煤礦巷道掘進的綜合降塵與防塵

＊王 樂

（太原煤炭氣化（集團）有限責任公司爐峪口煤礦 山西 030203）

煤塵、巖塵是煤礦生產過程中的常見問題，一般業界把煤塵、巖塵統稱為粉塵，如果粉塵濃度過高，可能會引發很多問題。粉塵濃度過高不僅會引發爆炸等意外事故，同時還不利于工作人員的身體健康，比如長期在高濃度粉塵環境中工作的人員，患有塵肺的幾率往往比較高。近年來隨著科學技術的快速發展，煤礦生產領域機械化水平不斷提升，控制粉塵也成為煤礦管理工作中的一項重要內容。

1.粉塵來源

通過調查研究得知，煤礦生產過程中粉塵的來源主要可以分為這幾個方面：（1）煤礦粉碎、爆破作業中，原有煤層結構被破壞，大體積煤炭一點點變小，然后由皮帶運輸出去。這一過程中會產生大量粉塵，不僅會對人員視物造成影響，增大了施工危險性，同時長期吸入粉塵，工作人員罹患呼吸道類疾病的幾率也會隨之增高；（2）目前機械設備開始在煤礦開采過程中廣泛應用，這些設備的應用極大的減輕了工作人員的勞動強度，同時煤礦開采效率也顯著提升。但與此同時，很多新問題也隨之產生，粉塵濃度大幅提升就是最為突出的問題之一。運用機械設備破碎巖層的過程中，粉塵不斷聚集在巖層表面，隨著施工的進行，粉塵會飄散在空氣之中，為煤塵爆炸等事故的發生埋下了隱患[1]；（3）煤炭需要利用傳送帶運輸，裝卸、運輸過程中自然也少不了粉塵的產生，一些企業為了提升經濟效益，還會超負荷運輸，大量煤炭在傳送帶上摩擦，也是產生粉塵的一個重要原因。

2.通風系統的優化

(1)使用先進通風技術

隨著近年來科學技術的不斷發展，各種先進技術開始應用到生產、生活之中。目前國民經濟呈現出了高速發展的態勢，就煤礦巷道掘進施工中采用的通風系統來說，使用的技術非常多，需根據開采環境的不同對通風技術進行合理選擇，這樣才能取得理想的成效，控制粉塵濃度在理想范圍之內。以局扇通風技術為例，此類技術對局扇提出了非常嚴格的要求，不僅要具有合適的風量，同時噪音也不能太大，其型號也要符合使用要求，這樣才能達到理想的降塵、防塵目的[2]。

(2)改變煤礦通風方式

目前在煤礦生產過程中，并沒有嚴格依照煤層傾斜角度、井田面積以及粉塵濃度等，來對通風方式進行合理選擇，因此從整體上來看，煤礦巷道掘進施工之中的安全性不高，需要較高的施工成本，這種情況下企業利益自然也會削減[3]。具體來說，不同通風方式的適用場合為：中央并列通風適合在井田面積不大的系統之中應用，但由于線路比較長，風阻較大，漏風較多，因此使用過程中需嚴加注意；對角式通風在井田面積比較大的煤礦之中適用；如果煤層比較深，則應優先選擇混合式通風，這樣可以確保通風系統運行的穩定性，新鮮空氣可以持續不斷的進入礦井，從而避免粉塵的大量產生。

(3)合理分配通風量

在降塵、防塵方面來看，決定通風除塵效果的主要因素有風速、風流方向及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等。風速過低，粗粒礦塵將與空氣分離下沉，不易排出而滯留在采掘空間，增加煤塵的濃度；風速過高，雖然能夠將煤塵帶走，但又使采掘空間的落塵重新吹起，反而會增加煤塵濃度。一般而言，掘進工作面的最優排塵風速為0.4-0.7m/s。《煤礦安全規程》中規定：掘進煤巷最高允許風速為4m/s。這不僅考慮了工作面通風的要求，同時也考慮到煤塵的二次飛揚問題。不僅要降低系統在運行過程中的能耗，同時還要快速的排出井內粉塵，只有這樣才能確保開采保質保量，為企業創造可觀的效益。

3.綜合防塵

在煤礦巷道掘進施工過程中，很多環節都會產生粉塵，巷道內漂浮著大量粉塵，將會對工作人員的身體健康造成威脅，對生產效率與質量的提高非常不利。因此，必須采取有效措施來控制粉塵的產生、擴散，全面改善施工環境，從而為煤礦的安全、高效生產提供保證。

(1)減塵技術措施

①減塵技術。減塵就是減少和抑制塵源產塵。煤層注水、濕式打眼、水炮泥。在注水方式選擇時，需綜合考慮設備參數、注水孔布置方式以及水壓等方面內容，這樣才能達到有效降塵。煤層注水主要運用水壓力，通過鉆孔方式為煤層注入水溶液、壓力水，當水分含量增加后，原生煤塵變得濕潤，即可達到減少煤體破裂問題的發生，進而達到降塵目的[4]。運用該方法，煤的物理力學性質發生了改變，粉塵產生量明顯降低。

②降塵技術。降塵是使懸浮于礦井風流中的礦塵盡快沉降。所謂噴霧降塵，主要是利用霧狀進行水的噴灑，這種方式可用霧捕獲粉塵，霧狀的粉塵會不斷下沉，并沉積在煤體表面，這樣粉塵就不容易飛揚了。一般而言，有掘進機內外噴霧、轉載機頭安設防塵罩和噴霧、工作面使用凈化水幕、防塵網等。在距工作面30m范圍內安設兩道凈化水幕，在距工作面50m處使用凈化水幕并安設防塵網，工作面含塵風流經過第一道凈化水幕后降塵率只有58%～60%，經過第二道凈化水幕后降塵率為75.2%～80%，在經過防塵網后，礦塵濃度只有0.56mg/m3，降塵率達到97.2%。

③除塵技術。利用風機可將空氣中含有粉塵的氣流引入除塵器中，達到凈化巷道空氣的效果。除塵器主要由旋流脫水段、過濾除塵段與配套風機組成，可以將其安裝在轉載機上或掘進機上，其前后總長度不能超過30m，運行過程中其風筒的斷面需在0.19m2以上。為了提升除塵效率，可在風筒末端加設控塵裝置。固定好除塵器后，可與水源、電源連接，并在供水管路處裝設水質過濾器[5]。

(2)防塵技術措施

降塵可以分別從掘進作業、錨噴支護等方面實施防塵措施。

①掘進作業中的防塵。在掘進施工過程中，需開啟除塵器、高壓噴霧裝置，并由專人對設備進行管理和維護，以確保掘進過程中這些設備可以正常運行。為避免出現噴霧裝置問題，比如噴嘴堵塞，應時刻確保噴霧供水是潔凈的，這就體現出加設水質過濾裝置的重要性，同時還要確保防塵管路具備充足的壓力，一般其壓力應該在3.0MPa以上。另外，還要以《煤礦安全規程》的有關內容為參照，制定專人對除塵器進行操作、管理與維護。

②錨噴支護中的防塵。一般來說需要將除塵安裝在噴射器后方，這樣除塵器就可以隨著噴射機不斷移動，在錨噴作業過程中即可借助于除塵器發揮其抽塵凈化的作用。吸塵罩需迎著巷道風流的方向設置，具體來說，可以在巷道頂部錨桿上吊掛吸塵罩，并注意其與上料口之間保持2～3m的距離，借助于負壓風筒實現與除塵器的連接。此外，需找到施工地點的下流方向，并選準位置后設置兩道風流凈化水幕，可有效凈化粉塵，同時灑水預濕后，再讓混合石料下井。

③裝載運輸時的防塵。在煤礦生產過程中，需嚴格控制裝載點落差，一般該落差需在0.5m以內，一旦超過該值，則應該安裝溜槽、導向板。選擇下風向20m的位置安裝風流凈化水幕，并在運輸巷道、轉載點等定點塵源安裝自動噴霧降塵裝置。設備一旦啟動，即可開始灑水降塵，這里需要按照設備運行速度確定降塵步驟[6]。如果不能順利啟動設備或噴霧過程中有故障發生，則必須采取有效措施進行管理與維護，使設備運轉與噴霧灑水結合起來，以達到一體化運轉的目的。為了提升降塵效果，需按照不同點的實際情況對噴頭傾斜角度、數量進行調整和優化。

4.防護與檢測措施

在煤礦巷道掘進過程中，要求施工人員佩戴自吸式防塵口罩、過濾式送風防塵口罩等防護用具，使用這些防護用具，可有效減少吸入自體粉塵。在井下施工過程中，有關地點需依照有關規定和要求進行測塵工作。為了能夠營造出良好的作業環境，一旦在作業過程中發現存在不符合規定的地方或有超過數據限制的情況發生，則必須探索出發現問題的原因，并采取相關措施使這些問題得到及時有效的解決[7]。

在施工作業過程中，需收集有關施工現場衛生環境的數據資料，可以CCCGZ-1000型直讀式測塵器測得作業現場中有關粉塵質量濃度，如果出現數據超標的情況，應及時采取措施使粉塵濃度得到降低。同時，施工人員還要定期到醫院接受身體檢查，如果發現疑似塵肺病的人員，需及時將其從煤礦生產一線調離，并及時到醫院接受后續檢查與診療。

5.結語

綜上所述，在煤礦生產過程中，如果粉塵濃度過高，將會對巷道路掘進施工造成大量負面效應，對人員操作準確性帶來不利影響，嚴重威脅其身體健康。因此，煤礦企業應該綜合分析煤礦巷道施工的實際情況，并采取綜合性降塵與防塵措施，以有效減少有毒、有害氣體的濃度，為煤礦安全生產提供有效防護，為井下作業人員施工作業提供一個良好環境。為此，煤礦企業必須確保生產的高效性、連續性，這樣才能創造出更多的經濟效益與社會效益，推進企業的長期、穩定發展。