淺談掘進(jìn)工作面綜合防塵的幾種方法

楊春部

摘要：掘進(jìn)工作面的粉塵嚴(yán)重地威脅著工人的生命和安全，給國家的財產(chǎn)和煤礦的生產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失，作為煤炭生產(chǎn)的公害之一，一直是科研人員的一項重要的研究課題，所以必須尋求有效的措施加以限制。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；掘進(jìn)工作面；綜合防塵措施

掘進(jìn)工作面的粉塵是指彌漫在掘進(jìn)工作面范圍內(nèi)，能夠較長時間呈懸浮狀態(tài)的微小粉塵顆粒。它們在整個工作面飛揚，使井下的空氣遭到嚴(yán)重的污染，不僅危害工人的身體健康（煤礦肺塵患者中85%以上發(fā)生在掘進(jìn)工作面，也破壞了設(shè)備的工作環(huán)境，加速機械的磨損，降低掘進(jìn)機司機的視覺能見度，增加事故發(fā)生率。

一、掘進(jìn)工作面的來源

綜掘工作面粉塵來源有2個方面：①煤巖破碎過程產(chǎn)生的粉塵；②摩擦及煤巖塊塌落過程產(chǎn)生的煤塵。當(dāng)截齒靠近煤壁并與煤壁接觸時，在接觸點附近形成三向受力的狀態(tài)，使煤壁受到擠壓而發(fā)生破碎，并形成密實核。隨著截齒深入煤壁，破碎體進(jìn)一步被粉碎，密實核也進(jìn)一步擴散承受剪切力的作用，而此時刀具的能量則會通過密實核傳遞給周圍的煤巖。當(dāng)截齒離開煤壁時，解除了密實核的約束狀態(tài)，而其本身所聚集的能量也突然得到釋放，從而掉落下來形成煤塵。工作面通風(fēng)的風(fēng)流、截割頭旋轉(zhuǎn)造成的風(fēng)流以及煤體下落形成的風(fēng)流都會造成煤塵的飛揚，因此應(yīng)在產(chǎn)塵源及時滅塵，否則煤塵就會充斥整個工作面，造成很嚴(yán)重的煤塵污染。

二、掘進(jìn)綜合防塵的方法

（一）煤層注水

煤層注水是通過鉆孔，將壓力水注入尚未開采的工作面煤體中。注水后煤體含水率可達(dá)1%左右，通過注水可有效降低煤體強度，增加煤體的裂隙發(fā)育和水分，使煤體預(yù)先得到濕潤，從而在綜采、綜放過程中可大量減少煤塵的產(chǎn)生。

（二）采掘防塵

掘進(jìn)工作面是礦井在生產(chǎn)過程中的主要產(chǎn)塵場所，也是煤塵危害最為嚴(yán)重的地方，因此必須采取如下措施加以控制。1.從設(shè)備選型到機組改裝，都要在綜掘機上安設(shè)內(nèi)外噴霧降塵裝置，實現(xiàn)高效快速滅塵。2.每班對作業(yè)地點附近20m范圍內(nèi)進(jìn)行灑水沖洗，消除煤塵隱患。3.在掘進(jìn)機上安設(shè)除塵風(fēng)機。在綜放面的移架、放頂煤過程中利用架間噴霧裝置實現(xiàn)自動噴霧降塵。

（三）通風(fēng)除塵

礦井通風(fēng)的目的之一就是將井下煤塵稀釋到安全濃度以下并排出礦井，合理的通風(fēng)能夠有效地控制采掘工作面的煤塵濃度。風(fēng)速的大小直接影響采掘空間的含塵量，當(dāng)風(fēng)速過小時，懸浮煤塵不能及時被風(fēng)流帶走，滯留在采掘空間，增加煤塵的濃度；當(dāng)風(fēng)速過大時，雖然能夠?qū)⒚簤m帶走，但是較高的風(fēng)速將采掘空間的落塵又重新吹起，反而會增加煤塵濃度。在《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定：回采工作面、掘進(jìn)的煤巷和半煤巖巷的允許風(fēng)速為0.25～4m/s。

（四）噴霧降塵

噴霧降塵是指水在一定的壓力作用下，通過微孔噴射而形成一種霧狀體，水霧在空氣中浮游與煤塵相碰撞，增加煤塵自身的重量，加速其沉降，從而降低井下各作業(yè)地點的煤塵濃度。礦井運輸膠帶、溜槽的轉(zhuǎn)載點采用單獨的噴嘴進(jìn)行噴霧降塵；在綜采、掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷采用直桿式凈化水幕，大巷采用彎桿凈化水幕。噴霧灑水需有良好的水質(zhì)，以防水中雜質(zhì)堵眼，影響降塵效果。因此，在各供水區(qū)段都安設(shè)過濾器，對水質(zhì)進(jìn)行凈化。

（五）巷道灑水滅塵

井下巷道的頂、底板及兩幫長時間會沉積大量煤塵，并產(chǎn)生煤塵積聚現(xiàn)象。巷道灑水就是由專職灑水工用壓力水把積聚在巷道中的煤塵進(jìn)行沖洗，消除煤塵隱患。

三、掘進(jìn)各區(qū)段防塵方案

（一）掘進(jìn)工作面防塵

1.機掘防塵、除塵。掘進(jìn)機除塵器和干式布袋除塵器通風(fēng)除塵系統(tǒng)由抽出式風(fēng)機、壓入風(fēng)筒、風(fēng)流轉(zhuǎn)換器（由附壁風(fēng)筒及供風(fēng)控制器組成）、吸塵口等組成，由單軌吊吊掛及行走獨立布置，不與掘進(jìn)機發(fā)生直接關(guān)系。用于巷道斷面積10m2以上，并采用壓入式供風(fēng)的掘進(jìn)工作面，干式布袋除塵器對呼吸性粉塵的除塵效率可達(dá)90%以上。高壓噴霧系統(tǒng)由高壓水泵、水箱、高壓管路、噴霧架及高壓噴嘴等組成。噴嘴布置在噴霧架上，噴霧架安裝在掘進(jìn)機的截割懸壁上，由高壓噴嘴噴出的密集將截割頭包圍起來，阻止粉塵擴散并強制將其捕獲。

2.炮掘工作面綜合防塵技術(shù)。（1）打眼防塵技術(shù)。采用空心麻花鉆桿、濕式鉆頭和濕式煤電鉆帶水鉆孔來降塵，在缺水和不宜用水地區(qū)使用鑿巖機打眼時采用干式孔口捕塵器。（2）放炮防塵技術(shù)。常規(guī)方法是使用水炮泥，放炮前、后沖洗巖幫及放炮噴霧。放炮噴霧已由低壓噴霧發(fā)展到高壓噴霧和風(fēng)水噴霧，由手動噴霧發(fā)展到?jīng)_擊波自動噴霧和聲控自動噴霧。裝巖灑水噴霧防塵技術(shù)裝巖前向巖堆灑水濕潤，使用裝巖機裝巖時實施自動噴霧。

（二）掘進(jìn)工作面通風(fēng)防塵

1.合理調(diào)配風(fēng)量防塵。根據(jù)井下巷道變化情況，適時調(diào)整風(fēng)量及風(fēng)速，沖淡和排除有害氣體及浮游礦塵，風(fēng)量掌握很重要，風(fēng)量太小容易使煤塵積聚，過大又會造成落塵飛揚。

2.設(shè)置防塵幕網(wǎng)及噴霧。防塵幕網(wǎng)可固定在掘進(jìn)機組二運架上，能夠?qū)崿F(xiàn)捕塵網(wǎng)架體與掘進(jìn)機組同時移動，減少了捕塵網(wǎng)維護(hù)工作量。捕塵網(wǎng)下部為簾式布網(wǎng)，便于通行。噴嘴霧化效果好，捕塵斷面大，能夠達(dá)到較好的降塵效果。

3.皮帶聯(lián)動噴霧技術(shù)。利用皮帶轉(zhuǎn)動會觸發(fā)聯(lián)動機構(gòu)開啟各噴霧降塵裝置，實現(xiàn)生產(chǎn)即防塵的效果和方法。

（三）錨噴支護(hù)防塵

錨噴支護(hù)防塵技術(shù)采用濕式液壓錨桿眼鉆機打眼，干式打眼時采用干式孔口捕塵器或采用泡沫塵方法。將混凝土預(yù)濕成潮料。利用除塵器將混凝土噴射機上料口、余氣口和結(jié)合板處產(chǎn)生的粉塵以及噴射混凝土?xí)r產(chǎn)生的回彈浮游粉塵吸走、除掉。采用雙環(huán)式噴槍和低風(fēng)壓近距離噴射技術(shù)。

四、結(jié)語

綜合防塵工作作為礦井“一通三防”工作的重點，應(yīng)健全機構(gòu)，完善制度，明確責(zé)任，形成完善的領(lǐng)導(dǎo)組織網(wǎng)絡(luò)，依靠科技進(jìn)步，提高防塵工作水平，逐步改善礦井安全生產(chǎn)條件。