薄煤層炮采工作面煤塵防治技術(shù)應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2009（4）：103-104.