井下粉塵預防及治理方法研究

喬旭 朱瑤麗 劉振興

【摘 要】塵肺病是煤礦工人主要的職業病，它不僅影響煤炭企業的生產和發展，而且嚴重地危害工人的健康和生命。對井下粉塵的預防及處理已經不能局限于傳統手段，急需新技術、新方法來解決處理。本文通過對井下粉塵的危害以及防治現狀的分析，發現其存在的問題，并從多方面提出粉塵治理的改進措施，以期為井下粉塵的防治提供新思路新方法。

【關鍵詞】井下粉塵 防治措施 研究

1 井下粉塵防治的必要性

粉塵是指懸浮在空氣中的固體微粒，國際標準化組織規定，粒徑小于75μm的固體懸浮物為粉塵。在煤礦生產過程中，破碎煤炭和巖石所產生的微小煤巖顆粒叫做煤礦粉塵。

在大氣中粉塵的存在是保持地球溫度的主要原因之一，但在生活和工作中，生產性粉塵是人類健康的天敵，煤礦粉塵的危害是多方面的。一方面是它的爆炸性，具有爆炸性的煤塵在一定濃度范圍內遇有高溫熱源，如電氣設備產生的火花、瓦斯燃燒和爆炸、井下火災和明火、礦燈故障時產生的火花等都可能引發爆炸。[1] 我國80%以上的煤礦都具有爆炸性，且礦井爆炸事故也屢見不鮮。另一方面，粉塵對人體有直接且嚴重的危害，最典型的疾病就是塵肺病。近年來，各省尤其是山西、河北、內蒙這些煤炭大省的塵肺病患者逐年增加，且增加比例逐年遞增。另外，粉塵也在一定程度上降低了機械設備的工作效率，對機器本身也有損害。有數據表明，在無防塵措施的條件下，炮采時粉塵濃度為300～500mg/m？，而機采時粉塵的濃度達到1000～3000 mg/m？，綜采時更是高達4000～8000 mg/m？。[2]可見，在采煤機械化程度逐步提高的情況下，粉塵對機械設備以及人體的影響使其治理問題刻不容緩。

2 井下粉塵防治的現狀

《煤礦安全》第738條規定：“煤礦企業必須加強職業危害的防治與管理，做好作業場所的職業衛生和勞動保護工作，采取有效措施控制塵、毒危害”。[2]雖然我國對井下粉塵的檢測已頒布了《煤礦井下粉塵綜合防治技術規范》等一系列規定，對測塵機構設置、時間、方法及合格率計算都作出了明確的規定，但具體落實情況卻不容樂觀。目前我國大多數礦區對井下粉塵的治理主要是從防塵和除塵兩方面著手的。

防塵主要是面向井下工人和設備，工人佩戴防塵面罩、防塵呼吸器、防塵口罩等工人防護用具。對于井下設備及儀器，也采取了一些簡單措施，以防止粉塵進入設備。

除塵方面，現今礦井主要采用以風、水為主的防塵措施。通風除塵，即利用風力將粉塵吹散，這是最為簡單原始的除塵方法。但受通風工作面的影響較大，且受到通風量的條件制約，效果并不理想；灑水除塵，是現今應用最為廣泛的方法，具體包括機械式灑水降塵和電子式灑水降塵。機械式應用較早、結構簡單、造價低廉，但由于機械操控需要時間，易造成降塵不及時等問題，且機件維修較為頻繁和困難。電子式則加入了新興的傳感裝置，現今得到了廣泛應用，盡管通過先進技術解決了粉塵感應及時灑水降塵的難題，但這種方法也只能從表面上解決問題，依然受到工作面的限制，且水蒸發之后二次揚塵情況也較為嚴重。

3 井下粉塵防治的改進

要想將井下粉塵的影響減到最小，提高礦井安全系數，減少對人體的損害，必須做到防塵和除塵相結合，預防為主，治理為輔。

3.1 了解粉塵來源

要做到粉塵的防治，必須要弄清粉塵的根源。我國煤礦的塵源地點主要有：采掘工作面、裝卸載點、運輸大巷、排矸場。其中，井下產塵量最大的是采煤工作面，要了解各個環節的產塵量，才能“對癥下藥，事半功倍”。

3.2 監測粉塵含量

為了搞好粉塵防治，就必須對礦井中的粉塵濃度和性質進行測定。粉塵濃度是指單位體積空氣中粉塵的含量，可利用礦用安全光散射式測塵儀，實時監測呼吸性粉塵總量。粉塵分散度是指各種不同粒徑的粉塵在礦塵中所占的百分數，可利用光電粒子計算器、粒譜儀等儀器直接測量。通過監測粉塵含量，可以直接、真實的反映粉塵對人體的危害，也可鑒定防塵措施的成效。

3.3 從源頭處防塵

采煤處是產塵量最大的地方，應從煤層入手，從源頭處降低粉塵含量。煤層注水是防塵的有效方法之一，即在鉆孔時對煤層注入一定壓力的水，達到預先濕潤煤體的效果，從而在開采煤層時從根源上減少粉塵。并且可選擇一些濕潤的塑料制品填充到炮眼中，在煤層爆破時與粉塵一同噴出，這樣既可以吸附粉塵，又可吸附炸藥爆炸時產生的煙塵和部分有毒氣體。此方法雖應用早，但受到地形地質、生產技術等條件的限制，工作量大，缺乏成熟的制度經驗。

另外，可以在采煤機的鉆頭兩側用強度較高的鋼板圍成開放式框架，利用強力吸附裝置來吸附粉塵，在導管下方連接鐵管到采煤機下，并安置一個收集裝置，既方便傾倒，并可收集粉塵回收利用。此方法工作效率較高、經濟且操作簡單、拆卸方便。

3.4 在過程中除塵

如果源頭處的預防措施做的不好，或因其他原因達不到預期效果時，必須對已產生的粉塵進行治理，可將自動噴霧灑水除塵和通風除塵相結合。

噴霧灑水是通過噴霧器或灑水器來實現的，水通過噴霧器時，由于旋轉和沖擊作用，噴射于空中而形成霧狀水珠。[3]塵粒遇水濕潤，一部分降落，一部分隨風漂移。通風除塵是利用新鮮空氣稀釋含塵空氣，并將粉塵排出礦內。[3]在回采工作面、主運大巷和卸載站等產塵較多的地方，使用通風除塵，利用較高的風速與煤車逆向將粉塵吹入預定除塵地點，然后利用觸控和紅外自動灑水降塵裝置降塵。此外，對于運輸過程中產生的粉塵可在運輸起點對煤炭充分濕潤，且在運輸過程中不斷灑水、噴霧，防止粉塵飛揚。

另外，超聲波霧化除塵技術應成為新的開發方向，即利用超聲波技術使水霧化成微細霧粒，霧粒在塵點內凝聚粉塵，直至沉降，從而實現就地抑塵。此方法除塵效率高、處理成本低廉，且二次污染可能性小，應將其投入到實際的粉塵治理中去。

3.5 建立防護管理系統

在綜合防塵除塵治理工作中，不僅要擁有先進的防塵技術裝備，還應建立完善的防塵管理措施。礦區應健全防塵機構和隊伍，完善各項規章制度，嚴格管理和落實防塵責任。工人應加強自我防御意識，可佩戴特殊的防塵面罩，或穿戴自清洗材質衣物，以防止粉塵進入體內，對礦工保護設備的研究開發也應是未來井下設備的一大研究方向。

參考文獻：

[1]熊愛軍.礦井綜合防塵技術探討[J].河北煤炭，2007（1）.

[2]王成東.淺析礦井防塵的管理措施[J].黑龍江科技信息，2007（19）.

[3]劉加來.煤礦粉塵危害及其防治技術初探[M].龍巖師專學報，2002.