掘進巷道綜合防塵技術措施

于 澤

（山西新元煤炭有限責任公司，山西 陽泉 045000）

巷道在掘進過程中割煤、破巖、爆破、裝煤、運輸等施工工序都會產生大量的粉塵，污染了作業環境，威脅著作業人員身體健康，降低了工作面能見度；全煤巷掘進時產生高濃度的煤塵在外界火源的作用下很容易引發煤塵爆炸事故等。本文以山西新元煤炭有限責任公司3412回風順槽為例，分析了巷道在掘進時主要采取的綜合防塵技術措施，并對巷道采取措施后取得的應用效果進行分析。

1 概述

山西新元煤炭有限責任公司3412工作面回風順槽位于井田四采區，巷道設計長度為1940m，為矩形斷面，巷道斷面規格為寬×高=5.2×3.2m，施工巷道沿3#煤層平行掘進，3412回風順槽從西輔運大巷開口施工，巷道開口掘進60m后進行風橋挑頂施工，當巷道掘進90m后按設計拐彎施工回風繞道，為了便于3412回風順槽前期輔助工程施工，巷道前期90m采用爆破施工，巷道在90～1940m采用綜合機械化掘進施工。

2 3412回風順槽施工原防塵措施分析

2.1 施工巷道原防塵措施

（1）炮掘施工防塵措施。3412回風順槽在爆破施工時，采用型號為ZQC-50/2.5S氣動手持式鉆機干式鉆孔，鉆孔期間采用局部通風機進行通風除塵，巷道爆破施工后在巷道開口處進行噴霧灑水除塵。

（2）機掘施工防塵措施。3412回風順槽機掘施工時，在巷道每隔200m安裝一個吊掛式噴霧灑水裝置，在所有運輸設備轉載位置安裝噴霧灑水裝置，割煤時在轉載機切割頭內安裝灑水裝置。在巷道掘進期間開啟所有灑水裝置進行巷道降塵、除塵。

2.2 存在的問題

（1）3412回風順槽炮掘期間采用ZQC-50/2.5S氣動手持式鉆機及螺旋式麻花釬桿配套合金鋼鉆頭進行鉆孔，鉆孔時主要利用靜壓風帶動釬桿達到鉆孔的目的，不具有噴霧灑水功能，在爆破鉆眼期間工作面粉塵濃度大。

（2）巷道在爆破掘進期間工作面底板及巷幫浮煤較多，而巷道爆破瞬間會產生高溫、高壓沖擊波，工作面浮煤在沖擊波的作用下會產生高濃度的揚塵。

（3）由于3412回風順槽回采煤層為3#石炭系煤層，煤層發育不穩定，煤塵揮發性大，巷道在機械化掘進期間會產生大量粉塵，不利于工作面安全穩定生產。

（4）巷道在掘進期間每隔200m安裝一個吊掛式噴霧灑水裝置，該裝置主要吊掛在巷道頂板上，利用裝置噴灑水霧從而起到降塵作用，但是施工巷道內風速大，灑水噴霧后很容易被風流吹散，降塵效果差。經通風部測定吊掛式噴霧灑水裝置對巷道在3.0～3.5m范圍內降塵效果相對較好，而在3.0m以下巷道內水霧覆蓋量少，降塵效果差

（5）當巷道機械化掘進時掘進機安裝灑水管路很容易被煤泥堵塞，經常出現無法灑水、水壓不足等現象，同時在掘進破煤時煤塵濃度大，采用噴霧灑水進行降塵效果差，且長時間灑水會造成工作面積水量大，不利于工作面正常掘進。

3 3412回風順槽綜合防塵措施研究

為了進一步降低掘進巷道粉塵濃度，對3412回風順槽掘進期間采取合理有效的防塵、降塵措施。

（1）濕式鉆孔技術。為了降低施工巷道在爆破鉆眼時產生的粉塵濃度，采用風水聯合濕式鉆孔技術，即在鉆機壓風管側安裝一趟靜壓水管，在開啟鉆機時使得風水同時進入鉆桿內，在風壓帶動鉆孔的同時鉆頭部實現灑水功能，從而實現濕式鉆眼目的，有效降低鉆眼產生的粉塵濃度。

（2）安裝擋矸裝置。為了避免工作面爆破產生沖擊波造成巷道內機械設備損壞及產生高濃度揚塵，設計采用了一套可移動式擋矸裝置，并安裝在距爆破地點15m處，該裝置可有效阻擋爆破時產生的沖擊波及飛濺的煤矸石，降低沖擊波造成巷道煤塵飛揚。

（3）煤層注水。為降低3#煤層在掘進期間煤塵濃度，決定在工作面進行短壁注水，施工注水鉆孔，工作面每掘進15m布置一組注水鉆孔，每組3個，注水鉆孔布置在據巷道頂板1.5m處，鉆孔間距為2.0m，注水鉆孔施工完后采用高壓注水泵對其進行注水，從而實現掘進煤層濕潤作用，降低掘進期間煤塵揮發濃度。

（4）泡沫抑塵裝置。為進一步提高掘進機割煤時降塵、除塵效果，采用泡沫抑塵裝置代替掘進機傳統灑水裝置，該裝置主要由噴灑裝置、泡沫產生器、泡沫分配器、灑水管路等部分組成。在灑水管路里加入添加劑并在泡沫產生器里發生反應產生大量細小泡沫顆粒，從而抑制掘進時產生的粉塵。

（5）安裝自動防塵水幕。在掘進巷道每隔300m安裝一個自動防塵水幕代替原吊掛式噴霧灑水裝置，自動防塵水幕主要由水泵（3kW）、旋轉裝置、過濾池、聯鎖開關、水簾、高壓噴頭以及感應器等部分組成，如圖1所示。在正常情況下該裝置利用高壓噴頭噴灑均勻水霧并形成水簾，從而實現捕塵目的。水簾捕塵后污水流入過濾池經過濾再次被利用。當巷道有大型設備或運輸設備通過時經感應器與聯鎖作用可自動開啟旋轉水幕。

圖1 3412回風順槽自動防塵水幕斷面圖

（6）其他防塵措施。3412回風順槽掘進后期為避免巷道浮煤過多產生揚塵，施工巷道每班開工前進行巷道沖洗。隨著施工巷道不斷延伸，采用每掘進500m安裝一臺局部通風除塵設備的方法提高通風除塵能力，同時在各設備轉載地點安裝封閉式灑水裝置，降低運輸產生的粉塵濃度。

4 施工巷道防塵效果分析

4.1 巷道原防塵措施效果分析

3412回風順槽在采用綜合防塵措施前，對炮掘期間巷道粉塵濃度進行測定，巷道在打眼期間最高粉塵濃度達940mg/m3，巷道爆破后工作面粉塵濃度最高達1410mg/m3，且工作面能見度不足7m。機掘期間巷道及工作面內粉塵最大濃度值達1233mg/m3，巷道綜合防塵效果較差。

3412回風順槽掘進前期因粉塵濃度大，造成設備操作失誤4次，造成經濟損失達32萬元，且巷道掘進進度不足3.0m/d。

4.2 巷道采取綜合防塵措施效果分析

3412回風順槽采用綜合防塵措施后，經測定工作面粉塵濃度控制在240mg/m3以下，大大降低了巷道掘進過程中粉塵濃度，同時施工巷道采取綜合防塵措施后平均掘進進度達5.5m/d，有效提高了巷道掘進效率，降低了巷道掘進事故率。

5 結語

采取濕式鉆孔技術、安裝擋矸裝置、煤層注水、安裝泡沫抑塵裝置、安裝自動防塵水幕、轉載地點安裝封閉式灑水等綜合防塵措施，有效降低了工作面粉塵濃度，保證了巷道施工安全，提高了巷道施工環境質量，取得了明顯成效。