芻議煤礦機電設備與粉塵治理相互作用關系

唐娜 江西煤業集團有限責任公司白源煤礦 胡軍 萍鄉礦業集團有限責任公司安源發電廠

對于開采強度大、機械化程度高的煤礦來說，粉塵問題往往較為嚴重，并直接威脅掘進作業人員安全。現階段粉塵治理有效性不足問題仍廣泛存在于我國煤礦企業中，為盡可能彌補這類欠缺，必須設法強化煤礦生產中的粉塵治理。

一、煤礦機電設備與粉塵治理相互作用關系

（一）粉塵的產生機理

機電設備在現代化礦井生產中發揮著關鍵性作用，綜合機械化開采的煤炭產量在我國的占比超過2/3，作為煤礦主要災害之一的粉塵不僅會威脅礦工人身健康及安全，同時還會影響機電設備的使用壽命和精度。總的來說，煤礦產生中的粉塵源于煤（巖）和機電設備的相互作用，粉塵產生和擴散的主要作用力包括機械作業的運輸、截割、拋落、撞擊。

（二）粉塵對機電設備的影響

對于粒徑小于10um的煤礦井下粉塵顆粒來說，其具備無孔不入的浸入性和滲透性，粉塵顆粒進入設備會產生破壞作業。粉塵顆粒在風流場的作用下存在更強的滲透性，這種滲透性帶來的影響較為深遠。如粉塵進入活塞、軸承等機電設備動作部分，這會導致摩擦系數增加，并導致設備的使用壽命降低、故障概率提升。隨著風流進入電機的粉塵顆粒會導致風道堵塞、冷卻效果下降，電機可能在粉塵影響嚴重時停止運作。此外，電機線圈短路與絕緣繞組過熱、磨損速度提升的活塞環、不斷下降的監控設備精度等問題也往往與粉塵存在緊密關聯[1]。

（三）粉塵治理中機電設備的作用

對于安全生產和作業人員身體健康來說，粉塵會帶來嚴重威脅，通風除塵、噴霧除塵、泡沫除塵、煤層注水、除塵器除塵等屬于現階段常用的粉塵治理措施。作為粉塵治理的實施者，機電設備發揮著關鍵性作用，機電設備一般會整合井下粉塵治理措施，如掘進機與采煤機內外噴霧。粉塵質量需圍繞四個方面進行，包括減、降、隔、除，機電設備在其中發揮著關鍵性作用，塵源處一般為治理措施的最終作用點，聯合使用多種機電設備可更好實現除塵目標。

二、基于煤礦機電設備的粉塵治理路徑選擇

（一）綜掘工作面粉塵治理路徑

基于煤礦機電設備的粉塵治理需關注綜掘工作面，內、外噴霧裝置需嚴格配置于綜掘機，工作壓力需分別設置為2MPa、4MPa及以上，以此保證噴霧裝置效用的充分發揮，如存在無法正常使用的內噴霧裝置，此時需存在8MPa及以上的外噴霧壓力。如綜掘巷道采用靜壓供水，防塵供水管路上需針對性設置增壓裝置。通過設置除塵風機于工作面上，即可進一步優化綜掘工作面粉塵治理，具體可采用長壓短抽控風方式進行除塵，同時轉載點噴霧需設置于各轉載點，防塵罩需設置于帶式輸送機轉載點，隔離降塵可配合轉載點噴霧實現。對于粉塵嚴重的掘進巷道距掘進頭50m范圍內，除塵可基于凈化水幕（2道）的針對性設置實現，需存在最短20m間隔并做到隨掘進前移，1道自動凈化水幕需設置于距回風口30～50m處，自動凈化水幕每隔500～800m在后巷設置1道，自動皮帶底噴霧每隔300～500m在帶式輸送機設置1組，聯動控制工作面自動噴霧裝置[2]。

（二）采煤工作面粉塵治理路徑

為保證割煤過程中采煤機能夠同時噴霧降塵，必須保證內、外噴霧裝置的完善設置，內噴霧、外噴霧裝置的工作壓力及相關要求與綜掘機相同。應基于實際設置數臺500L/min噴霧泵于工作面的噴霧泵站，如設置2臺一備一用，噴霧泵在500L/min以下的需逐步淘汰。需采用高壓膠管作為支架噴霧和采煤機內外噴霧裝置的防塵供水管路，其需要具備大于1.5倍噴霧泵站額定壓力的耐壓強度。壓氣自動噴霧裝置需配置于采煤工作面，每組至少2個噴頭，每隔10架至少裝設1組。轉載點噴霧需設置于破碎機、刮板機轉載點，防塵罩需設置于帶式輸送機轉載點，具體降塵需配合轉載點噴霧。此外，還需要設置1道自動凈化水幕于采煤工作面機巷距煤壁線、距入口50m內處，已經風巷距回風巷口50m處。隨回采前移的2道凈化水幕需設置于距煤壁線50m內，每500～800m需在進風順槽設置自動凈化水幕1道，回風順槽的自動凈化水幕設置間隔為500m。還需要靠近工作面設置捕塵網2組于回風順槽距工作面150m內，自動皮帶底噴霧需每隔300～500m在帶式輸送機設置1組，同時需聯動控制上述自動噴霧裝置。

（三）粉塵治理要點

為更好實現煤礦粉塵質量，煤礦機電設備應用必須結合礦井粉塵防治工作現狀，如設置水質過濾裝置于采掘工作面供水管路入口，結合需要設置增壓泵，以此逐步建立起科學、完善的井下各作業地點防塵系統，采掘工作面的生產條件需要與降塵措施的應用和防塵供水管路安裝相掛鉤。如巷道需要采用降塵措施，灑水三通及閥門需每隔100m安設1個，凈化風流噴霧裝置在各作業產塵地點的設置也需要得到重視。此外，還需要關注隔爆設施的針對性設置、巷道沖洗工作的及時開展、粉塵防治的周密安排和部署、采煤機和掘進機的內外噴霧裝置設置。

三、結論

綜上所述，煤礦機電設備與粉塵治理相互作用關系較為復雜。在此基礎上，本文涉及的設置增壓裝置、設置自動凈化水幕、設置凈化風流噴霧裝置等內容，則為基于煤礦機電設備的粉塵治理指明了方向。為更好治理煤礦粉塵治理，各類新設備與新技術的積極應用極為關鍵。