降尘在煤矿安全中的重要性

摘要：近年来伴随煤矿的机械化程度逐步提高，使井下掘进和采煤作业点空气中的粉尘浓度很高，因此，解决采掘工作面的粉尘问题刻不容缓。为有效治理矿尘灾害，系统研究了当前国内的主要采用的除尘技术，并指出这些除尘技术适用性。降低煤矿井下总粉尘浓度，对实现煤矿的安全、高效生产以及确保职工的安全与健康有着重要的意义。

关键词：煤矿；粉尘浓度；除尘技术

1降低采掘工作面粉尘浓度的多重意义

作为矿山五大自然灾害之一的微小颗粒煤炭粉尘，它不仅影响了井下一线职工的身体健康（造成尘肺病），更严重的是当粉尘和氧气的浓度比达到一定界限时导致重特大事故（煤尘爆炸）的概率剧增，其危害程度不言而喻，给矿职家庭、煤企和国家遭受巨大的灾难和损失。煤尘浓度过高不但影响了井下采掘面空气质量，也使得工人可见度降低，这给一线工人操作带来不便，增加了发生工伤事故的概率。相比瓦斯爆炸，煤尘爆炸产生的冲击力能量更强，燃烧持续的时间更长，产生一氧化碳更多等特点。

2降低采掘工作面粉尘浓度的技术手段

2.1二次负压降尘技术

通过在采煤机上加装二次负压降尘装置及配套供水系统，证实了KCP—2F型采煤机二次负压降尘装置是适合我国煤矿井下各种类型采煤机使用的高效除尘系统[1]。采煤机二次负压降尘器系统，利用设置在工作面的由高压水泵、供水自动控制水箱组成的高压泵站，将静压水(低压)转化为高压水并通过沿顺槽至工作面敷设的高压管路输送到布置在掘进机的负压二次除尘装置;负压二次除尘装置将供给的高压水，转化成控制掘进机产尘源向外扩散的汽雾流屏障和局部含尘风流净化除尘系统。高压汽雾流屏障阻止和减少粉尘向外扩散并且进行净化;局部含尘风流净化除尘系统是指掘进机的除尘装置喷出高压水的同时产生负压将煤尘吸到装置附近就地净化，从而实现了对掘进机割煤产尘的负压二次降尘的目的。掘进机负压二次降尘器是适合我国煤矿井下各种类型掘进机使用的高效除尘系统。具有如下特点，所配高压水泵结构紧凑、体积小、单位水功率高，方便煤矿井下运输；供水自动控制水箱适应供水压力高，可保证使用过程中水箱供水水位稳定，水满后自动关闭进水阀，水位下降后自动恢复补水，无须人工控制；二次负压降尘装置同时具有拦截粉尘外溢的汽雾流屏障和含尘气流净化系统，装置体积小，安装方便、维护容易，能够实现对采煤机割煤产尘的有效控制；配套高压泵即可用于高压喷雾，也可用于工作面注水；若用于采煤机，二次负压降尘器成对使用，二次负压降尘器分别设置在采煤机的前后滚筒摇臂后，分别降尘;用于综掘机则只是单个使用，耗水量小一半；调节降尘装置上的紧固螺钉，可使降尘装置实现在垂直面上一定范围的上下旋转，调节喷雾扇形的上下覆盖范围，以适应采煤机滚筒高度随煤层高度变化的特点；对于有高压水的工作场所，只安装二次负压降尘器即可实现该场所的喷雾降尘。主要用于煤矿井下需要高压喷雾降尘的场合，是各类掘进机、采煤机综采综掘工作面采用高压喷雾降尘的关键设备之一。用于高瓦斯矿井还具有冲淡截割滚筒附近瓦斯聚集的作用。适应于煤矿井下风速小于20m/s的任何作业场所，主要是综采，综掘工作面。

2.2超声雾化除尘技术

超声波技术能够在化学反应的介质中能够激发或促进许多化学反应、加快化学反应速度，甚至还可以改变某些化学反应的方向。基于此，超声雾化除尘技术不需要将含尘气流抽出后再加以处理。大功率超声波流体处理系统由超声波振动部件和超声波专用驱动电源：超声波振动部件主要包括大功率超声波换能器、变幅杆、发射头，用于产生超声波振动，并将此振动能量向液体中发射。换能器将输入的电能转换成机械能，即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动，振幅一般在几个微米。这样的振幅功率密度不够，是不能直接使用的。变幅杆按设计需要放大振幅，隔离反应溶液和换能器，同时也起到固定整个超声波振动系统的作用。工具头与变幅杆相连，变幅杆将超声波能量振动传递给工具头，再由工具头将超声波能量发射到化学反应液体中。超声雾化除尘技术，先后在兖矿、砚北矿以及晋煤集团等多个矿井成功应用并取得较好的效果。

2.3泡沫除尘技术

泡沫除尘的技术特点可分为7类[2]，（1）可防止粉尘向外扩散。泡沫能够无缝覆盖采掘机的切割滚筒，在泡沫体内完成切割；（2）液体形成泡沫后，增加了其与粉尘的接触，提高了除尘效率；（3）液膜中的添加剂可大幅度降低水的表面张力，提升湿润粉尘的速度；（4）泡沫具有很好的粘性，粉尘和泡沫接触后会迅速被泡沫黏附。（5）对于高瓦斯矿井，泡沫覆盖切割滚筒能有效抑制由于切割产生的火花，防止瓦斯和煤尘爆炸。（6）耗水量小，避免了水雾除尘耗水量大而引起的综掘机沉陷，提高了工作效率。（7）主要设备采用强力磁铁固定，安装、拆卸、维护方便。

2.4通风除尘技术

目前应用较广、效果较好的一项除尘技术措施。通风除尘系统通常可分为三种类型，就地式、分散式以及集中式。通风除尘通常是在采掘面尘源处附近设置吸尘罩，利用风机作动力，将生产过程中产生的粉尘连同运载粉尘的气体吸入罩内，经风管送至除尘器进行净化，达到排放标准后再经风管排入大气。2.5煤层注水采用这种除尘方法，除尘率一般在57%~81%、总粉尘浓度可减少至74%~86%以及呼吸性粉尘浓度缩减64%以上。基于采盘区的巷道巷道布置和相应的采煤方法，以及煤层的赋存情况，掌子面采用单向钻孔布置，沿煤层均匀布置钻孔。巷道中，距底板约1.3m的位置布置钻孔扣，采用直径65mm的钻孔，其长度为130m，间距20m。为确保钻孔始终在煤层内，布置钻孔时，确保其角度与煤层角度大致相同。封孔的深度范围为2m到10m，采用流量为0.5m3/h，压力为1.0MPa的水泥砂浆封孔方式。根据实际情况中的煤层注水压力大小，选取相应的注水方式，即，注水压力较大时，选用动压注水方式；注水压力较小时，选用静压注水方式。淮南矿业集团潘一煤矿综放工作面在回采过程中，采用煤层高压注水降尘法降低工作面煤尘浓度的技术和取得效果。

3结论

近年来伴随煤矿的机械化程度逐步提高，使井下掘进和采煤作业点空气中的粉尘浓度很高，致使采掘工易患尘肺病。煤矿确保生产的同时，需要积极发展安全生产技术，引进先进的除尘技术从而使井下一线工人的作业条件得到改善，确保职工的安全与健康，最终实现安全、高效生产。

作者:崔存海 单位:鹤矿集团职工大学

参考文献:

[1]王振平，金泰，曲天智.滚筒采煤机防尘技术的实践与认识[J].煤炭科学技术，1999，27（6）：16-19．

[2]秦占法，王永珍，韩三锋.采煤机负压二次降尘技术的研究与应用[J].煤，2008，17（10）：59-78．