煤礦井下除塵研究現狀

摘? 要：本文簡單概述了煤礦井下作業環境的特點，并就在煤礦井下不同的生產過程介紹了幾種不同的除塵方式。此外還介紹了煤層注水、泡沫除塵、磁化水降塵。

關鍵詞：井下粉塵;除塵;防治

隨著煤礦開采規模和開采強度的不斷增大，井下的采煤、掘進、運輸等各項生產過程中的粉塵產生量急劇增加，特別是呼吸性粉塵濃度呈大幅上升趨勢[1-3]。空氣動力學直徑為5μm的稱為呼吸性粉塵，呼吸性粉塵是能進入人體肺泡區的顆粒物，它是引起塵肺病的病因，對人體危害性極大。最大限度地降低采掘工作面及其他作業場所的粉塵濃度，是保障井下工人的身心健康和礦井安全生產的重要保證[4-7]。

1井下作業環境的特點

1） 煤礦井下工作環境空間狹窄，活動受限。

2） 在于其存在易燃易爆氣體。

3） 工作場所不固定，工作面不斷搬移，地下開采技術條件復雜[8]。

2粉塵防治的主要技術

針對井下采煤工作面、掘進工作面、轉載點等主要產塵位置，介紹了目前粉塵防治的主要技術。

2.1產煤工作面的除塵技術

（1）采煤機內、外除塵噴霧降塵。在進行噴霧灑水時，采煤機的噴霧系統分為內噴霧和外噴霧兩種方式，內噴霧的水是通過截割滾筒上的噴嘴對截齒切割點進行直接噴射，外噴霧的水則是由截割部的固定水箱、搖臂或煤擋板上的噴嘴直接噴出，這樣就能使得水霧把塵霧包裹起來，進而使得粉塵變得濕潤，達到捕捉粉塵的目的[9];

（2）破碎機轉載點粉塵的治理。破碎機防塵主要采用密閉破碎，避免粉塵的外揚;另外，在密閉基礎上安裝除塵器和噴霧裝置，降低粉塵濃度，達到降塵效果。

（3）轉載點噴霧裝置的除塵。噴霧裝置安設在轉載落煤點上方，降低因煤炭轉載而產生的粉塵，達到降塵的效果。

2.2掘進工作面的粉塵治理

掘進工作面是煤礦井下主要的產塵點。在掘進工作面的除塵技術，主要分為干式除塵和濕式除塵技術。

2.2.1干式除塵技術

干式除塵器是一種低能耗、零耗水、高效率、無污染的除塵設備。

2.2.1.1井下干式袋式除塵器

布袋除塵器除塵原理機理，是重力、篩濾、慣性碰撞、吸附效應和擴散與靜電吸引等各種力的綜合效應。當含塵氣流經濾料時，比濾料空隙大的粉塵顆粒，在重力作用下沉降，或在慣性作用下被濾料擋住;比濾料空隙小的微粒，由于和濾料發生碰撞或被濾料纖維吸附，停留在濾料表面和空隙中，并形成附著在濾料上的一次塵，用來過濾后來的二次塵，即用粉塵過濾粉塵，從而提高除塵器的除塵效率[10]。

2.2.1.2通風除塵

通風除塵措施能保證煤礦井下空氣中粉塵得到有效稀釋或更進一步地排出粉塵，在通風除塵過程中，必須保證有最低的排塵風速，如果能把握好最大限度排除浮塵而又不會導致落塵第二次飛揚的最優排塵風速則是最理想的效果，在這樣的最佳條件下才能最大限度地達到煤礦除塵目的[11]。

2.2.2濕式除塵技術

濕式除塵器原理是利用液體與含塵氣體接觸，以液滴、液膜、氣泡等形式，將含塵氣流中的塵粒和有害氣體去除。

2.2.2.1振弦式除塵

振弦式除塵器也是濕式除塵器的一種。其原理是將細絲繞制成較密的幾排（4或8排）形成振弦柵，當含塵風流通過振弦柵時風帶動柵絲振動，從而阻止風流中的粉塵通過，再通過噴向柵絲的水霧，將粉塵捕捉，達到除塵的目的 [12]。

2.2.3其他除塵技術

除常見的濕法、干法除塵技術外，還有其它降塵凈化方法如煤層注水;以及新型的將物理化學降塵技術結合的試驗與應用，主要有泡沫除塵、磁化水降塵等[13-16]。

2.2.3.1 煤層注水

利用水的壓力通過鉆孔把水注入即將回采的煤層中，使煤體得到預先濕潤，以便減少采煤時浮游煤塵的產生量。長鉆孔注水方式具有煤體濕潤均勻、濕潤范圍大等優點。

2.2.3.2 泡沫除塵

泡沫除塵是用無空隙的泡沫體覆蓋塵源，它主要是利用泡沫的高度濕潤性和隔絕性能進行除塵。泡沫劑和水一起按一定比例混合，通過發泡器產生大量高倍數泡沫噴灑到塵源或空氣中。當泡沫液噴灑到巖礦或料堆上時，便形成無空隙的泡沫體覆蓋在塵源上，使粉塵得以濕潤和抑制。當泡沫液噴射到含塵空氣中時，則形成大量泡沫粒子群，其總體積和總表面積很大，從而大大增加霧液與塵粒的接觸面積和附著力，因此有利于提高水霧的降塵效果[17-18]。

2.2.3.3 磁化水降塵

磁化水降塵是將防塵水經過磁化器處理后，使水的物理化學性質發生暫時的明顯變化，從而水的表面張力、吸附能力、溶解能力及滲透能力增加，另外水的粘度降低，會使霧粒變小，從而增加水霧與粉塵的接觸機會，大大提高了降塵效果。

3 粉塵防治與管理

隨著科學技術的迅猛發展，很多高科技新技術正逐漸應用到礦山開采工作的各個領域，新技術的應用給煤礦粉塵防治技術的完善創新帶來了機遇。未來一段時間，提高自動化噴霧水平，實現高效霧化噴霧，研究難注水煤層注水技術、裝備和配套工藝以及完善尚未成熟的超聲波除塵、生物試劑除塵和電離水除塵等高新粉塵防治技術成為煤炭工作者面臨的巨大挑戰。

參考文獻

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作者簡介：

王志剛，男，1995年8月，漢族，安徽六安人，大學本科學歷，安徽理工大學在讀，研究方向環境化工。