煤礦掘進(jìn)工作面綜合防塵技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用研究

牛曉曉

（太原煤氣化爐峪口煤礦晉牛項(xiàng)目部綜掘二隊(duì)，山西 臨汾 041000）

引言

在煤礦的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，煤礦粉塵產(chǎn)生于各個(gè)環(huán)節(jié)中，它們是由多種固體顆粒構(gòu)成的，其中巖石開(kāi)采、煤炭加工中會(huì)產(chǎn)生細(xì)微顆粒，這種顆粒被分別稱(chēng)為巖塵和煤塵，而煤礦其他一些施工材料在施工過(guò)程中飛揚(yáng)起來(lái)也很容易形成其他的固體粉塵，比如錨噴作業(yè)中的水泥。煤礦的粉塵有些浮游在空氣中，有些降落物體表面和周邊的巷道。這些浮游的粉塵容易通過(guò)人體呼吸道侵入人體肺部組織器官中，較大的粉塵由在呼吸道內(nèi)部系統(tǒng)排出體外，而一些直徑較小的粉塵則直接進(jìn)入肺部引起各種塵肺病，工作人員如果長(zhǎng)期吸入過(guò)量的煤塵則很容易引起嚴(yán)重的塵肺病，長(zhǎng)期吸入結(jié)晶型的二氧化硅等一類(lèi)的巖塵則容易患有硅肺病，這嚴(yán)重威脅煤礦工人的生命安全。很多煤塵還具有可燃性好、爆炸性的特點(diǎn)，當(dāng)空氣中懸浮著的煤塵達(dá)到一定濃度時(shí)，在高溫中很容易發(fā)生爆炸的意外，即使直徑為1 mm以下的細(xì)微顆粒都有發(fā)生爆炸的可能性。

煤礦在生產(chǎn)中容易產(chǎn)生粉塵的環(huán)節(jié)主要有機(jī)械割煤、機(jī)械裝渣、運(yùn)輸設(shè)備的裝卸、電鉆、放炮，而對(duì)于掘進(jìn)工作面粉塵較多的主要是帶式輸送機(jī)、自溜運(yùn)輸巷道以及掘進(jìn)工作面的迎頭部位，在落煤過(guò)程中煤炭容易受到破損，并且在后續(xù)的裝載運(yùn)輸中還會(huì)進(jìn)一步被撞破而產(chǎn)生煤塵。近年來(lái)隨著煤礦機(jī)械化和集中生產(chǎn)的新型模式化，煤塵的產(chǎn)生也更加集中化，在現(xiàn)代化的煤礦中，煤塵可以達(dá)到普通煤炭產(chǎn)量的3%，在還未采落煤層之前就有很多裂隙存在煤塵，而這些煤塵是在煤層構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中受到嚴(yán)重的擠壓作用，以及在開(kāi)采前過(guò)于集中的地層壓力造成的。隨著煤層的采落以及破碎，達(dá)到井下空間之后會(huì)產(chǎn)生煤塵。巖塵主要是在巖石以及半煤巖掘進(jìn)工作面中產(chǎn)生的，巖巷中風(fēng)鉆打眼能夠?qū)r石粉碎為細(xì)小的顆粒，進(jìn)而形成高濃度的浮游粉塵。在采煤工作面放頂或者干式填充過(guò)程中就會(huì)有這種巖塵產(chǎn)生。井下的施工材料中也有可能成為較高濃度的粉塵，比如在掘進(jìn)工作面完成錨噴作業(yè)過(guò)程中，噴射水泥泥漿和混凝土?xí)r就很容易產(chǎn)生水泥和砂粒、粉塵，這是掘進(jìn)工作面主要的粉塵來(lái)源之一。

1 掘進(jìn)工作面綜合防塵的方法

煤礦防塵技術(shù)可以從五個(gè)方面展開(kāi)，分別是風(fēng)、水、密、凈以及護(hù)，主要以前兩種作為主要的防塵技術(shù)。其中風(fēng)是指利用通風(fēng)進(jìn)行粉塵去除，水是指實(shí)際作業(yè)中利用濕式作業(yè)，密是指密閉性將粉塵進(jìn)行抽離，凈指凈化風(fēng)流作用，護(hù)是指采取個(gè)性化護(hù)理的方式。掘進(jìn)工作面的防塵來(lái)說(shuō)，主要包括掘進(jìn)工作面防塵、錨噴支護(hù)防塵、工作面通風(fēng)除塵、運(yùn)輸防塵、轉(zhuǎn)載防塵。具體包括機(jī)械自動(dòng)化控制自動(dòng)噴霧降塵。綜合防塵包括沖刷井壁巷幫，使用水泥炮，裝巖灑水和凈化風(fēng)流等這些綜合防塵的方法。

2 掘進(jìn)各個(gè)區(qū)段的防塵方案

1）掘進(jìn)工作面的防塵。掘進(jìn)機(jī)除塵器采用干式布袋除塵器通風(fēng)除塵系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)主要是由風(fēng)流轉(zhuǎn)換器、壓入風(fēng)筒、吸塵口、抽出式風(fēng)機(jī)共同構(gòu)成的，采用單軌吊吊掛以及獨(dú)立布置，不會(huì)與掘進(jìn)機(jī)有直接的作用聯(lián)系，主要用于巷道斷口10 m2以上的面積，可以采用壓入式供風(fēng)的掘進(jìn)工作面。這種除塵成效率可以達(dá)到90%以上。而使用濕式除塵風(fēng)機(jī)這種設(shè)備是由風(fēng)機(jī)、主機(jī)、支架、風(fēng)筒構(gòu)成的，這種儀器除塵效率也比較高，而且重量輕，體積小，能量消耗也較低，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，具有很多優(yōu)勢(shì)。做好防塵和抑塵工作能夠有效保障工作人員的身心健康和生命安全。截割頭內(nèi)外噴霧是由高壓水泵、水箱、管路、噴嘴以及噴霧支架等構(gòu)成的，噴嘴位于噴霧架的上部，懸掛在掘進(jìn)機(jī)的截割頭上。工作原理是由高壓噴嘴噴出，并且將截割頭包圍起來(lái)阻止粉塵的進(jìn)一步擴(kuò)散，并有效進(jìn)行粉塵補(bǔ)集。除此之外掘進(jìn)工作面除塵技術(shù)用于中小斷面煤以及半煤巖巷道，可以利用相應(yīng)的機(jī)械除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行有效除塵，這種除塵設(shè)備與掘進(jìn)機(jī)連為一體，隨著掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)輸而進(jìn)行工作。抽塵口布置在切割工作機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，距離切割頭1.5 m能夠使切割頭的方向進(jìn)行自由調(diào)整，抽塵風(fēng)筒用于伸縮負(fù)壓風(fēng)筒，除塵的方式主要是濕式過(guò)濾，除塵效率可以達(dá)到98%以上[1]。

炮掘工作面的防塵技術(shù)。首先是打眼防塵技術(shù)，主要利用的是濕式鉆頭煤電鉆帶水鉆孔，空心麻花鉆桿進(jìn)行防塵，在缺水的地區(qū)可以采用鑿巖機(jī)打眼，利用干式孔口捕塵器進(jìn)行防塵。放炮防塵技術(shù)是采用水炮泥，在放炮的前后過(guò)程中進(jìn)行洗巖幫沖刷以及放炮，這種噴霧是由低壓發(fā)展到高壓和風(fēng)水噴霧由手動(dòng)發(fā)展到?jīng)_擊和聲控自動(dòng)噴霧這兩種狀態(tài)。裝巖灑水，噴霧防塵技術(shù)主要是利用了裝巖前向巖堆灑水濕潤(rùn)，使得裝巖機(jī)在轉(zhuǎn)移過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴霧的過(guò)程。

2）掘進(jìn)工作面通風(fēng)防塵。首先需要合理進(jìn)行風(fēng)量調(diào)整，根據(jù)煤礦井下巷道的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整風(fēng)速和風(fēng)量，排除一些有害的氣體以及浮游的礦塵，要掌握適度的風(fēng)量，如果風(fēng)量太小時(shí)很容易聚集煤塵，如果風(fēng)量過(guò)大則很容易產(chǎn)生落塵飛揚(yáng)的情況。其次要設(shè)置防塵布網(wǎng)以及噴霧。防塵幕網(wǎng)可以固定在掘進(jìn)機(jī)組二運(yùn)架上，實(shí)現(xiàn)捕塵網(wǎng)架體與掘進(jìn)機(jī)同時(shí)移動(dòng)，減少捕塵網(wǎng)在維護(hù)工作中的工作量，捕塵網(wǎng)下面是簾式布網(wǎng)，這一環(huán)節(jié)便于通行。噴嘴的霧化效果比較好，捕塵斷面較大，能夠起到較好的降塵效果。最后可以利用皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)噴霧技術(shù)，利用皮帶傳動(dòng)觸發(fā)聯(lián)動(dòng)機(jī)平臺(tái)開(kāi)啟各類(lèi)粉塵的降塵裝置，有效實(shí)現(xiàn)防塵[2]。

3）錨噴支護(hù)防塵。錨噴支護(hù)防塵是利用濕式液壓的錨桿眼鉆機(jī)打眼，這種干式打眼過(guò)程中采用干式孔口捕塵器的方法，首先需要澆混凝土預(yù)濕，利用除塵器將混凝土噴射機(jī)上料口、余氣口產(chǎn)生的粉塵一起噴射混凝土?xí)r產(chǎn)生的粉塵吸走，利用雙環(huán)式噴槍和低風(fēng)壓近距離的噴射技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)防塵效果，最后還可以使用個(gè)體工程技術(shù)，如果在實(shí)際操作過(guò)程中粉塵濃度沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以要求煤礦的工作人員佩戴個(gè)體防塵工具[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上方式進(jìn)行防塵可以實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面的綜合防塵，為煤礦工作人員提供良好的工作環(huán)境，減少職業(yè)病的產(chǎn)生，提高工作人員的生活質(zhì)量和煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；從源頭上治理了生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵以及噴射混凝土?xí)r能夠吸走浮游粉塵，有效降低這些細(xì)小顆粒物的濃度，改善生態(tài)環(huán)境，也落實(shí)了煤礦一通三防的工作。由此可知通風(fēng)安全創(chuàng)造的社會(huì)效益是具有重大意義的。

[1]張智勇.煤礦掘進(jìn)工作面綜合防塵技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2012（7）：77.

[2]張道文.煤礦掘進(jìn)工作面綜合防塵技術(shù)的運(yùn)用[J].科技資訊，2016（5）：38-39.

[3]石新慧，潘光超，孫濤.綜合防塵技術(shù)在煤礦綜掘工作面中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（11）：123.