综掘工作面防尘技术的现状及趋势探究

综掘工作面防尘技术的现状及趋势探究
文章对目前国内外煤矿综掘工作面粉尘防治研究的现状与进展进行分析，以期为煤矿综掘工作面的粉尘防治研究提供参考和指导。

标签：综掘工作面；防尘技术；现状；趋势
煤矿井下综掘工作面是粉尘污染的主要来源，产尘量占全矿井的85%以上。

近年来，随着煤矿综掘机械化程度和生产强度的提高，煤矿综掘工作面的粉尘产量剧增。

由于综掘工作面空间狭小、生产环境特殊，且受生产条件和现有技术的限制，此处粉尘浓度较高且治理难度大。

据卫生部数据，2013年全国共报告职业病26393例，其中尘肺病23152例，占报告总例数的近九成。

尘肺病病例中，煤工尘肺病为13955例，占尘肺病总例数的六成以上。

因此对粉尘浓度实行严格控制，最大限度地降低作业人员接触粉尘的量，尤其要减少矿井空气中呼吸性粉尘浓度，是减少粉尘危害的有效途径。

1 综掘巷道的粉尘来源
煤矿井下的许多操作行为及工作地点，都会产生粉尘，如综掘工作面、综掘运输设备中不同的转运点，巷道巷壁对浮尘进行二次扬尘、支护流程中的打眼操作等。

文章研究的是综掘工作面中的粉尘，数量最多的综掘工作面粉尘，出现于掘进机操作过程中，即截割煤岩环节，这一环节的操作原理是利用掘进机的截齿向煤岩施力进行积压，这样煤岩就会完成粉碎，这一过程中势必产生大量矿尘。

还有就是利用掘进机来装运煤岩过程中，煤岩的不停运动同样会导致大量粉尘。

如果利用综掘机来运送煤岩，无论是掘进机经桥式转载机，还是可伸缩带式输送机，其各个转运点都是粉尘高发区。

这些转运点落差各异，因此在煤岩降落过程中就会形成许多粉尘，而这些粉尘会经由综掘巷道中预留通风口的吹送，散布到巷道里，这样巷道中的粉尘就会大量积攒。

综掘巷道的巷壁也有许多粉尘，因为降落下来的一些颗粒很小的粉尘会在风的吹松下上升到空气中，从而进入到矿井工人工作地点。

支护流程中，进行打眼工作同样会产生粉尘，因为机器钻头来回高速运作，煤岩会由于受力而被挤压掉落，形成粉尘，如果是风钻的话，在风的推动作用下，粉尘浓度会更高。

2 综掘工作面粉尘治理情况分析
当前矿井下对于综掘工作面粉尘的治理，一般是采用多项措施进行综合除尘，具体过程如下：一是借助于所建立的长压短抽通风系统，使清洁风流经过一个较长距离的运送，进入到工作面中，来控制工作面中的粉尘；二是在掘进机中配备内外喷雾设施，内喷雾的作用是增加煤岩的湿润度，这样煤岩在接受截割时，所产生的粉尘数量将减少，外喷雾的作用使煤岩受力被截割后降落时产生较少的粉尘；三是在掘进机后端位置20-30m处安置除尘器并充分发挥其作用，这样就能够对工作面中存在的粉尘过滤并尽量吸收，以降低工作面粉尘总量；四是通过控制煤岩的下降高度、采用密闭抽尘、利用喷雾洒水等方法，控制转运点的粉尘；
五是利用水来喷洒和冲洗巷道巷壁，并在巷道巷壁喷粘尘剂，以控制粉尘。

使用的具体技术如下。

（1）煤岩层预先注水以减少粉尘。

可以对综掘工作面进行打眼，利用所钻出的孔注入一定量的水，这样煤岩会更加湿润，其被截割和粉碎时所产生的粉尘就会减少。

（2）利用喷雾来降低粉尘量。

利用喷嘴进行高压喷水，就会在空中形成水雾，而水雾能够结合空气中的粉尘，这样融合了水的粉尘重量增加，因而降落速度增加，就不会漂浮和停留在空中，这样综掘工作面中留存的粉塵浓度就会被降低。

目前掘进机设置了内外喷雾，还有转运点也是利用这种技术控制粉尘。

（3）通过风力消除粉尘。

在井下工作区中，风力对于除尘的作用是非常明显的，即通过风来稀释粉尘，然后借助于负压风对被稀释的粉尘施力，将其强制驱除到矿井外，这种做法的优势在于在控制粉尘的同时也不会污染巷道。

（4）利用空气幕实现隔尘目的。

可以将条形风口中产生的条缝形空气射流，使粉尘脱离于周围的空气，从而将粉尘隔离出工作区。

（5）利用除尘设备来消除粉尘。

这种专业设备的工作流程是：将工作面中存在的粉尘输送到密闭箱体中并采取一些处理手段，例如过滤和吸收等，这样就确保了空气的洁净度。

当前我国有各种类型的除尘设备，其工作原理各不相同，但是考虑到综掘巷道空间有限，设备需要不停变换工作地点，因而最经常使用的是湿式除尘器。

（6）利用泡沫来消除粉尘。

可以通过压缩空气来混合水和表面活性剂，并将其通过混合器和发泡装置的金属网产生非常细微的泡沫，再将这些泡沫喷射到粉尘中，这些泡沫可以粘沾粉尘，同时增加粉尘湿润度，使其拦截、下降，基本上所有接触到泡沫的粉尘都可以被处理掉，而且并不需要耗用过多的水。

（7）人员的个体防护。

主要是需要井下员工借助一些简单设备进行人工防尘，如佩戴防尘口罩和防尘帽，这样也能够对粉尘进行过滤，减少吸入量。

3 综掘工作面粉尘治理中的不足
（1）尽管掘进机的内外喷雾装置对于控制粉尘有非常明显的效果，但是喷嘴堵塞现象严重，而且水封损害概率过高，因此所喷出的水雾对于控尘效果不好。

（2）井下除尘系统、掘进机和工作面所配备的通风系统，功能较低，没有充分考虑到所需要通风的风量，通风风筒与除尘设备风口距离的配合性不够。

（3）目前我国矿井下操作，最常见的除尘设备是湿式除尘器，这类设备成本较低，而且操作简单，能够在短时间内增加粉尘湿润度，同时可以将一些有毒气体过滤和吸收。

而其缺点是对于水和其他液体的消耗较多，同时对于污水的处理成本较高，酸性气体对设备也有一定损害，而且在气温较低时，还要对设备进行保护处理，一些呼吸性粉尘没有得到很好的控制和清除，如果矿井所在区域温度较低，供暖条件较差，这类设备就很难发挥作用。

（4）除尘系统噪音较大，灵活性不足。

4 综掘工作面粉尘治理技术发展趋势
（1）积极研发功能更强的喷嘴，尤其是要注意喷嘴的堵塞问题，降低更换概率，控制使用成本。

（2）通风除尘技术方面，可以借助于附壁风筒通风技术形成漩涡状风流，这种风流对于粉尘的控制效果较为明显。

（3）注意除尘风机的选择要符合井下实际操作要求，对于压入式通风机，要合理规划其有效通风距离。

（4）目前除尘风机一般安置在掘进机后端，实际工作时无法灵活移动，因此要致力于研究能够与掘进机配合更完善的除尘风机。

（5）干式除尘系统的技术要求是效能更高、占用体积更小，噪音更低，并可以在各种不同条件的环境中应用。

（6）利用泡沫除尘的关键是发泡器的构造和泡沫剂配比，即如何使发泡器发射更多、粘沾性更高的泡沫。

（7）研发多机理的复合型除尘设备，包括惯性冲击静电除尘器、静电旋风除尘器、静电增强纤维过滤除尘器等技术更先进、工作效率更高的设备。

（8）可利用磁力、电凝聚、超声雾化、移动床颗粒层除尘器等符合节能环保的技术来消除粉尘。

（9）在长钻孔煤岩层注水方面也要积极研发新技术，包括如何设计钻孔、如何进行封孔、采用哪种设备注水和注水流程等。

（10）综掘工作面的呼吸性粉尘一直较难治理，可参考的技术主要是调整水雾和雾化的方式两方面，前者如磁化水降尘技术、荷电水雾降尘技术；后者如压气喷雾降尘技术、超声雾化降尘技术、旋转喷雾罩封尘源技术等。

5 结束语
真正实现对综掘工作面粉尘的控制和治理还需要不断努力，包括技术、设备和流程等多个方面，要积极总结目前在除尘方面的做法，对所应用的设备进行改造，实现除尘的节能、高效和便利性。

参考文献
[1]许邦，等.长岭一号井综掘工作面控除尘技术[J].金属矿山，2013（4）：128-130.
[2]王政宏.综掘工作面粉尘治理技术发展现状及趋势[J].煤矿机械，2012（6）：19-20.
[3]王建峰.综掘工作面粉尘综合治理方案研究[J].科技创新与应用，2015（6）：83.
作者简介：赵基国（1985，12-），男，籍贯：山西平遥，太原煤气化集团公司华胜煤业有限公司。