煤矿采掘工作面粉尘防治技术及其发展趋势

陈虎

神东煤炭集团锦界煤矿管理处  陕西省神木市  719300

摘要：对煤矿粉尘的危害主要分为以下2个方面:①煤灰具有强烈的自燃性和爆炸性。煤尘的爆炸是目前我国煤矿发生的安全事故中最为严重的自然灾害之一,与传统的瓦斯爆炸相比,煤尘的爆炸强度和受到影响的范围都更大、破坏能力也更强,造成的社会经济危害也就更严重。②煤尘可致人员尘肺病。在煤炭行业中，尘肺病是一种出现较多的职业病，比起瓦斯爆炸，它所具有的影响力更强，并且对人体健康造成伤害，潜在的危害性更为严重。本文主要分析煤矿采掘工作面粉尘防治技术及其发展趋势。

关键词：煤矿；职业病；粉尘；粉尘防治技术；实践应用

引言

在煤矿职业病防治中，粉尘导致产生尘肺病最为严重，数据显示，近年平均每年新发职业病约3万例，尘肺病约占职业病人总数的90%。尘肺病已成为危害中国工人健康最严重的职业病之一，累计确诊病例总量居全国各行业首位，尘肺病年死亡人数远高于同期生产事故人数。据统计，目前中国尘肺病报告人数超过72万人，其中62%在煤炭行业，煤矿是尘肺病高发区。职业病防控专家表示，尘肺病可防不可治，目前防控难点在于诊断难、鉴定难，关键要督促用人单位落实粉尘治理，让作业场所粉尘浓度满足国家标准；尘肺病人应早诊断、早治疗，加强身体锻炼。

1、粉尘产生及产尘点

随着煤矿机械化程度以及生产效率的提高，矿井产尘量及产尘点也在不断地增大增多，主要粉尘在割煤、装煤、运煤的过程中产生，影响粉尘产生的因素有自然因素和技术因素，采掘机械化程度、地质构造及煤层的赋存状况、采煤方法、截割参数、煤的运输与装载方式及通风状况等。对于采煤工作面而言，产尘量最大的过程就是割煤过程，而机械化程度越高，产尘量就会越大，主要产尘点包括割煤、拉移支架、运输机头转载点、皮带机头转载点、顶板垮落过程中、以及其他零散作业时。对于掘进工作面产尘量最大的就是掘进机截割过程，同样机械化程度越高，产尘量就会越大，主要产尘点包括掘进机截割点、支护过程中、皮带转载点、喷浆作业点、其他零散作业，要想降低或消除粉尘危害最主要的就是减少产尘点、降低产尘量，使用最多的最为有效防尘措施就是湿式作业，喷雾、水幕除尘、以及其他先进的除尘器还有防尘技术，比如说使用干雾和声波来降低粉尘，不断地研究二次负压降尘、湿式旋流除尘、以及泡沫除尘等先进的技术，但在我国煤矿生产中最多使用的还是湿式除尘技术。

2、采煤工作面防尘措施实践应用

对粉尘的防治应采取预防为主、综合防尘的措施，针对在实践应用中存在的问题及采掘工作面不同产尘点应采取的防尘措施；在工作实践中不断地改进总结出一些实用性强，技术先进的防尘措施；随着生产规模、技术设备的不断提高，防尘技术设备也得到了不断地更新提升，根据正利煤业在井下防尘工作中总结出的实践经验进行分析总结防尘措施的应用。

煤质比较干燥，落煤的过程中会产生大量的粉尘，多以在回采之前会采取煤尘注水措施，使煤体湿润，降低粉尘飞扬，煤尘注水是在工作面两顺槽沿煤体进行打孔，钻孔均垂直于巷帮布置，孔间距5m，倾角为煤层倾角，开孔距巷道底板1.3～1.5m，孔径113m。根据国内外经验，注水孔径一般通用有45mm、60mm、75mm、90mm、113mm等几种。煤层注水压力主要取决于煤的透水性，而煤层的埋藏深度、支撑压力状态、煤层裂隙及孔隙发育程度，煤的硬度和炭化程度等，对注水压力的大小也有一定影响，结合该矿实际情况，取煤层注水压力1.6MPa。注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止，注水煤体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”渗水现象，注水时间通常为3~5d。

3、采掘工作面综合防尘技术探讨

3.1综采工作面粉尘防治技术

采用常规粉尘防治措施后，综采工作面粉尘仍然存在超标情况，针对现有防尘技术的不足，国内有关学者提出了综采工作面尘源局部雾化封闭除尘技术，该技术主要包括采煤机喷雾优化、液压支架喷雾的优化以及文氏负压二次降尘装置、采煤机湿式除尘器等。将采煤机区域与液压支架区域视作2个既相互联系又相对独立的局部区域：一方面是针对采煤机的区域,通过使用采煤机的湿式除尘器和采煤机喷雾构筑局部的雾化空间进行封闭截割煤尘逸散的区域,并有效地抑制截割时在湍流和风力扰动下由于偏移风流向人行道的偏移或减慢其在人行道中的偏移积分速度,从而有效地抑制了人行道中的煤尘污染情况持续恶化；另一方面，针对液压支架区域通过文氏负压二次降尘装置在人行道中形成的负压流场，能够有效吸附留于呼吸带高度的移架煤尘，并将其喷射至液压支架区域的局部雾化封闭空间，从而缓解人行道中的煤尘污染状况。

3.2采煤工作面粉尘智能防控

综放工作面采煤机、支架智能跟机喷雾降尘装置与工艺流程如图3所示，装置主要是通过支架KXB127型电液控远红外控制箱接收采煤机滚筒割煤、支架移架、放煤等动作时传感器发射的远红外信号，由接收器集控箱对传输信号自动识别，并反馈给采煤机滚筒内外喷雾头（内外喷头4组，单次喷雾时间45s，滚筒割煤喷雾，间隔时间30s）、支架移架喷雾探头（每组支架布设4组喷雾，是否喷雾由安装在支架上的电磁阀控制，单次喷雾时间45s）。装置喷雾系统根据液压支架的收放侧护板、降架、移架、放煤动作信号及自动跟踪采煤机位置，由电液控电磁阀控制喷雾，实现采煤机割煤时工作面智能跟机喷雾和高效降尘。

为提高刮板输送机转载点与采煤工作面回风流粉尘防治效率，研发了采煤工作面刮板输送机转载点自感应喷雾降尘装置及回风流无线智能喷雾降尘装置，如图4所示。工作面前后部刮板输送机转载点喷雾装置应固定在转载机挡煤板上，各安装2组，每组5个喷嘴，前后布置，确保始终有1组喷雾能有效覆盖转载处。当输送带启动，顶部挂设自感知传感器探测链条与煤体块体接触，碰撞产生的声波与振动波可被传感器智能感知，启动控制箱电磁阀向采区供液中心反冲式回液过滤系统信号，信号以高压喷雾形式反馈给巷道顶部及输送带周边喷雾组，实现自动喷雾，从而达到捕尘和降尘的目的。

采区供液中心全自动反冲式回液过滤系统型号为FCHZ2000/3，主要由进液接头块、进液接头组件、过滤器、阀体组件、球形截止阀、出液接头组件、出液接头块、底拖等模块化组成，系统具有过液流量大（2000L/min）、工作压力稳定（0.1~3.0MPa）、过滤精度高（可达60~300μm）的特点。该系统主要是对进入箱体的水体通过水质过滤器进行一次过滤后，再经高压清水泵加压传输至工作面各喷雾点；工作面喷雾降尘污水经过反冲式回液过滤器，除污、反冲后回液至高压清水泵加压，实现工作面喷雾降尘水质循环过滤和喷雾动力的持续供应。

结束语

粉尘防治是职业病防治工作的重点，现阶段我国的粉尘防治技术、粉尘防治设备设施的发展还需要不断地提高，煤矿管理中应加强粉尘防治措施的技术研究，加强对职工职业病防治的培训工作，同时还应加强考核管理，煤矿监管部门也要加强对煤矿职业病防治的监督管理，使粉尘防治工作得到进一步的提高。

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