煤矿掘进工作面煤尘防治措施的技术研究

煤矿掘进工作面煤尘防治措施的技术研究

孙彭通

山东里能鲁西矿业有限公司 山东省济宁市 272053

摘要：粉尘是井工矿井采煤作业环节常见的灾害之一，随着所用机械设备的生产能力越来越大，采煤工作面的粉尘危害越来越严重。采煤工作面现有的防尘技术措施虽然在一定程度上对粉尘可以起到防治起作用，但粉尘量仍然较大，粉尘危害问题突出。因此，针对煤矿掘进工作面粉尘分布及防尘技术措施开展研究，对治理工作面粉尘，完善综合防尘措施具有现实意义。

引言

采煤工作的持续开展，总是会伴随着粉尘的产生，尤其是随着巷道距离的加长、转载点的增加，工作面空气中的粉尘量也越来越大。与此同时，各种机械设备的运用也使得巷道中的粉尘量居高不下。粉尘量的不断增加，已经严重超出了相关规定中的标准含量，对现场工人身体健康会产生严重的危害，同时也存在着引发安全事故的隐患，所以，为了有效地降低粉尘量，保证生产现场的人员安全和环境安全，必须要采取科学的措施，对煤尘进行有效的防治。

1产生粉尘的原因

在采煤工作中由于煤岩出现破碎，从而产生岩矿微粒，这种微粒就称为粉尘，其中以岩尘、煤尘居多。不同矿井由于地质条件、开采方式与机械化的不同，产尘量出现很大差异；即使在同一个矿井，产生粉尘的数量会伴随作业时间、地点的不同而变化。对防尘措施的采用，每个生产环节悬浮煤尘比例工作面产生的粉尘是最多的，比例大约为50%~80%左右；在掘进作业中也能产生大量的粉尘，比例大约为20%～40%；其它作业的比例为2%～5%，各作业流程产生粉尘的数量与机械化程度呈正比例关系。

2煤尘的危害

当煤矿中产了大量的煤尘积聚于井巷墙壁或悬浮于井巷空间时，会对煤矿的安全生产造成极大的威胁。一方面当煤尘达到一定爆炸极限时，如遇到明火就会导致矿井内发生爆炸，造成伤亡事故。另一方面煤尘工人长期吸入煤尘会对其呼吸系统以及全身造成严重的影响，造成矽肺病、煤矽肺、煤肺病等职业病的发生。此外，煤矿井巷中积聚大量煤尘还会导致工作面的能见度下降，发生误操作的几率大大提高，同时还会导致机械受到严重磨损，导致机械、仪器的寿命缩短。

3.煤矿掘进工作面煤尘防治措施的技术

3.1炮掘防尘措施

（1）钻眼应采取湿式作业，供水压力以0.3mpa左右为宜，但低于风压0.1～0.2mpa，耗水量以2～3ml／min为宜，以钻孔污水呈乳状岩浆为准。（2）炮眼内应堵填塞自封式水炮泥，水炮泥的装满量应在1节以上。（3）放炮前应对工作面30m范围内的巷道周边进行冲洗。（4）放炮时必须在距离工作10m～15m地点安装压气喷雾器或高压喷雾降尘系统，实行放炮喷雾。雾幕应覆盖全断面并在放炮后连续5min以上。（5）放炮后，装煤（矸）前必须对距离工作面30m范围内的巷道周边和装煤（矸）堆洒水。在装煤（矸）过程中，边装边洒水，采用铲斗装煤（矸）机时，装岩机应安装自动或人工控制水阀的喷雾系统，实行装煤（矸）喷雾。

a、喷雾洒水

1)在采掘工作面装载点、卸载点等井下作业地点，均设置喷雾器喷雾洒水。该方法简单方便、经济、有效，降尘率为30～60％。2)采掘工作面爆破前、后冲洗煤壁，爆破时应喷雾洒水，攉煤时洒水。3)掘进工作面爆破后的喷雾洒水，要求能于放炮后立即启动水管阀门进行喷雾洒水，这样就能提高除尘效果。4)为降低风流中的矿尘浓度，可以设置水幕净化风流。即在巷道周壁间隔地安装3～7个喷雾器，使整个巷道断面上都布满雾体。

b、爆破喷雾设计

1）爆破掘进工作面高压喷雾降尘工艺，a、高压泵站设置在不受爆破影响的地点，否则应安装有效的防护装置；b、爆破时，高压喷雾嘴应布置在掘进巷道断面的中部，距离工作面迎头10－15m，并应有有效保护装置以防止爆破对高压喷雾嘴的破坏；c、高压喷雾嘴应在爆破前2min前进行，并延续喷雾至爆破后5min进行。d、高压喷雾雾粒应充满整个巷道长度方向2m以上。

2）炮采工作面高压喷雾降尘工艺，高压泵站应放置在采煤工作面的进风巷，并可随采煤工作面的推进而移动；高压喷嘴沿工作面走向每隔30m布置一组，位于工作面断面中部。高压喷雾嘴应在爆破前2min前进行，并延续喷雾至爆破后5min进行。高压喷雾雾粒应充满整个巷道断面。采用合理的风速；井下风速必须严格控制，增大风量或改变通风系统时，必须相应的调节风速，防止煤尘飞扬。放顶时，加强通风，保证工作面风速在0.25m/s以上，但不得超过4m/s，最优排尘风速为1.5～2.5m/s。

c、个体防护

采掘工作面的工人按《煤矿安全规程》规定配戴防尘口罩、防尘帽等。矿井综合防尘措施、防爆措施及组织与管理制度，由矿长每年组织编制与实施。

3.2煤体注水

降低煤尘浓度的关键就是增加煤体湿润程度，从而降低煤体产生浮游的能力。工作面在煤体注水方案上分别采用回风道煤体静压注水，机道采用煤体高压注水。回风道煤体静压注水：静压注水是通过煤的层理、裂隙及水的位能逐渐渗透到煤体内，注水时间越长，煤体湿润的越充分。工作面两巷沿煤层底板掘送，在掘送回风巷时，下帮间距20 m开一个注水硐室，规格：长3 m，宽2．4 m，高2．0 m，然后在注水硐室内使用钻机布置3～4个水平钻孔，孔径60 mm打至见煤层顶板为止，然后开始静压注水。经开采实践，提前1个月回风巷静压注水，工作面上部20 m煤层含水率增加30％，降低了产尘率。

3.3井下煤尘爆炸的防治措施

1、清除井巷中的积尘。（1）清扫井巷中沉积煤尘。对皮带斜井、平硐、井底车场、运输巷道、石门、绞车道以及各转载点和其他井巷、硐室有煤尘堆积的地点，均根据煤尘堆积情况，定期清扫。（2）冲洗巷道周边沉积煤尘。按计划对井巷定期冲洗，对井下总回风道、主要回风道、采掘工作面附近定期清扫，冲洗巷道由顶棚、两帮、巷道底部顺次进行。（3）刷浆。用石灰水掺少量水泥喷洒在巷道周壁使煤尘固结，避免煤尘飞扬参与爆炸。

2、消除井下火源。（1）消除明火。消除井下明火，禁止携带烟草及其他点火物品，井口房、瓦斯泵房、通风机房附近20米内，禁止烟火和明火取暖，井下禁止使用电炉，井下和井口房内不准从事电焊、气焊和喷灯接焊等工作；井下发现自燃发火时，立即采取一切可能的措施直接扑灭。（2）消除放炮时产生的火焰。加强火药管理，对火药定期检查；必须使用煤矿许用炸药和许用电雷管；装药时，必须清除炮眼内的煤尘；没有封泥的炮眼不得放炮；应使用水泡泥；禁止放糊炮；禁止用炮崩落卡在溜煤眼中煤矸（3）消除电气火源。（4）消除其他火源，装有防止斜巷运输跑车的保险装置，避免摩擦火化；防止金属强烈碰撞产生引燃火源。

结语

煤矿粉尘是矿井生产自然危害之一，搞好矿尘的管理是一项任重道远的工作，这就更加要求煤矿的各级领导和工程技术管理人员牢固树立“生命至上、安全为天”的福能企业文化安全观，树立科学发展安全发展的思想观念和“以人为本”的理念。加大矿井“一通三防”基础设施的资金投入，极积推广使用先进的技术，从源头抓起，做好日常的管理，促进煤矿防尘工作。

参考文献：

[1]李智翼. 不同厚度煤层综采工作面粉尘分布规律研究[D]. 中国矿业大学，2016.

[2]赵建成. 综采工作面新型设备降尘技术研究[J]. 山西焦煤科技，2017，41（1）：46-49.

[3]张龙正，史晓勇，赵大鹏. 综合降尘技术在煤矿综掘工作面的应用[J]. 煤炭工程，2017（11）：69-70.