關于幾種煤礦安全生產防塵降塵技術的探討

趙毅龍

（山西新景礦煤業有限責任公司，山西 陽泉 045000）

0 引言

煤礦生產作業非常復雜且危險性極高，存在很多不利于安全生產的因素，尤其是煤礦開采作業多是在地下深井中，井內空間狹窄且空氣流動性差，加上施工作業常常會產生大量的粉塵，如果不能及時排出，工作人員長期大量吸入就很容易導致肺部疾病。而且大量粉塵的碰撞摩擦還可能會引發爆炸，造成生產事故。不管是對工作人員的健康，還是企業發展都會造成嚴重的威脅。因此在煤礦日常生產中加強對防塵降塵技術的應用，加大粉塵治理力度有著極其重要的現實意義。

1 煤礦生產粉塵的概述

1.1 煤礦粉塵的危害

在煤礦生產過程中經常需要對地下巖石等實施切割，同時就會形成大量的粉塵，其實就是細小的煤顆粒與巖石顆粒。粉塵在空氣中懸浮就會與空氣以及一些有害物質混合，如果處理不及時就會被吸入體內，對人體呼吸系統形成威脅。尤其是一些有害物質進入肺部會形成肺部疾病，造成不同程度的呼吸感染問題，嚴重還會面臨中毒引發癌癥。根據近年來爆發的煤礦生產事故也能發現，爆炸事件也時常發生，這主要是由于粉塵聚集時非常會因為摩擦形成火花，進而引發爆炸，造成巨大的傷亡，引發嚴重的生產事故[1]。

1.2 煤礦粉塵的產生原因

目前我國煤礦生產過程中產生粉塵最多的就是綜采與掘進工作面。在綜采工作面，經常會伴隨著不同程度的爆破、切割、粉碎等環節，所以就難以避免形成大量粉塵。尤其是爆破工作在炸藥設施較大力度的工作振動下，非常容易產生更大量的粉塵，且相對粉塵更加集中。在掘進工作面，經常會用到機器切割，較大程度的機械化作業形成大量粉塵，此外一些鉆探或采掘工作也會造成不同程度的粉塵污染。

2 煤礦防塵降塵技術應用分析

2.1 煤層注水

煤層注水是一種物理防塵技術，經常被用于綜采工作面的防塵降塵。煤層注水技術的關鍵在于通過提高煤層中的含水量，進而從物理層面改變煤的特性，在開采過程中有效降低粉塵的形成。通過對煤層中注水的方式，能夠讓煤層在開采時候的粉塵減少60%～70%，起到很好的降塵效果。在進行煤層開采之前，會先用水管對煤層實施噴水操作，提高煤層的濕潤度。注入煤層的水分會填滿煤層中的空隙，將細小顆粒包裹住，從而在煤層采掘的時降低粉塵形成，達到良好的降塵效果。目前我國最長應用的就是長鉆孔注水技術[2]。在進行開采工作以前，需要先借助機械設施在煤層中打孔，但是打孔要關注煤層的紋理結構，孔的長度也要根據煤層的實際厚度決定。一般為了維持煤層的結構穩定，孔的長度控制在30～100 m 之間。長孔打好之后，借助水管向孔洞中注水。同時為了提高注水降塵的效果，還可以在水中加入一些活性劑，有效避免大量粉塵的形成。但是這種技術對鉆孔技術要求較高，依舊需要更深入的研究與優化。煤層注水示意圖，如圖1 所示。

圖1 煤層注水示意圖

2.2 通風除塵

除了提高煤炭濕度降低粉塵形成，還可以借助風進行有效的除塵。通常當空氣流動越快時，粉塵也會擴散的越快，所以可以借助高效的空氣流動，將粉塵排出。通風除塵技術的關鍵在于借助風對礦井中粉塵稀釋后，在強風作用下迅速排出井外。合理風量與風速能夠將礦井中懸浮的粉塵快速排出，風速較快的時，回采工作面基本不會有粉塵堆積，風速下降就會增加粉塵堆積量；但是過大的風速又非常容易將已經落地的粉塵再次吹起，所以在通風除塵技術中控制風量與風速非常重要，一般我們將風速控制到1.5～4 m/s 的范圍內為最適宜，風流方向為E 或W 型時最好。同時結合合理的通風裝置，例如風簾、隔塵簾的應用，能夠有效減少風量泄露，起到更好的風量供給效果。

2.3 凈化風流

凈化風流可以實現對粉塵的快速捕捉，工作重點是在礦井中臨近粉塵產生處，安裝一個水幕噴霧裝置。這樣當粉塵形成之后，就能夠迅速通過凈化水流的方式有效達到除塵的效果，進而有效縮短粉塵傳播區域。當前在煤礦安全生產中的回采工作面應用較多，一般需要在粉塵產生源頭50 m 的范圍內進行噴霧裝置安裝。常用的水幕裝置有細水式、微孔式、噴嘴式等，且一般除塵率在70%～95%之間。

2.4 炮采防塵

炮采防塵技術是目前我國煤礦開采生產中應用較為廣泛的一種防塵降塵技術，特別是對于粉塵爆炸可能性較高的煤礦來說，采用該種防塵技術通常能夠形成較好的效果，相較于其他技術也有更大的優點。當要實施煤層爆破的時候，要事先留出幾個炮眼，在炮眼區域放上存水裝置，再對其進行爆破，爆破的時候由于會瞬間形成高溫，裝置中水分揮發形成大量水蒸氣，就會與粉塵凝結達到除塵的效果[3]。但是在進行具體操作的時候要嚴格按照爆破流程，不合理容器放置或者炮眼的選擇，都可能會影響煤礦生產的安全。

2.5 噴霧除塵

在煤礦開采的時，經常會由于地質結構的不同，對周邊的巖層形成不同程度的損壞，從而引發大量的粉塵。并且在運輸的時候，也很容易產生大量的粉塵，針對這種情況就需要一定的技術方式，而噴霧除塵就是非常有效的一種技術手段，噴霧除塵技術更多的應用在回采等容易產生粉塵的區域。借助噴霧裝置的安裝，讓水呈噴霧形態射出，與環境中粉塵結合達到降低粉塵濃度的效果，目前在爆破作業或裝巖作業當中應用較多。通過噴霧裝置及時噴水操作，達到良好的防塵降塵效果。

以KPWZ-300 礦用細水噴霧為例，該裝置是通過微米級水霧噴出的方式實現降塵的目的，特備適合于煤塵或具有瓦斯爆炸危險的煤礦井中使用。該裝置過濾精度能達到300 目，水壓適應范圍在0.5～7.0 MPa，采用不銹鋼材質，噴頭規格為3#～6#，出水量為100～500 mL/min。主機示意圖，如圖2 所示。

圖2 主機示意圖

2.6 自防護

自防護技術就是通過佩戴防塵用具，例如防塵面罩、口罩、呼吸器等，形成工作人員與周圍空氣的直接接觸隔離，盡可能減少工作人員與工作過程中粉塵的直接接觸，形成工作人員健康基本保障。且該技術通常是各種防塵降塵技術的最后一道防線，因為各種技術的應用都難以保證將全部的粉塵除盡，因此做好的個人防護是最直接也最有效的防護技術。

3 新形勢下煤礦安全生產中防塵降塵技術發展趨勢

隨著煤礦中機械化、信息化與智能化技術的不斷應用與發展，對于防塵降塵技術也應當提高研發深度。一是要逐步優化對一些切割裝置的參數設計，通過降低切割過程粉塵產生率，降低粉塵污染；二是對噴霧除塵或凈化風流除塵技術要求不斷進行優化與技術創新，著重對噴霧裝置的噴嘴、壓力以及系統等進行不斷的改進，真正達到更高效除塵降塵的目的；三是要加大對采掘工作面中綜合性除塵降塵技術設備的研發，包括新型除塵裝置、移動除塵設備以及凈化系統等設備的研發；最后就是要積極學習與引進國外良好的除塵降塵技術經驗，尤其是對于一些化學類吸塵劑等先進技術的學習與借鑒，對于一些泡沫除塵技術、超聲除塵技術等要加大研究力度。通過更加高效防塵降塵技術的運用，降低對水資源的運用，保證安全生產的前提下，盡可能實現綠色環保的生產。

4 結語

煤礦安全生產中防塵降塵工作是一項長久且復雜的工作，為了提高煤礦安全生產中防塵降塵的效果，加大防塵降塵技術的運用，提高安全生產工作效率十分必要。只有通過更高質量防塵除塵技術的合理運用，才能夠為進一步為煤礦安全生產工作打下基礎。因此在煤礦安全生產工作要求下，應當努力做好防塵降塵技術的應用規劃，提高煤礦生產效益的同時，保證安全、綠色的生產。