矿井综合防尘技术研究及应用

王俊峰

义煤集团新安县云顶煤业有限公司 河南 471800

摘要：目前，随着社会对安全意识的提高，矿业在长期安全管理方面取得了明显的成就。同时，当前最紧迫的安全问题主要表现在矿井粉尘治理和矿井综合防尘方法的更广泛应用中。由于机械化应用水平的提升，在矿井作业过程中会产生大量的粉尘，致使影响矿井作业安全的因素增多，也给矿产开发企业的安全工作带来严峻挑战。因此，加大矿井综合防尘技术的应用，将有效改善矿井作业安全环境，为企业生产安全和作业人员安全提供安全保障。

关键词：矿井综合防尘；应用；

前言：矿井主要进入通风平巷和输送的斜巷由于生产条件有限，无法及时实施除尘，人工除尘有限，容易造成巷道粉尘堆积，一方面严重危害地下工程工人的健康。目前主要采取的防尘措施包括洒水降尘、人工除尘等不仅需要大量的工作时间和时间，而且会影响生产性运输，没有产生预期的效果，经常导致粉尘浓度过高，对矿山安全和工人健康构成威胁。从传统的人工除尘方法，到现代的综合自动化除尘设备，从而，以防尘、除尘及净化空气流通为目的。可以将手动执行的问题转化为机器的自动化控制，提高工作环境卫生和安全性。

1 矿井粉尘概述

由于机械工程和相对恶劣的气流条件，粉尘不可避免地会出现在矿井中。矿井里的尘埃主要是固体颗粒，由于它们的小质量和小尺寸，它们在空气中会停留很长时间。煤尘(灰尘)是在煤矿生产过程中产生的各种矿产的少量颗粒的集合。小颗粒煤尘是煤矿五种自然灾害之一(气体、煤尘、水、火、顶板)。煤尘会导致呼吸系统和肺部疾病。当煤尘浓度达到一定的浓度时，暴露在火焰中，就会有爆炸的危险，成为一种有害物质。粉尘造成的损害主要出现在下列领域:首先，它是一粒尘土，在某些情况下有可能发生爆炸，如果发生爆炸，可能导致整个矿井的毁灭性破坏，对矿工的生命构成严重威胁;第二，灰尘也是一种污染物，如果浓度过高，生产区域的能见度必然会下降，这对生产效率和安全产生重大影响;第三，矿物质尘埃会导致疾病，如果矿工在那里工作很长时间，可能会影响他们的呼吸道，长时间也会导致肺病。

2 矿井综合防尘技术应用分析

2.1 矿井除尘常用技术。一是通风除尘。通风除尘主要与空气中微量煤颗粒的转移有关，这导致了行动区域灰尘浓度的显著下降。然而空气和尘埃的影响取决于风速、尘埃密度和湿度等因素。最佳风速应符合减少粉尘悬浮的原则，但不能产生二次上升;在实际工作中最好的风速是0.4到0.7 s，风速为1.5 - 2.5s。二是湿式作业就是采用液体的方式来捕捉粉尘，湿式作业具有比较好的防尘效果，也经常用于矿井的防尘工作中。矿井中大量煤层的产生是在煤层的开采环节中。因此要从煤层的开采环节人手，这样能够大大减少煤尘的产生。一般会采用煤层注水的方式，在对煤层进行开采前就要使用，这样可以使得煤层的干燥度降低，附着在煤层表面的灰层也会溶于水。煤层注水的方式能够使得煤层开采中的粉尘大为降低。在整个生产过程中，采用喷雾设备对生产场所进行喷雾洒水是十分必要的．这样做的目的是保证生产场所的整体湿度能够达到降低和消除粉尘的条件，从而能够有效避免矿井内的粉尘瞬时浓度太高而发生爆炸。这种常规的防尘方式其实拥有着十分有效的防尘效果，应在矿井生产中广泛使用。三是净化风流。净化风流是利用设置水幕的方式来遮盖巷道风流的全断面，一般采掘工作面要实施爆破的话，可以在距工作面30 m左右设置2道水幕，放炮时打开截止阀门，放炮后喷雾时间不小于30 min，这样能够大大阻挡爆破产生的大量粉尘。

2.2井下喷浆原理相对简单，主要依靠空气压缩为动力，它将水泥与沙粒按照科学的比例进行混合，并利用高速喷射管理将其混合物喷洒至巷道表面，待其凝结后形成硬化保护层。然而在掘进工作面所实施的锚喷作业中，时常会产生大量的粉尘，最高浓度可达600mg／m3，远超过国家规定的标准。因此，对于喷浆除尘技术的运用尤为必要。传统的喷浆除尘主要采取增加防尘罩、安设水射流除尘风机等措施，但由于技术标准落后，风机功率不足，使除尘效果不佳。因此，现今喷浆除尘引用更大功率的机械式除尘风机，其吸风量达到了300m3／min的标准，且加入三通除尘风筒，使上料区域与喷浆作业区域实现同时净化，并且为了进一步提升除尘效果．改善巷道空气质量，在喷浆区域的回风流一侧小于20m位置安装1道水幕，以实施回风流的净化功能。

2.3矿井大功率除尘风机。粉尘危害的主要原因之一是矿井通风不良，在安全通道中除尘的高性能风扇将有效地改善操作区域的空气循环，从而迅速清除矿井中的粉尘。大功率除尘风机可以在矿井作业过程中，依托综掘机上的负压风筒的口进入气液分离箱，并依赖分离箱中的水雾对粉尘进行加湿，形成水包尘类型的雾沫，并将雾沫送达丝网除雾器进行分离吸附，在重力、液体张力等作用下使粉尘被收集，并随着水滴被清除，在实践测试中，大功率除尘风机的综掘工作面除尘率达97％，对呼吸性微粒的除尘率也达90％从而达到了矿井综合除尘的目的。矿井炮掘工作面防尘具有持续时间短，粉尘产生速度快、浓度高等特点，在除尘技术中需要充分考虑其特点，进行有效的防尘技术应用。枪口式喷雾装置便是其中的典型代表，它主要采取声控风水联动组合模式，结合掘进工作面的供水、供风管路而成，并在喷雾枪管内汇合喷射，并且喷雾过程中能够随意调整方向。在炮掘工作中，放炮所释放出的冲击波被传感器接收后，转换成微电子信息传送到控制主机，此时主机根据信号将电磁阀开启，实现远程的自动喷雾。经实验验证，其喷雾距离最远可达30m，除尘率达到90％以上。

2.4自动化防尘应用。在进风巷等地点安设防尘净化水幕及防尘供水管路。

在每处供水管路门口安设一个二寸高压阀门。在进风巷等地点敷设电缆光缆，安装控制分站、近控开关、电控截门、压力传感器等。运输斜巷分别每隔50 米、70 米、100 米、200 米安设一道，运输大巷每隔100 米安设一道，与防尘供水管路连接，雾化良好，覆盖全断面，使用正常。喷雾采用ф20mm铁管制作，根据巷道断面确定喷头个数，在各进风巷依据净化范围依次安设。自动防尘水管安设斜巷水管采用由上到下依次安设，平巷水管采用ф50mm管路安设，水管根据喷雾安设位置设置三通阀门及接头，并在每个供水管路门口安设一个二寸高压截门。在每个供水管路门口安设电动截门，与二寸高压截门进行并联控制防尘供水，系统正常运行后二寸截门为常开状态，并在电动截门前安设过滤器及压力传感器，保证防尘水质、监测水压是否正常。安设控制分站、远近控设备，敷设控制线缆，进行对接调试，将信号传至地面控制中心。远近控设备安设在电动截门附近，以便进行近控操作控制。在控制终端做上位机画面，便于操作人员进行观察及操作控制。进行终端设置，实现远程自动控制。

结论:矿上的防尘工作一直是采矿的重要组成部分，也是安全的一个困难方面。矿井里的大部分粉尘不仅对人类身体造成危害，而且还会造成爆炸的危险，导致严重的安全事故。当前，在安全管理工作逐步渗透的背景下，矿产开发企业也逐步实施了企业综合防尘技术规范，制定了详实的安全标准，并且不断加强防尘新技术的研发工作，井下综合防尘技术将得到不断的改善，矿井综合防尘技术将成为安全生产的有利保障。

参考文献：

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