現代化礦井采掘防塵技術的研究與應用

惠雙琳

（陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司，陜西榆林 719300）

現代化礦井采掘防塵技術的研究與應用

惠雙琳

（陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司，陜西榆林 719300）

礦井采掘現場是礦塵的主要源頭，也是治理礦塵的主要環節。因此，煤礦要根據自身實際情況，選擇合適的處理措施，繼而使煤礦企業能夠實現長遠發展，并確保員工的身體健康。本文分析了礦井采掘面的防塵技術，并分析其在實際應用中的效果。

現代化礦井 采掘防塵技術 應用

礦井生產中，采、掘、運等多個工序都會產生大量粉塵，從而對礦井正常生產帶來較大影響。采掘工作中產生的粉塵是礦井粉塵的主要來源，隨著采掘機械的不斷發展，進一步增強了煤炭化的機械程度，也在很大程度上增加了粉塵的產生量，對煤礦生產區域人員的身心健康帶來重要影響。

1 粉塵的產生及危害

煤礦生產中，多個操作工序都會產生大量粉塵，比如采、掘、運。粉塵對人的危害主要包括兩個方面：（1）對人體的危害。長期情況下，若礦塵通過人體呼吸道進入肺部，便會引起塵肺病，此疾病是目前為止，對礦工身體危害最為嚴重的職業病。（2）煤塵爆炸危害。煤塵爆炸作為煤礦重要事故災害之一，對礦工及礦井安全生產帶來嚴重威脅。近年來，瓦斯煤塵爆炸事故多次發生，帶來了難以估量的損失，說明對礦井粉塵進行綜合治理是迫在眉睫的事情。通常，煤礦生產中的粉塵主要來自采掘工作面，隨著采掘機械的不斷進步和發展，煤礦機械化程度有了顯著的提高，采掘力度的進一步加大，使粉塵產生速度和數量也有所增加，對礦工生命安全帶來了更大的威脅，也為礦井的安全生產帶來了更大的挑戰。有關統計表明，當地質條件、通風條件基本一致時，不同煤礦采用不同的采掘方法，其粉塵濃度也有很大差異。比如，在缺乏防塵措施的條件下，機采粉塵濃度大約在1500～2800mg/m3，炮采粉塵濃度在200～400mg/m3，綜采粉塵濃度則高達5000～7000mg/m3，由此可以說明，煤礦選擇合適的采掘防塵技術，對于礦井安全生產和礦工身心安全具有重要意義。

2 采煤工作面的防塵技術

某煤礦作為1999年投入使用的現代化礦井，設計生產能力已經達到140萬t/a，2011年的實際生產量已經達到280萬t。此煤礦的主要特點是機械化程度高，工作人員在900人左右。工作面的主要防塵措施包括采煤機內外噴霧、各轉載點轉載噴霧及架間噴霧等。經現場檢測，此煤礦雖然采取了相關的防塵措施，但粉塵濃度依然高達120～350mg/m3，超過國家衛生規定的相關標準。此外，此煤礦現有綜掘機4臺，產塵量很大，因此進行機掘防塵是礦井進行綜合防塵不可或缺的一個環節。因此，我們研究采用了以下防塵技術：

2.1 綜采工作面采用以下技術

（1）采煤工作面機組行走自動光控噴霧裝置；此自動光控噴霧裝置主要由主機、電磁閥、紅外線傳感器、電纜及噴頭組成。噴頭由電磁閥控制，而電磁閥則由主機控制，每組噴霧的主機采用電纜連接，從而實現噴霧連鎖。在工作面進風口處安設此噴霧裝置，當采煤機經過此裝置所在位置時，采煤機上的光信號可以被傳感器接受，之后所有噴霧會自動打開并執行自動噴霧操作，噴霧具體時間可根據機組的運行速度自行調整，此噴霧裝置的優勢在于減少了人工開啟單向閥實現架間噴霧除塵的麻煩，提高了防塵效果。

（2）采煤機負壓二次防塵裝置；此技術利用噴吸裝置，可以向塵源區域噴射霧流，從而達到降塵的效果，同時，噴吸裝置內部射流后方會形成負壓區，可吸入降壓場區域的粉塵空氣，并通過噴吸裝置噴吸出去，將煤塵過濾下來。此降塵方法是否能達到預想效果，和負壓強度、霧流參數及吸入空氣含量點等多種因素有關，還和噴吸裝置的安裝位置、噴嘴形式及噴霧壓力等因素有關。結合煤礦現場的具體條件，設計負壓二次降塵技術，可獲得較好的防塵效果。

（3）轉載機同步自動噴霧；原采煤工作面回風道在轉載機8m處安裝了回風流凈化水幕，采用閥門人工手動控制，由于人為因素影響很大，繼而導致此水幕常常沒有按時啟動，粉塵得不到有效控制；此外，有時候裝載機停止運行，而水幕還繼續噴霧，不僅沒有防塵效果，還浪費了水資源，對煤質產生影響。

對于上述問題，我們通過多次研究，嘗試運用設備開停傳感器卡在轉載機供電電纜上，當轉載機運行時，開停傳感器便會輸出信號，并利用光控自動噴霧主機控制電磁閥，繼而實現水幕的自動開停。若裝載機運行產生粉塵時，水幕會自動開啟噴霧，起到降塵效果；若裝載機停止運行，無粉塵產生，水幕則會自動關閉。此項研究技術的投入使用，不僅有效降低了粉塵，還節約了水資源。

2.2 掘進工作面采用以下技術

采用綜掘機外噴霧與巷道風流凈化水幕聯動自動噴霧降塵技術。機掘工作面的主要防塵措施之一便是噴霧灑水降塵。通常，挖掘機有兩種工作形式，即外噴霧、內噴霧。內噴霧截割部伸縮油缸浮動密封不合格，使降塵水容易進入電機，引起電機短路；外噴霧的開停需要人為操作，凈化風流水幕也采用閥門式，需要人工操作，致使水幕無法得到有效利用，造成粉塵超標。聯動噴霧降塵技術的使用，主要是依賴截割部操作電源引出控制線，進入接線盒之后，可以從接線盒中分出兩路，一路控制外噴霧電磁閥，一路控制凈化水幕。當掘進時，滾筒轉動，外噴霧裝置和凈化水幕就會自動開啟，從而起到降塵作用。當滾筒停止運轉時，兩組降塵裝置也會自動停止噴霧。此技術經過現場試驗，防塵效果顯著。

3 結語

綜上所述，在機械化程度較高的現代化礦井中，在采掘工作面采用自動化防塵技術，可以有效控制粉塵產生量。將上述研究的防塵技術應用在某煤礦中，粉塵總檢測次數為125次，達到國家規定的標準要求有114次，合格率達到91.2%，煤塵濃度控制在3～62mg/ m3，為礦井生產創造了良好的工作環境，也最大限度的保證了礦工的身體健康，說明上述防塵措施值得應用。

［1］喬凱，張義強，張東峰.礦井采掘防塵技術的應用研究［J］.內蒙古煤炭經濟，2014（1）.

［2］句海洋，凌標燦，葉崢，王金峰.礦井采掘面高效防塵技術及其發展趨勢［J］.華北科技學院學報，2014（2）.

［3］郝曉偉.采掘作業面綜合防塵措施淺析［J］.科教導刊-電子版（中旬），2013（11）.

惠雙琳（1983—），男，陜西三原人，碩士研究生，畢業于西安科技大學采礦工程專業，現就業于陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司。