難潤濕煤塵的噴霧降塵效率提升研究
——評《礦井粉塵控制關(guān)鍵理論及其技術(shù)工藝的研究與實(shí)踐》

苗彥平，張金貴，鄭旭鶴

(1.陜煤集團(tuán)神木紅柳林礦業(yè)有限公司，2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，3.神木市能源局)

煤礦粉塵由于具有爆炸性，同時(shí)對人體的肺部健康侵害性也很大，從而具有非常巨大的危害性，也使得其在礦井生產(chǎn)中得到了高度的重視。基于煤礦粉塵的危害性，煤礦井下作業(yè)中都在不斷加強(qiáng)對煤礦粉塵的控制。在當(dāng)前礦井降塵手段中，噴霧降塵技術(shù)得到了廣泛的適用。噴霧降塵技術(shù)不僅可以減少粉塵的密度以及防范圍等，也能夠很好地防止煤礦粉塵所導(dǎo)致危害結(jié)果的發(fā)生。然而，煤礦粉塵非常難以控制，必須要不斷對降塵相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入的研究。

《礦井粉塵控制關(guān)鍵理論及其技術(shù)工藝的研究與實(shí)踐》(以下簡稱《礦井粉塵研究與實(shí)踐》)，建立在對礦井粉塵控制相關(guān)理論進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上，將礦井粉塵控制的技術(shù)工藝工程實(shí)踐作為重要的核心，并且對近些年來理論與實(shí)踐中相關(guān)礦井粉塵防治的最新科技成果進(jìn)行了匯總分析。通過對該書的閱讀，能夠了解礦井粉塵的產(chǎn)生路徑與危害性，對礦井粉塵治理技術(shù)的創(chuàng)新形成更加深入的認(rèn)識(shí)。在礦井粉塵防止技術(shù)方面，《礦井粉塵研究與實(shí)踐》對當(dāng)前先進(jìn)粉塵控制技術(shù)向進(jìn)行了介紹。在對當(dāng)前所形成的相關(guān)研究成果進(jìn)行匯總、闡述與分析的基礎(chǔ)之上，作者還從礦井粉塵防治的實(shí)際需求出發(fā)，深入地結(jié)合礦機(jī)綜掘工作實(shí)際情況，闡述了防塵與工藝。閱讀本書，不僅讓讀者能夠在礦井粉塵防治理論方面更加豐富，也能夠掌握更加高超的礦井粉塵防治技術(shù)。

礦井粉塵防治技術(shù)是否有效，建立在對礦井粉塵產(chǎn)生的原因進(jìn)行確切把握的基礎(chǔ)之上。通常情況下，礦井粉塵的產(chǎn)生路徑主要包括采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸以及其他環(huán)節(jié)。首先在采煤的過程中，不管是破煤，還是裝煤，包括運(yùn)煤與支護(hù)環(huán)節(jié)，乃至最后的采空區(qū)處理環(huán)節(jié)中，每個(gè)環(huán)節(jié)以及每道工序中，都伴隨著大量的粉塵。相比較于其他的路徑而言，在這個(gè)路徑中粉塵產(chǎn)生的數(shù)量是最大的，基本上在煤礦產(chǎn)生粉塵的總量中占據(jù)的比例空間為45%～80%。其次，在掘進(jìn)環(huán)節(jié)中也有大量的粉塵產(chǎn)生。通常情況下而言，煤礦的井下掘進(jìn)工作主要包括以下四道重要的工序：第一道工序是火藥爆破，第二道工序是機(jī)械打眼，第三道工序是摩擦振動(dòng)，第四道工序是掘進(jìn)截煤。上述四道重要的工序中，粉塵產(chǎn)生非常嚴(yán)重，尤其以掘進(jìn)截煤工序最為顯著，是本環(huán)節(jié)所有工序中粉塵產(chǎn)生數(shù)量最多的工序。從礦井粉塵產(chǎn)生總量角度來看，本環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的粉塵總量占據(jù)的比例為20%～38%。第三，在煤炭的運(yùn)輸環(huán)節(jié)中，也會(huì)有大量粉塵產(chǎn)生。煤炭運(yùn)輸中，難以避免水分的蒸發(fā)、機(jī)械設(shè)備振動(dòng)等情形的發(fā)生，但是，這個(gè)環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的粉塵總量占據(jù)礦井粉塵總量的比例并不高，大概的比例空間在5%～10%。第四，除了上述三個(gè)環(huán)節(jié)之外，礦井生產(chǎn)中的一些其他環(huán)節(jié)中，也會(huì)有粉塵的產(chǎn)生。比如，在礦井下安置通風(fēng)的設(shè)備都會(huì)導(dǎo)致粉塵的產(chǎn)生。這個(gè)環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的粉塵總量，在礦井粉塵總量中所占據(jù)的比例大概在12%～20%。由此可見，粉塵在礦井中的產(chǎn)生路徑是多元化的，可以說貫穿了煤炭生產(chǎn)的始終。但是，其中還是有一些環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的粉塵是非常嚴(yán)重的，從而也成為粉塵防治的重點(diǎn)。

礦井粉塵的危害性非比尋常，不僅僅會(huì)對施工環(huán)境產(chǎn)生危害，對于施工人員的危害性也非常明顯，能夠?qū)κ┕と藛T的健康造成極大的危害。由于粉塵在礦井施工的各個(gè)環(huán)節(jié)以及各道供需中都能產(chǎn)生，使得礦井的生產(chǎn)現(xiàn)狀中，粉塵彌漫是常見狀態(tài)。礦井工作環(huán)境由于粉塵充斥變得惡劣，在對環(huán)境產(chǎn)生污染性的同時(shí)，損害工作人員身體健康，也會(huì)對安全生產(chǎn)造成威脅，比如能見度低導(dǎo)致的安全生產(chǎn)事故，導(dǎo)致施工人員能見度的降低，增加施工人員工作的難度，導(dǎo)致發(fā)生安全生產(chǎn)事故概率的提升。不僅如此，從粉塵的構(gòu)成要素角度來看，其中富含大量的游離二氧化硅，該物質(zhì)在很大概率上能夠誘發(fā)矽肺病。從而，對于那些長時(shí)期在井下工作的施工人員而言，不可避免會(huì)吸入大量的粉塵，使得肺部組織被飛塵污染而纖維化，進(jìn)而導(dǎo)致肺部疾病的發(fā)生。不僅如此，由于粉塵本身具有可燃性，一旦空氣中的粉塵濃度達(dá)到一定數(shù)值，遇到火花就會(huì)引發(fā)爆炸。

通過對《礦井粉塵研究與實(shí)踐》這本書的閱讀，不僅讓我們認(rèn)識(shí)了粉塵，明確了其產(chǎn)生的工序，知悉了其對人體、環(huán)境以及生產(chǎn)安全的危險(xiǎn)性。同時(shí)，也讓我們認(rèn)識(shí)到了礦井粉塵防治的難點(diǎn)，若想加強(qiáng)對礦井粉塵的防治，需要結(jié)合粉塵的產(chǎn)生路徑，防治技術(shù)上不斷提升，加強(qiáng)難潤濕煤塵的噴霧降塵效率的提升。主要包括以下幾個(gè)方面：一是對采煤工作面粉塵的防治技術(shù)進(jìn)行鉆研。對采煤過程中所產(chǎn)生粉塵的防治，可以通過設(shè)置連接器增加有壓力的水，在采煤程序中構(gòu)建一道徑向霧屏，從而實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)器滾筒粉塵產(chǎn)生的概率。 除此之外，還可以通過高壓外噴霧的措施實(shí)現(xiàn)降低分成目的。通過高壓促進(jìn)水霧粒飛行速度的提升，同時(shí)增加引射風(fēng)量與密度，從而水霧粒和塵粒碰撞的附著力以及幾率等都會(huì)相應(yīng)地增加，進(jìn)而促進(jìn)粉塵防止效果的提升。二是掘進(jìn)工作面粉塵的防治技術(shù)。主要是加強(qiáng)爆破作業(yè)時(shí)粉塵的防治技術(shù)，對裝巖過程中的粉塵進(jìn)行處理。在礦井的掘進(jìn)工作中，爆破作業(yè)產(chǎn)生的粉塵量做多。同時(shí)，這個(gè)工序中所產(chǎn)生的粉塵在顆粒直徑上會(huì)更加的細(xì)微，重量變小使得其自然下降速度比較慢，導(dǎo)致更大污染范圍的產(chǎn)生。這種細(xì)微的粉塵，最遠(yuǎn)可以對上百米范圍的空間進(jìn)行污染。對于這種粉塵污染，還是要從傳統(tǒng)的水封技術(shù)角度入手，不斷對技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。對于裝巖工序中所產(chǎn)生的粉塵，在治理方式上仍然采用的噴霧灑水。而對于那些運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的粉塵來說，可以采用設(shè)置定點(diǎn)噴霧裝置的方式進(jìn)行治理。并且，噴霧灑水的范圍可以根據(jù)粉塵的大小進(jìn)行靈活的調(diào)整，更加充分有效。

盡管關(guān)于礦井粉塵防治的研究一直在深入，但是礦井生產(chǎn)中的粉塵問題卻一直存在。為了有效防治礦井粉塵，避免環(huán)境污染、人體健康侵害以及安全事故的發(fā)生，應(yīng)該從技術(shù)水平方面切入，不斷提升粉塵防治技術(shù)水平，增強(qiáng)安全保障。