《综采工作面综合防尘技术规范》(编制说明)

煤炭行业标准
《综采工作面综合防尘技术规范》
编制说明
标准编制单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司
二〇二〇年一月
1 任务来源
煤炭行业标准《综采工作面综合防尘技术规范》是国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局在2012年下达的工作任务——《关于下达2012年煤炭行业标准制修订项目计划的通知（安监总煤装[2012]35号）》，计划项目编号是2012-MT-06，由中国煤炭工业协会提出，由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口，并由中煤科工集团重庆研究院有限公司、陕西陕煤陕北矿业有限公司和阳泉煤业（集团）有限责任公司共同承担制定工作。

2 标准制定的必要性
综采工作面（以下简称综采面）是煤矿井下粉尘污染最严重的作业区域，随着我国煤矿机械化水平和煤炭产量的不断提高，其危害更是急剧加深，进而造成绝大多数综采面的粉尘浓度远超国家相关标准的规定，部分高瓦斯矿井综采面的粉尘浓度甚至达到5000mg/m3以上，严重威胁着综采面作业人员的身心健康。

有关数据显示，我国煤矿综采面尘肺病例约占煤矿总尘肺病例的40%，且呈逐年上升的趋势。

综采面产尘工序多样、复杂，尘源主要包括采煤机滚筒割煤、液压支架移架落煤、放煤口放煤，还有转载点落煤、破碎机破碎等。

对应的粉尘防治措施也具多样性，包括煤层注水、采煤机内外喷雾、液压支架喷雾、放煤口喷雾、破碎机转载点喷雾、进回风巷风流净化等。

但由于我国幅员辽阔，煤矿综采面开采煤层理化性质、生产工艺、机械化程度、通风条件差异性较大，致使煤矿企业很难掌握各项技术措施的关键，粉尘治理效果并不理想。

随着我国经济实力的增强和以人为本科学发展观的深入认知，个人的自我保护意识也在不断增强，党和国家已十分重视职业危害工作，先后制定和颁布了《中华人民共和国矿山安全法》和《中华人民共和国职业病防治法》等一系列的法律法规，并成立了相关的机构来进行监督。

但目前我国还没有一部针对煤矿井下综采面粉尘防治的行业技术规范，国外也未查阅到对应的技术标准。

通过编制《综采工作面综合防尘技术规范》，对煤矿综采工作面粉尘综合防治技术的总体要求、粉尘治理、粉尘检测、个体防护及预防和隔绝煤尘爆炸等技术方法进行了规定，对综采面各项粉尘治理措施的降尘效率、技术途径、关键工艺参数等作了具体的要求，对于提高我国综采面粉尘防治的整体效果、保护工
作人员身体健康等都有具有极其重要的促进作用。

3 主要工作过程
2012年4月，由中煤科工集团重庆研究院牵头召开了标准编写工作会议，成立了标准编制课题组。

根据标准编制要求，课题组确定了标准制定原则，明确了各种分工，制订了工作计划。

2012年5月至12月，课题组按照工作计划，开展了国内外资料的检索，进行了大量的相关资料收集，查阅了国内外煤炭行业、劳动保护行业，职业卫生管理以及粉尘个体呼吸防护方面的标准及技术概况，并进行了大量的试验验证。

并在此期间先后到山西，四川、辽宁，重庆，内蒙古等省、自治区、直辖市的煤矿进行现场调研，对一些技术关键或有争议之处进行了讨论和分析，于2012年12月完成了标准的《工作组讨论稿》。

2013年1月至9月，课题组对《工作组讨论稿》进行内部讨论、修改完善，同时邀请国内煤炭行业管理、职业危害防治、相关行业专家就《工作组讨论稿》进行讨论，并根据专家意见进行修改，形成标准《征求意见稿》。

2013年10月，将《征求意见稿》向国家煤矿安全监察局规划科技司、安全监察司、事故调查司、安全基础管理指导司、科技装备司、重庆煤监局、内蒙古煤监局、新疆煤监局、煤科院沈阳研究院、兖州煤业股份有限公司、西山煤电集团、重庆大学、晋城煤业集团、阳泉煤业集团有限公司、国家煤矿安全技术工程中心等21家单位发送了《征求意见稿》，广泛征求意见。

截止2014年2月，收到回函的单位数12个，回函并有建议或意见的单位数8个，没有回函的单位数9个。

2014年6月底，根据收集的回复意见，经起草小组讨论、修改和完善，形成标准《送审稿》。

2014年3月至2018年3月，在上述工作的基础上，持续跟踪调研国内综采工作面防尘现状、防尘技术、防尘装备及其工程应用效果。

根据近年来国内外最新的研究成果、技术及装备的成熟度及工程经验等，组织专家讨论，补充征求意见，并对《送审稿》进行了进一步改进和完善。

2018年4月，起草人按《强制性标准整合精简结论》对引用标准进行了对照和修改，将主要条款内容与新颁布的《煤矿安全规程》进行了对比，确保内容协调一致。

2019年5月18日，煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会粉尘防治及设备分会在重庆组织召开了《综采工作面综合防尘技术规范》标准审查会议，来自全国科研院所、高校、煤矿企业及标准管理单位的16名代表及委员参加了会议，会议对标准送审稿进行了修改和完善。

修订小组根据会议的要求，对标准的送审稿进行了修改和完善，形成了标准的报批稿。

2020年1月3日，中国煤炭工业协会在北京组织专家召开《煤炭行业报批标准审查会》，对标准报批稿进行了审查，标准起草小组根据会议的要求，对标准的报批稿进行了修改和完善。

本标准主要起草人：张设计、迟宝锁、马威、张吉林、胥奎、王建文、袁地镜、牛虎明、陈芳、谢俊生、杨俊磊、庄学安、杨桐、冉川、黎志、吴国友、刘海辰
4 指导原则及主要技术依据
《综采工作面综合防尘技术规范》的编写严格遵循了基础性、全面性及先进性的基本原则，保证标准的先进性、实用性和时效性。

并根据GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构与编写》的要求编写的。

主要参考引用文件如下：
GBZ 159工作场所空气中有害物质监测的采样规范
GBZ/T192.1工作场所空气中粉尘测定第1部分总粉尘浓度
GBZ/T192.2工作场所空气中粉尘测定第2部分呼吸性粉尘浓度
GBZ/T192.4工作场所空气中粉尘测定第4部分游离二氧化硅含量
GB2626呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器
GB/T20966 煤矿粉尘粒度分布测定方法
AQ 1020 煤矿井下粉尘综合防治技术规范
AQ 1021 煤矿采掘工作面高压喷雾降尘技术规范
AQ 1051 煤矿职业安全卫生个体防护用品配备标准
MT /T159 矿用除尘器通用技术条件
MT/T161 滤尘送风式防尘口罩通用技术条件
MT/T 240 煤矿降尘用喷嘴通用技术条件
MT /T501长钻孔煤层注水方法
MT/T1023 煤层注水可注性鉴定方法
5 主要内容及相关条款说明
5.1范围
根据GB/T1.1的要求，范围明确表明了标准的对象和所涉及的方面，指明了标准的适用范围。

本标准规定了煤矿综采工作面（以下简称综采面）粉尘综合防治技术的总体要求、粉尘治理、粉尘检测、个体防护及预防和隔绝煤尘爆炸等技术方法。

本标准适用于煤矿井下综采面粉尘的综合防治。

5.2规范性引用文件
按照GB/T1.1的要求，采用了固定的文字格式，“下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

”
列举了本准标在编制过程中所引用到的现行有效的标准，其中GB标准6项、AQ标准3项、MT标准5项。

5.3 术语和定义
3.1条：定义术语“湿润半径”，即采取煤层注水后，以注水钻孔为中心周围煤体的水分增加1%的界限，它是煤层注水措施中确定钻孔间距最主要的一个技术参数。

可将煤体视为均匀的多孔介质，若针对某一钻孔进行注水，在垂直于钻孔方向，煤体的湿润范围可近似认为是一个以钻孔为中心的圆形，且随着与钻孔之间距离的增加，煤体水分增量连续降低。

国内研究资料表明，对任何煤层或任一特定开采煤层而言，煤的水分含量与煤的产尘能力总体上呈负相关关系，即随煤的水分含量增高，煤的产尘能力降低，或者说，煤的湿润效果愈好，其产尘能力愈小；反之，煤的湿润效果愈差，其产尘能力愈大。

此外，当煤的水分含量达到其饱和含水率时，产尘能力最低。

大量实验表明，当煤体水分增量达到1%时，就可以有较好的防尘效果。

根据有关资料，吨煤注水量10～12L，降尘效率为30～50％，吨煤注水量30～
40L，降尘效率为70～80％。

理论和实验研究表明，要使煤层注水防尘措施达到一定的防尘效果，则煤在自然水分条件下的最高产尘能力与饱和水分条件下的最低产尘能力之差这一部分的降低率应不小于70%，而对应的煤水分增量平均为0.98%。

因此，为确保注水后煤体水分增量和注水降尘的效果，将以注水钻孔为中心周围煤体的水分增加1%的界限定义为湿润半径。

3.2条：定义术语“长钻孔煤层注水”，即在长壁采煤工作面进回风巷或者只在进风巷或回风巷沿煤层打钻孔，且通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中，使煤体得到湿润。

该术语是从MT /T501长钻孔煤层注水方法中直接引用，具体是指从综采面运输巷道或回风巷道向煤层中打孔，或双向打孔，且在原始应力区煤体中采取静压、动压或动、静压结合的注水方式。

它是目前国内外综采工作面最常用的一种煤层注水方式。

3.3条：定义术语“短钻孔煤层注水”，即在长壁采煤工作面垂直于煤壁沿煤层打钻孔，且通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中，使煤体得到湿润。

该术语的定义是参考MT /T501长钻孔煤层注水方法中“长钻孔煤层注水”，结合段钻孔注水的工艺，具体是指垂直综采面煤壁或与节理面斜交打钻孔，在煤体中采取静压或动压注水的方式。

它也是目前国内外较为常用的一种煤层注水方式，但受生产的影响，注水时间一般较短。

5.4总体要求
4.1条：煤矿井下通风方式、采煤工艺和生产运输设备对产尘强度的影响较大，其中生产工艺是最为重要的影响因素，生产工艺的选择是决定井下粉尘浓度能否达到国家相关标准规定要求的关键。

从生产工艺上着手防尘是国外煤矿防尘的重要理念，美国甚至有矿井综采面采用单向割煤工艺，进而避免了作业人员进入采煤机下风侧。

4.2条：规定了综采面除应采取煤层注水措施外，还应针对不同尘源点采取相应的治理措施，而规定粉尘监测的主要目的是为了便于对治理的效果进行持续的考察，为措施的改进完善、煤矿企业及监管单位的管理提供依据。

4.4条：除规定了防尘设备自身的安全性，还进一步强调防尘设备完好的重要性。

煤矿生产作业的特殊性使得生产队组重生产、轻防尘的现象较为突出，
为避免巨额投入的浪费，要求防尘设备必须经常性地检修维护，才能保证持续的降尘效果。

5.5 粉尘治理
为保证综采面的综合防尘效果，促进煤矿企业主动采取措施治理各尘源点的粉尘，通过对国内外相关文献的查阅，结合国内的工程实践，规定了综采面采取煤层注水措施及综采面主要产尘装备采取防尘措施后的最低降尘效率要求。

对于判定为可注性的煤层，通过采取合理煤层注水工艺措施，应能使综采面采煤机司机处总粉尘和呼吸尘分别降低50%以上；对于采煤机这一主要尘源，目前通过采取内喷雾及采煤机二次负压降尘、采煤机高压喷雾降尘、采煤机尘源跟踪喷雾降尘、采煤机含尘气流控制及净化等技术措施后，可使采煤机尘源的粉尘大幅降低，排除支架产尘的影响，完全可以使采煤机司机处总粉尘和呼吸尘分别降低90%和75%以上；对于液压支架降架、移架和放煤过程的产尘问题，可通过采取喷雾降尘措施、控制粉尘扩散、负压除尘等措施，排除采煤机产尘的影响，可使支架工操作处的总粉尘和呼吸尘分别降低75%和60%以上；对于破碎机和运输转载时产生的粉尘，采用目前成熟的密闭措施、除尘器抽尘净化措施及喷雾降尘措施，如“微雾”、“干雾”、“压气喷雾”、“超声雾化”等技术措施，完全可以将破碎机和运输转载时产生的总粉尘和呼吸尘降低95%和85%以上。

此外，对其他产尘源也规定了应采取的防尘措施。

5.1.1条：现阶段煤层注水和喷雾仍然是综采面最主要的防尘措施，完好的防尘供水系统、充足的防尘供水量、一定的供水压力是保证防尘系统正常使用和保障粉尘治理效果的根本。

虽然矿井在建设阶段都安设了能够满足要求的供水管路及设施，但也有部分矿井，特别是地处干旱地区的矿井，由于水源供给不稳定，无法满足正常防尘用水需求。

目前综采面需用水降尘的措施主要有煤层注水、采煤机喷雾、支架喷雾、破碎机喷雾、转载喷雾、进风巷和回风巷风流净化等。

根据工程经验，我国多数综采面进行煤层注水的用水量约为40L/min，使用采煤机外喷雾的用水量约为70L/min（左右两个滚筒各布置5个喷嘴，单个喷嘴流量7L/min），使用支架喷雾的用水量约为56L/min（每个支架布置2个喷嘴，上下侧各同时开启2架，共8个喷嘴，单个喷嘴流量7L/min），使用破碎机喷雾的用水量约为10L/min，使用转载
点喷雾的用水量约为10L/min，使用进、回风巷风流净化的用水量均约为30L/min，共计276L/min，取富裕系数为1.1，得综采面防尘用水量最少约为300L/min。

供水压力一般要求为矿井供水管网中均能达到的水压，即0.7MPa，以保证水流的正常流动，后续再经高压泵站的加压，将供水压力提高至综采面各喷雾所需的压力。

5.1.2条：防尘用水的水质是决定综采面防尘系统能否正常使用的关键影响因素，根据GB50383-2016《煤矿井下消防、洒水设计规范》和《煤矿安全规程（2016版）》编写。

5.1.3条至5.1.4条：分别对水质过滤、pH调节装置的主要技术参数进行了规定。

现场使用过程中，两种装置均应安装在喷雾泵站的前端，为保证生产时喷雾泵的正常供水，根据喷雾泵的额定流量，取一个富裕系数1.2来确定两种装置的处理流量。

要求过滤装置的过滤精度应不大于100μm，是为了确保水质能够达到5.1.2中“粒径不大于0.3 mm”的要求，且通过调研现有技术措施也能使过滤装置的精度不大于100μm。

另外，随着技术的不断发展，两种装置的控制均建议采用自动。

5.1.5条：根据粉尘湿润性的分类定义，规定当接触角θ＜90°时可认为是相对较为亲水性的粉尘，可以不添加湿润剂；当接触角θ≥90°时可认为是绝对疏水性的粉尘，很难直接被清水湿润。

也有文献资料定义当接触角θ≤60°为亲水性粉尘，当接触角60°＜θ＜85°时为湿润性较差的粉尘，当θ＞90°时为疏水性粉尘。

综合考虑经济技术的合理性，选取是否选择添加湿润剂的界限值为85°。

国内研究表明，现有技术条件下，普通配方的湿润剂可使水的表面张力降至45 mN/m以下。

根据国内外研究成果和工程实践，在喷雾中添加湿润剂，可使喷雾降尘的效率提高30%~50%。

5.2.2条：对于可注水煤层，列出了煤矿目前常用的两种煤层注水方式，即
长钻孔煤层注水、短钻孔煤层注水。

其中：
（1）长钻孔注水：指从综采面运输巷道或回风巷道向煤层中打孔，或双向打孔，且在原始应力区煤体中采取静压、动压或动、静压结合的注水方式。

（2）短钻孔注水：指垂直综采面煤壁或与节理面斜交打钻孔，在煤体中采取静压或动压注水的方式。

煤层赋存稳定、没有或只有简单的走向断层、煤层倾角稳定及煤的孔隙率
不小于4%的中厚煤层及厚煤层应优先采用长钻孔注水方式；围岩具有严重吸水膨胀性质，或地质条件复杂，或煤的孔隙率小于4%，或为薄煤层，或煤层赋存稳定的中厚煤层在生产条件允许时，可采用短钻孔注水方式。

5.2.3条：若开采的煤层鉴定为可注水煤层，煤矿在开展煤层注水工作前，除应掌握孔隙率、水分含量、坚固性系数、吸水率等参数外，还应通过现场试验确定煤层注水的压力和湿润半径。

试验过程中，应选择合适位置施工若干组试验钻孔和效果考察孔，考察在不同注水压力、注水时间条件下钻孔周边煤体的水分增量。

5.2.6条：国内已实现了对煤层注水的注水流量、注水压力及注水总量的监测，并已在煤矿综采面煤层注水中进行应用。

实践表明：注水过程中对注水参数的监测可以及时掌握注水量、注水时间等信息，还能够及时发现跑水等意外现象，减少浪费，提高注水工作效率。

根据湿润半径确定钻孔间距并开展煤层注水，可使煤体水分增量至少达到1%，根据现场实测和推导计算，平均水分增量为1.5%以上。

5.3.2条：采煤机内喷雾是指喷嘴设置于采煤机截割机构内部的喷雾系统；采煤机外喷雾是指喷嘴设置于采煤机截割机构外部或液压支架等设备上针对采煤机截割机构进行喷雾降尘的喷雾系统的总称。

如采煤机二次负压降尘系统、采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统及其组合等。

喷雾系统应与采煤机联动，能够保证在采煤机开启或关闭时及时地开启或关闭喷雾系统，避免人员动手操作的时间延缓。

采煤机割煤时滚筒及其周边片帮垮落是主要的尘源点，研究表明喷雾覆盖这两处尘源能够极大地减少割煤过程中粉尘的产生。

标准只规定喷雾能覆盖滚筒及片帮垮落尘源，煤矿可根据自身综采面的特点，灵活地选取喷雾形式、喷雾装置的安装布置方式以及喷雾控制系统。

采煤机内外喷雾压力与煤矿作业场所职业病危害防治规定（总局73号令）以及煤矿安全规程（2016版）相对应。

其他高效降尘措施主要包括泡沫除尘、采煤机机载除尘器等，现场调研表明泡沫除尘和采煤机机载除尘器等技术和装备目前尚不成熟，工艺配套较为困难，尚未得到推广应用，但后续随着科学技术的不断发展，上述技术也许能够解决工艺配套难题，或者出现其他更为高效的采煤机除尘技术。

5.3.4条：采煤机逆风割煤时，上风侧滚筒割煤及片帮垮落产生的大量粉尘受到摇臂的阻挡后扩散至人行道，是采煤机司机位置及采煤机下风流区域粉尘最主要的来源。

国内外研究资料及工程实践表明，在采煤机上风侧处安设挡尘帘及控尘装置是解决该问题最为有效的一种手段，该项技术在外国已经得到了推广应用。

国内通过在采煤机上风侧安装带有控尘帘的顺风喷雾引射控尘装置，可使司机处的降尘效率达到90%以上，该项技术和装备经过多年的改进和完善后也已成熟，并在阳煤集团、山西中煤华晋等单位进行了推广应用。

5.3.6条：现阶段我国绝大多数综采面采煤机的喷雾和冷却水是共用一趟供水管路，然后在采煤机内部通过分水器和调压阀实现分别供水。

但目前采煤机内喷雾基本都不能正常使用，根据标准要求此时外喷雾压力不得低于8MPa。

若供水系统压力长时间保持高压，当供水压力波动或调压阀出现故障时，势必会造成采煤机冷却系统的损坏，进而影响矿井的正常生产作业。

因此，在实际使用过程中，煤矿企业为了避免喷嘴堵塞或调压阀故障造成系统供水压力波动影响冷却供水系统的稳定性，在泵站出口便调低出水压力，使得外喷雾供水压力未达到8MPa，最终使得喷雾无法有效覆盖尘源，影响采煤机的降尘效率。

5.5.2条：破碎机喷雾可优先采用压气喷雾，考虑到破碎机是一个密闭的空间，使用粒径更小的压气喷雾能更有效地沉降粉尘，且压气喷雾耗水量较小，在综采面破碎机处取气也较为方便。

对于产尘量较大的破碎机，为避免污染进风巷新鲜风流，可采用除尘器进行抽尘净化，除尘器的处理风量应与破碎机的性能参数相匹配。

5.6.2条：现场调研表明，在综采面运输转载安设自动控制的喷雾技术及装备已经非常成熟，能够通过感应皮带上是否有煤来自动控制喷雾的开启和关闭。

胶带上的煤体经过喷雾变潮，但经过长距离运输后水分会不断蒸发，需对其再次进行喷雾，通过计算，间隔距离定为1000m，能够适应多数煤矿。

5.6 粉尘检测
6.3条：为便于对综采面采取煤层注水措施及综采面主要产尘装备采取防尘措施后的降尘效率进行检测，表1规定了采取煤层注水措施及综采面主要产尘装备采取防尘措施前、后测尘点的位置。

（1）当综采面进行采煤机割煤、移架、放顶煤、钻孔、运输转载等作业时，从保护作业人员的角度考虑，选取工人作业地点进行测尘较为合理。

（2）当综采面进行多工序同时作业时，选取回风巷能反映出整个工作面的粉尘浓度情况，研究表明，风流在工作面回风端头发生转向，然后在距工作面10m 以后的范围内基本恢复平稳，粉尘浓度分布也较为均匀。

（3）采取煤层注水措施和采煤机防尘措施时选取采煤机司机位置进行测尘和效果考察，主要是考虑到采煤机司机位置是整个综采面受粉尘危害最严重的作业区域，该区域的粉尘浓度能够代表整个综采面粉尘最高的浓度情况。

（4）采取液压支架防尘措施时选取操作工作业地点进行测尘和效果考察，主要是考虑到支架操作工是受液压支架尘源影响最大的作业人员。

（5）采取破碎机、运输转载降尘措施时选取下风侧3m~5m处进行测尘和效果考察，主要是考虑到在巷道中受风流影响，距离尘源3m以后的范围内粉尘能够扩散的较为均匀。

6.5条：综采面破碎机、一运转载点一般处在进风巷端头，在此安设粉尘传感器能监测进入工作面的粉尘浓度；综采面运输皮带转载点一般处在采区运输大巷，在此安设传感器能监测运输大巷中的粉尘浓度；回风巷距工作面10m~15m范围内安设粉尘传感器可用来监测综采面回风流中的粉尘浓度，进而掌握综采面多工序同时作业时的产尘情况。

粉尘传感器的安设高度要求距底板1.5～2.0m，主要是考虑此高度范围为人员呼吸带的高度，要求传感器距巷帮不小于0.5m，主要是为了距离煤壁太近粉尘扩散不够均匀，不能准确反映巷道内的粉尘浓度情况。

6 标准报批稿审定会专家意见处理情况说明
表1 标准报批稿审定会专家意见及处理情况。