神東綜掘工作面粉塵現(xiàn)狀分析與管理提升

于 亮

(國能神東煤炭集團有限責任公司開拓準備中心，陜西 神木 719300)

0 引言

截至2018年底，全國累計報告職業(yè)病97萬余例，其中約90%為職業(yè)性塵肺病(87萬余例)，主要分布在采礦業(yè)，并呈現(xiàn)年輕化趨勢[1]。塵肺病潛伏期長、隱匿性強，實際患病人數(shù)可能更多。塵肺病占職業(yè)病90%以上，近60%以上塵肺病發(fā)病率在煤礦，煤礦塵肺病防治工作已成為社會關(guān)注度高的突出問題之一，堅決遏制職業(yè)病高發(fā)的態(tài)勢刻不容緩[2]。隨著神東礦區(qū)的高速發(fā)展、采區(qū)的不斷延伸、煤層賦存條件的日趨復雜，部分礦井采掘接續(xù)緊張現(xiàn)象也日益凸顯，掘進機作為煤礦巷道掘進的主要設備，單進水平的提升已作為公司2019年重點工作推進項目，作為補充連采、掘錨隊的施工局限的綜掘隊，接續(xù)更加緊張、搬家也更加的頻繁，這樣無疑對綜掘隊的粉塵治理提出了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。神東礦區(qū)綜掘工作面的粉塵濃度在未采取措施時，一般在1 000～3 000 mg，不僅嚴重威脅礦井的安全生產(chǎn)，而且還嚴重危害綜掘面作業(yè)人員的身體健康。巖巷掘進工人主要接觸的是含游離二氧化硅的巖石粉塵，即矽塵。這種主要由矽塵引起，而在病理上又有典型的矽結(jié)節(jié)改變的塵肺稱為矽肺。矽肺是煤礦塵肺中最嚴重的一種，約占煤礦塵肺病例總數(shù)的20%～30%，矽塵降低了工作場所的能見度，影響掘進的工作效率，增加工傷事故的發(fā)生。

連掘工作面和綜掘工作面粉塵危害程度的對比，見表1。

表1 不同工況下的掘進面產(chǎn)塵情況及職業(yè)危害對比

神東煤炭公司的開拓準備中心自組建綜掘隊近10 a以來，一直探索和尋找粉塵綜合治理的方式和方法，先后使用和改造了干式除塵、濕式除塵KCS系列、引進了德國HBKO1/600型集塵式風機，更換了多種呼吸式口罩，針對干式、濕式除塵進行了系統(tǒng)對比、進行了優(yōu)缺點的分析[3]，在粉塵治理方面，積累了一定的寶貴經(jīng)驗，但不能很好地適應作業(yè)人員日益增長的安全需求，同時對掘進效率的影響也日益凸顯。因此，研究適合神東礦區(qū)綜掘工作面特點的高效除塵系統(tǒng)，對于保障神東的安全生產(chǎn)和保護作業(yè)人員身體健康均具有十分重要的意義。

1 神東煤炭公司綜掘工作面粉塵管控現(xiàn)狀

1.1 工藝與工況特殊

工藝特殊：綜掘隊的定位是取消炮掘后，專門施工短距離、斷層、全斷面硬巖巷道，具有拐彎多、斷面多、起伏大等特點，為補充連采、掘錨隊的施工局限性而產(chǎn)生的，相應的問題就更加明顯，比如工期短，通風不好，尤其是降塵系統(tǒng)布置常常應付了事，加上緊張的生產(chǎn)接續(xù)矛盾，使得管理者不能將更多的精力投入到除塵工作中。在常年的短距離的掘進巖巷中(神東礦區(qū)綜掘工作面很難超過1 000 m)由于整套系統(tǒng)過于龐大，出現(xiàn)除塵箱及風機安設困難、出渣車輛運行時經(jīng)常觸碰除塵風筒等諸多問題，除塵并不能滿足預期效果。

工況特殊：掘進巷道因巖石硬度大不易切割，產(chǎn)生的大量巖粉與噴霧水混合，呈現(xiàn)出攪拌水泥的效果。由于施工工藝的局限，需要來回調(diào)機，作業(yè)環(huán)境惡劣，移動困難。但不開噴霧水將會造成截割電機過熱甚至燒毀的危險。另外，由于掘進過程中，工作面能見度極低，往往會導致誤操作，造成人員意外傷亡的風險更大，包括與出渣車司機的配合問題(神東礦區(qū)綜掘隊出渣往往采用膠輪車直接出渣運輸)，工藝要求頻繁倒機過程中，看守電纜或指揮接渣人員的安全問題等。

1.2 現(xiàn)除塵方式的局限及各類風機的弊端

現(xiàn)階段各類風機的弊端：常見的KCG-350D/500D系列干式除塵風機、KCS-800/1000濕式系列除塵風機、以及進口德國CFT公司生產(chǎn)的HBKO1/600型布袋集塵[5]除塵風機，這些風機都存在不同的弊端。干式風機會二次污染巷道；濕式風機搬家頻繁，因巷道短、工期短，存在諸多不便，而且水控制也存在問題；布袋式采用德國CFT公司的設備，因使用時間長，集塵阻塞進氣格柵頻繁故障而棄之不用。

1.3 不適合環(huán)境的勞保用品與人才流失

不適合粉塵環(huán)境的勞保用品：巖粉顆粒較煤粉更細極易阻塞濾棉，造成短時間內(nèi)糊化，通氣性差，加上體力勞動時需氧量更大，使用者出現(xiàn)呼吸障礙，由于眼睛、耳孔暴露在高密度粉塵、噪聲的環(huán)境下，角膜炎、中耳炎、聽力視力減退等病癥多發(fā)于巖巷掘進工人，其職業(yè)病危害成為繼煤矽肺以后的第二大顯著病征。

人才流失：綜掘機司機崗位特殊，該崗位直接決定著礦井掘進工程質(zhì)量，公司對工程質(zhì)量考核較嚴格，區(qū)隊對培養(yǎng)新人有所顧慮，加上對身體傷害大，新人寥寥無幾，造成新老更替不及時；另外，福利待遇與周邊和其他崗位差距較小，員工對從事掘進機司機的熱情不高，人才流失較為嚴重。

1.4 粉塵監(jiān)控系統(tǒng)缺失

粉塵監(jiān)控系統(tǒng)較有毒有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)一直處于劣勢地位，由于測定工作一直以來并未形成管控機制，新技術(shù)新設備的更新應用也停滯在初級階段，這些都成為粉塵治理及職業(yè)病防治的一大阻礙。

目前反映出來的這些問題，有些可在單位短期內(nèi)解決，有些則需要公司層面立項研究。公司所屬的43支掘進隊中，綜掘隊的除塵體系相對更加脆弱，與之相應的職業(yè)病危害更加嚴重，迫切需要引起足夠的重視并加大科研經(jīng)費的投入。

2 目前采取的管理提升手段和方向

重進尺輕保障是目前掘進隊的通病。職能部門需加強業(yè)務保安，增強安全監(jiān)控系統(tǒng)的設計[6]。尤其要重視新工程開工時對施工隊伍除塵系統(tǒng)的布置?？茖W客觀的評價是決定后期生產(chǎn)水平至關(guān)重要的因素。必須做好基礎準備工作，保障職業(yè)健康與安全[7]。保證除塵效果，提高掘進司機的工作熱情，從而提升每班進尺。神東煤炭公司鼓勵創(chuàng)新發(fā)明，積極加大對發(fā)明創(chuàng)造、小改小革的支持力度，鼓勵員工不斷創(chuàng)新，結(jié)合現(xiàn)場條件進行大膽實踐創(chuàng)新。

2.1 風筒導流器

在供風風筒末端加裝風筒旋流器，改變風筒出口風流方向，形成旋轉(zhuǎn)將空氣中的粉塵壓在工作面上，避免了粉塵的強力擴散，改善了掘進面的空氣質(zhì)量，保證掌子頭作業(yè)人員視線清晰，避免冷風對身體的直侵，如圖1所示。

圖1 輕型風筒導流器的應用

2.2 云霧除塵系統(tǒng)

哈拉溝煤礦率先工業(yè)試驗的云霧除塵系統(tǒng)，對綜掘工作面的推廣應用具有很好的借鑒作用。該系統(tǒng)采用低能耗、高通量云霧發(fā)生裝置替代原有噴霧除塵裝置，從而達到進一步降低工作面可呼吸性粉塵濃度的目的。根據(jù)礦井涌塵[8]特點，公司相關(guān)部門和單位已做好數(shù)據(jù)采樣分析對比工作，云霧除塵系統(tǒng)比原有噴霧除塵系統(tǒng)的除塵效果更好，如圖2所示。比空氣幕封閉系統(tǒng)更適用開放系統(tǒng)[9]，比間斷連續(xù)通風系統(tǒng)[10]更符合綜掘工作面盡量少用水的工況特點，下一步中心組織相關(guān)部門對該技術(shù)進行研究、探索，使之在綜掘工作面發(fā)揮作用，現(xiàn)階段的綜掘機的噴霧霧化效果差，水量大，不能很好起到抑塵的作用?？蓽p少大量的內(nèi)外噴霧水，改善綜掘面作業(yè)環(huán)境效果更好，從源頭上控制粉塵擴散，泡沫除塵技術(shù)也非常適用于綜掘工作面[11]。

圖2 云霧除塵

2.3 移動式全斷面捕塵網(wǎng)

綜掘巷道大多數(shù)是短距離巷道，設置固定在巷道的捕塵網(wǎng)，往往耗費巨大的人力與物力，工期短、拆裝麻煩，性價比不高。烏蘭木倫煤礦設計的除塵移動裝置在綜掘工作面具有很好的應用前景。該裝置除塵時，員工通過操控風閥縱向開關(guān)，將捕塵網(wǎng)升至巷道頂部，操控橫向開關(guān)，將捕塵網(wǎng)延伸至巷道兩幫，形成巷道全斷面封閉捕塵，同時開啟雙道凈化噴霧，噴頭將霧化后的水噴灑在捕塵網(wǎng)內(nèi)部。由于捕塵網(wǎng)本身具有吸水性，能夠保持一定濕度，而空氣中懸浮的礦塵具有親水性，煤塵經(jīng)過凈化水霧和雙層捕塵網(wǎng)時，便會被攔截和吸附，從而達到降低礦塵濃度的目的，如圖3所示。

圖3 移動式全斷面捕塵網(wǎng)

2.4 粉塵監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建

粉塵檢測監(jiān)控應該與有毒有害氣體監(jiān)測受到同樣的重視，區(qū)隊也應該配備干粉式直讀儀等便捷設備，便于區(qū)隊現(xiàn)場更好的監(jiān)測管理粉塵，因此建議通風管理部能夠廣泛調(diào)研公司所屬掘進隊的實際情況，合理建議公司搭建粉塵監(jiān)測系統(tǒng)，同時加大二級單位對粉塵管控的考核，使區(qū)隊重視粉塵治理工作，以促進全公司粉塵治理的整體提升。

2.5 建立職業(yè)病跟蹤體系

建立粉塵接觸危害較重的作業(yè)人員的健康檔案，防護口罩的選用和配備標準與世界接軌，對公司相關(guān)作業(yè)人員的身體狀況、發(fā)病情況形成科學的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，并予以科學指導和統(tǒng)籌安排。這樣做一方面避免了積重難返的被動局面；另一方面提升了員工的幸福指數(shù)，同時樹立以人為先的新時代企業(yè)形象。

3 結(jié)語

雖然神東煤炭公司在綜掘工作面的粉塵治理方面取得了一些成績，但仍與廣大員工迫切改善井下環(huán)境的需求相差甚遠。為此，積極引進和形成一批典型的能夠提高生產(chǎn)效率的用于除塵方面的新設備、新技術(shù)、新工藝，更為迫切和必要。同時借鑒行業(yè)范圍內(nèi)綜連采成熟的除塵經(jīng)驗，靈活運用于綜掘工作面。

總之，在現(xiàn)有的風流凈化水幕、防塵濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)載點噴霧等防塵措施的基礎上，結(jié)合以往成功的除塵經(jīng)驗，進一步應用好負壓誘導除塵系統(tǒng)[12]，提高工作面除塵效果。另外，積極探索除塵技術(shù)，加大對掘進源頭的有效管控，把粉塵扼殺在源頭才是最有效的滅塵方法。通過技術(shù)創(chuàng)新改造，引用新技術(shù)新方法拓寬除塵思路，為員工創(chuàng)造一個安全健康的工作環(huán)境，是煤炭人共同的愿望和期待。