浅谈煤矿井下粉尘综合治理

声控制设计标准》；厂区临界点噪声降至白天≤５５ｄＢ（Ａ）、夜间≤４５ｄＢ（Ａ），达到ＧＢ３０９６－９３《城市区域环境噪声标准》、ＧＢ１２３４８－９０《工业企业厂界噪声标准》的一类标准。通过对压风机房的噪声治理，改善了职工的工作条件，保障了职工的身心健康，消除了扰民的噪声污染，治理效果良好，环境效益显著。（收稿日期：２００８－４－１６）

浅谈煤矿井下粉尘综合治理铜川矿务局通风处吴安强

１粉尘的特性及危害

煤矿井下粉尘是指在煤矿生产中产生的微细煤尘和岩尘的总称。煤矿井下粉尘具有如下特性：粉尘表面吸附一层空气薄膜，阻碍粉尘间或水滴与粉尘间的凝聚沉降。粉尘的分散度增大，吸附在其表面的氧分子增多，加快了粉尘氧化分解过程。细微岩尘由于表面积增大，岩尘中的游离二氧化硅很容易溶解于人体肺细胞中。采掘工作面产生的新鲜粉尘较回风道中的粉尘易带电。由于粉尘具有这些特性决定了以下危害：易引起尘肺；易引起燃烧和爆炸；高浓度粉尘能加速机械磨损，缩短精密仪器的使用寿命。

２井下粉尘污染的治理

由于煤矿井下采煤空间狭小，工作地点多变，通风空间小，井下采煤、掘进、转载、运输过程中，产生大量粉尘，严重污染井下环境，给井下环境治理造成了较大困难。近年来，煤矿防尘技术发展较快，就我局而言，形成了巷道风流净化，转载点喷雾降尘，炮掘工作面声控自动化喷雾，机掘工作面综掘机内外喷雾、二次负压除尘装置降尘，综采工作面内外喷雾，移架、放煤自动化喷雾，二次负压除尘装置除尘，并逐步推广应用智能化防尘系统，根据煤的干湿程度和空气中煤尘大小降尘，既达到了较好的防尘效果，又保证了煤质，节约水源。

多年来，各级厂矿企业、科研和职业病防治机构，在防尘工作中结合国情，已经做了不少工作，并总结了非常实用的“革、水、密、风、护、管、教、查”防尘八字经验，取得了巨大的成就。革，即技术革新。改革工艺过程，革新生产设备，使生产过程中不产生或少产生粉尘，以低毒粉尘代替高毒粉尘，是防止粉尘危害的根本措施。水，即湿式作业。密，即密闭尘源。风，即通风除尘。护，即个体防护。管，即加强管理。查，即加强对接尘工人的健康检查、对工作场所粉尘浓度进行监测和各级监管部门、安全监察机构对尘肺病防治工作进行监督检查。教，即宣传教育。对企业的安全生产管理人员、接尘工人应进行职业病防治法律法规的培训和宣传教育，了解生产性粉尘及尘肺病防治的基本知识，使工人认识到尘肺病是百分之百可防的，只要做好防尘、降尘工作，尘肺病是可以消除的。八字经验也是今后防尘工作的指导方针。

为了搞好采煤工作面的粉尘防治，有效降低其粉尘浓度，必须针对井下不同尘源采取相应的治理措施，以达到对粉尘进行综合治理的目的。

２．１采煤工作面粉尘的治理

采煤工作面是煤矿产尘量最大的作业场所，为了搞好采煤工作面粉尘的防治，有效降低其粉尘浓度，必须针对采煤工作面的不同尘源采取相应的防治措施，以达到对粉尘治理的目的。

（１）采煤机径向雾屏降尘。在采煤机摇臂上靠近滚筒部分，加一直的和弧形的金属管连接器，在其上焊６～９个喷座并安装喷嘴。每个喷嘴的流量５Ｌ／ｍｉｎ，向喷嘴供应５ＭＰａ以上的压力水，这样在滚筒靠人行道侧形成一道径向雾屏，对控制和降低滚筒产生的粉尘有较好的效果。

（２）采煤机高压外喷雾降尘。其主要原理是利用高压减小雾粒的浓度，提高雾粒密度、飞行速度、引射风量、涡流强度及带电量，增加了雾粒与尘粒的碰撞机率。高压外喷雾可使总粉尘降尘率达到９０％以上。支架上安装移架放煤自动喷雾系统，实现移架和放煤时自动喷雾。

图１移架、放煤自动喷雾装置图

（３）在采煤机上安装二次负压除尘装置，吸风口朝向煤机滚筒，将煤尘吸进除尘装置，净化后的风流从排风口排出，尘渣排到溜子上运走。

（４）破碎机转载点粉尘的治理。破碎机防尘有两种措施，即封闭破碎机，避免粉尘外扬（出口用软胶带）；在密闭的基础上安装小除尘器，进行抽尘净化。

（５）转载点一般采用喷雾降尘的方法，喷雾设施安设在转载机头固定架子上，架子上下可以上下随意调高，水平方向上

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可以随意旋转，以达到最佳扑尘效果。用触控除尘装置实现与设备同步的自动喷雾降尘（智能式的可根据煤的干湿程度进行喷雾降尘），也可应用与破碎机相同的声波雾化和荷电喷雾降尘。

（６）溜煤眼粉尘的治理。采取溜煤眼口密闭、喷雾洒水和通风排尘等防尘措施。

２．２掘进工作面粉尘的治理

（１）凿岩时粉尘的治理。机械凿岩是矿山井下生产过程中的主要产尘源之一，机械凿岩时所产生的矿尘浓度除和矿岩的物理化学性质有关外，主要取决于生产强度等。除矿山井下普遍使用的湿式凿岩降尘及干式孔口捕尘和孔底捕尘外还有泡沫除尘。泡沫除尘技术是一种高效、简便、经济、易操作的新技术。其原理是：在水中加入一定比例的泡沫除尘剂，通过一套机械装置，使水的表面张力小于３．５×１０－５Ｎ／ｃｍ２的泡沫溶液。由于将水发泡，不仅节省了大量用水，而且造成了多界面润湿条件，使矿尘增湿并成泥浆，提高了对呼吸性粉尘的捕获率，使其达到９０％以上。岩巷综掘机可采用二次负压除尘装置降尘。

（２）爆破作业时粉尘的治理。爆破作业是产尘最集中的生产工序，且其产生的浮游尘粒比干式凿岩时还要细微。因此矿尘的自然沉降速度慢，不利于缩短作业循环时间，其污染影响范围可达几十米甚至上百米。爆破作业的产尘量主要与炸药数量、爆破方法和矿尘物理性质及湿润程度有关。矿山井下广泛采用水封爆破降尘，水封爆破的降尘率可达６０％，且对除去呼吸性粉尘有较好的效果。另外，水封爆破还有降低炮烟（约７０％）、减少有毒有害气体（约３７％～４６％）、降温（约０．５～１．０℃）等作用。此外，还有声控喷雾降尘、水幕降尘等措施。利用声控降尘装置喷雾岩石时间应以１５分钟为宜。

（３）装岩时粉尘的治理。除常用的喷雾洒水降尘外还有以下两种：①运输机水电连锁降尘，在运输系统所有装载点、转载点，可根据矿尘大小安设定点喷雾装置，进行经常或不定时喷雾洒水。当运输距离较长时，最好采用水电连锁装置，即输送机启动运转时，控制喷雾阀门的电磁阀自动打开，实现喷雾洒水。②矿车运输自动洒水降尘。采用喷雾洒水的办法浇洒矿车，考虑到矿车运输不连续的特点，矿山多采用机械传动自动控制方式，实现矿车通过时喷雾器工作，矿车通过后喷雾停止。

（４）收尘措施。控制机掘工作面含尘气流向巷道外扩散是一种利用气流的附壁效应，将原压入式风筒供给机掘工作面的轴向风流改变为沿巷道壁运动的旋转风流，并使用风流不断向机掘工作面推进。在掘进司机工作区域的前方建立起阻挡粉尘向外扩散的空气屏幕，封锁住掘进机工作时产生的粉尘；除尘器将工作面的含尘风流吸入吸尘罩，由除尘器净化，从而提高机掘工作面的收尘效率。

２．３风流净化措施

当入风井巷和采掘工作面的风源含尘量超过０．５ｍｇ／ｍ３时，应采取风流净化措施。矿井风流净化分为主进风源净化和局部地点的风流净化两种。对于主进风源，首先要防止地表粉尘进入地下，保护入风质量。当入风流含尘量超标时，可采用水幕净化或静电除尘等措施。对于井下局部尘源的净化，要求采用的除尘装置具有体积小、效率高、阻力小，能有效地除去细微尘粒及工作可靠等特点。２．４其他防尘新技术

从２０世纪８０年代以来，我国又有多种物理化学降尘技术进行试验与推广应用，主要有防尘用水中添加降尘剂降尘、泡沫除尘及磁化水降尘等。

２．４．１防尘用水中添加降尘剂降尘

防尘用水中添加降尘剂降尘是在喷雾洒水防尘技术上发展起来的一种降尘技术。降尘剂主要由表面活性物质组成。添加降尘剂后，可大大增加防尘水溶液对粉尘的浸润性，从而提高降尘率。

目前，我国具有专利权的矿用降尘剂已达２０余种，部分推广应用的有除尘剂ＨＹ、ＣＨＪ－１，降尘剂Ｊ－８５、ＳＲ－２，湿润剂ＳＲ－１等。

２．４．２泡沫除尘

泡沫除尘是用无空隙的泡沫体覆盖尘源，使刚产生的粉尘得以湿润、沉积，失去飞扬能力的降尘方法。它主要是利用泡沫的高度湿润性和隔绝性能进行除尘。这种方法可应用于综采机组、掘进机组、带式运输机以及尘源较固定的作业地点。一般泡沫降尘效果较高，降尘率可达９０％以上。２．４．３磁化水降尘

磁化水降尘是将防尘水经过磁化器处理后，使水的物理化学性质发生暂时的明显变化，从而水的表面张力、吸附能力、溶解能力及渗透能力增加，另外水的粘度降低，会使雾粒变小，从而增加水雾与粉尘的接触机会，大大提高了降尘效果。目前，我国推广应用的磁水器主要有ＴＦＬ系列、ＲＭＪ系列和尘敌系列磁水器。

２．４．４最优排尘风速

最优排尘风速是指能使工作面粉尘达到最低浓度、获得最佳降尘效果的风速。一般干燥巷道为１．２￣２ｍ／ｓ，在潮湿巷道和回采工作面采取防尘措施后将有所增加，一般为２￣２．５ｍ／ｓ。２．４．５建立预防煤尘爆炸的设施

我局自行研制推广应用组合式隔爆水袋架子，美观大方，拆卸维修十分方便，按照规定安设，具有较好的隔爆作用。２．４．６煤矿井下防尘科学管理展望

在机械化采掘作业和运输、转载过程中，都要产生大量粉尘，危害十分严重。目前的防降尘技术已远远满足不了日益严重的尘害治理需要。近几年来，英国研制出的吸尘滚筒，已在英国煤矿５０％以上的长壁工作面推广使用。我国已研制出智能自动化喷雾装置，根据煤尘大小或煤的干湿程度进行降尘喷雾，具有较高的技术含量。

为适应新世纪采矿工业的发展，建立安全、清洁的作业环境，对呼吸性粉尘的控制，是煤矿防尘工作的主要发展方向。我们应在吸收国外防尘技术先进经验的基础上，重点发展适合我国煤矿生产条件的吸尘滚筒、高压水辅助切割降尘技术、高压或超高压喷雾降尘、干式布袋除尘技术、声波雾化除尘技术、预荷电降尘技术等。

另外，利用生物技术制造成的生物聚会物等新材料，可做成低阻力、高阻尘率的个体防护用具，防止呼吸性粉尘及其它有毒、有害气体进入人体，保护人体健康。

（收稿日期：２００８－２－０２）

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