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，针对采煤工作面的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。
关键词：采煤工作面；煤尘；危害；防治技术
前言
煤尘爆炸是矿山发生的主要的自然灾害，有效地防治煤尘爆炸是煤矿企业安全生产的重要环节。据有关研究表明我国煤矿煤尘爆炸大多数都属于危险矿井。数据统计表明在全国煤矿中，具有煤尘爆炸危险的矿井占煤矿总数的61% 以上，煤尘爆炸指数在 45% 以上的煤矿占16%，国有重点煤矿中具有煤尘爆炸危险性的煤矿占 87%，其中具有强爆炸性的占 60% 以上。因此，研究井下产尘的源头、影响煤尘爆炸性的主要因素，采取必要的井下防尘、消尘和防爆、隔爆措施对于保证矿企安全高效生产，具有重要指导意义。
1 采煤工作中的粉尘概念分析
1.1煤尘危害
煤尘危害主要有 个方面的体现，首先，降低了工作面的能见度，导致工伤事故，操作失误率增大；其次，造成机械磨损情况加重，现代采煤作业中机电一体化的应用实现了自动开采，煤尘使设备性能降低，使用寿命缩短；再次，煤尘易引起爆炸，煤尘本身具有爆炸性，受到着火源与浓度的影响导致爆炸，瓦斯矿井中瓦斯、煤尘很有可能在同一时间爆炸；最后从人身安全上看，矿工长期处于高浓度的作业环境中会吸入煤尘，引发呼吸道疾病，影响到作业人员的身体健康。
1.2防治粉尘的重要意义
工作面是作业人员活动与机械设备实施作业的重要场所，综合采煤作业面是产生粉尘量最大的区域。因为作业空间狭小、封闭，所以浮游煤尘会对作业人员健康问题产生威胁。如果想要保护好国家财产，使工作人员的生命安全得以保障，就需要将综合防尘工作做好。保证作业人员能够安全呼吸、正常工作，需要将降低工作面、风流巷道粉尘的浓度降低到国家卫生安全标准以下 。
2煤尘的来源
通常来说煤尘是指粒径小于 1 mm 的粉煤，主要有浮游煤尘和沉积煤尘的两种存在状态。井下煤尘来源主要有以下几个方面 ：（1）采煤工作面的产尘。采煤工作面中的采煤机落煤、装煤、运煤、液压支架移架、运输转载、人工攉煤、爆破及放煤口放煤等大多数工序都会产生大量煤尘。（2）掘进工作面的产尘。掘进工作面中的机械破岩（煤）、装载、爆破、煤炭运输转载及锚喷等工序也会产生大量煤尘。（3）其他地点的产尘。巷道维修的锚喷现场、煤炭的装卸点等都会产生高浓度的矿尘，尤其是煤炭转载处的瞬时矿尘浓度，有时甚至达到煤尘爆炸浓度界限，是威胁煤矿从业人员生命安全的一个重要危险源。
3 采煤工作面防尘技术措施
3.1 预先湿润煤体
实践证明，防治采煤工作面粉尘的最有效措施就是预先将被切割煤体湿润，预先湿润煤体的除尘机理可以概括为以下两点：①煤体的细微部分被水分包裹，从而避免采煤机割落煤体时粒径较小的煤尘飞扬；②在水分的湿润作用下，煤体的脆性减弱而塑性增强，从而降低受外力作用时成为尘粒的可能性，减少产尘量。
当前，预先湿润煤体主要采取的方法为：①预先给煤层注水，回采前在工作面两侧的巷道内向待回采煤体打设钻孔，并通过钻孔注入压力水，使待回采煤体内的水分增加；②采空区注水，当开采较厚煤层时，如果选取下行垮落分层开采的方法，向上分层开采形成的采空区内灌入水流，水通过采空区底板裂隙缓慢渗入下部未开采的煤体内，增加下分层回采煤体的水分含量。
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3.2 湿式作业及个体防护
在目前的生产技术条件下，综采工作面防治粉尘的主要措施是喷雾洒水湿式作业，要求防尘水管网设计合理、采煤工作面均被洒水管路覆盖、洒水管路的水压及水量达标。采煤机滚筒上设置高压喷雾系统，液压支架移架使可实现自动喷雾降尘，转载机工作时喷雾洒水，工作面两侧巷道内设防尘净化水幕等。
同时作业人员也应加强自我保护意识，正确使用防尘口罩等劳保防护用品，尽可能减少随呼吸气流进入体内的粉尘量。
3.3提高综采工作面防尘技术
随着综采机械化和自动化水平的不断提高，煤炭开采能力大幅提高，煤炭开采向规模化集中化方向发展，煤炭开采效率也得到了很大的提高。但在煤炭开采效率提升的同时，采煤工作面出现煤尘大和粉尘浓度高等问题，因此需不断提高综采工作面的防尘技术水平，提升综采工作面防尘效果。主要体现在：a) 改进现有煤层的注水工艺水平，根据综采的具体情况，对钻孔位置进行合理布置，提高封孔工艺，采用合理的注水方法和注水设备，从而提升注水效果，达到防尘和降尘的目的；b) 提高工作面的喷雾防尘自动化和系列化水平。
3.4加强对采煤工艺的研究
通过不断改进采煤机的采煤工艺，提高采煤机工作效能，减少综采工作面粉尘的产生。采煤机从下顺槽向上顺槽进行截煤时，降低滚筒采煤机转速进行深截割能有效减少粉尘的产生。采煤机滚筒的牵引速度和截割速度不同，采煤工作面产生的煤尘量也不同。应用合理的采煤工艺能有效降低煤尘浓度，因此，有必要加强对采煤工艺和方法的研究。
3.5积极研制综采工作面除尘装置
在综采工作面设置合理的除尘装置进行除尘。由于综采工作面除尘设备相对较少，而且不同的煤矿对除尘设备的要求也不同，这在一定程度上限制了综采工作面除尘水平的提高。因此，需要积极研制综采工作面的除尘装置。
3.6防爆隔爆措施
一般来说，发生煤尘爆炸的预防措施主要有 ：控制瓦斯积聚、产尘或扬尘以及明火，控制爆炸传播主要是把爆炸范围限制在可控区域内，减小灾害损失。尽早控制煤尘爆炸十分必要，可避免因区域煤尘爆炸产生振动使得底板沉积煤尘发生飞扬参与爆炸。
3.6.1防爆措施。第一，及时清理巷道周围的沉积煤尘。在清理前先洒水再清扫，以避免煤尘飞扬，污染空气。第二，冲洗巷道通风构筑物上的沉积煤尘。第三，刷浆防爆。
3.6.2隔爆措施。煤矿井下一旦发生煤尘爆炸事故，应尽力将事故区域控制在一定范围内，阻止爆炸范围扩大化，应采取以下隔爆措施。第一，岩粉棚隔爆。岩粉棚是巷道中的装有岩粉的岩棚，一旦发生煤尘爆炸，爆炸产生的冲击波将岩粉棚吹翻，导致岩粉迅速布满巷道空气，可有效阻隔火焰的蔓延。岩粉主要组成物有石灰岩，白云石，石膏等。第二，水棚防爆。当煤尘爆炸时，水棚会被爆炸产生的冲击波迅速击穿，洒遍巷道的水受高温，瞬间形成水雾和水蒸气，有效阻隔爆炸火焰的进一步传播。
结语
煤矿井下生产过程中的采掘、运输和锚喷等作业环节均会产生粉尘，相比较而言，采煤工作面产生的粉尘量最多，严重影响安全生产和工人身体健康。开展采煤工作面粉尘扩散规律及防治技术研究不仅是建设安全高效现代化矿井的需要，更是加强煤炭行业粉尘职业健康危害管理的要求。只有有效控制采煤工作面的粉尘浓度，才能改善作业环境、提高安全生产水平，并切实保护现场作业人员的身心健康。
参考文献
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[2]张庆勇.炮采工作面粉尘分布规律及治理技术研究[J].山东煤炭科技,2016(11):71-73.
[3]闫俊.浅谈煤矿井下粉尘综合治理[J].煤炭科技,2016(01):87-88.
论文作者:王帅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
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