安徽创佳安全环境科技有限公司 安徽宿州 234000
摘要：目的：分析安徽某大型煤矿采煤工作面粉尘治理技术现状，为采煤工作面员工的职业病防治工作提供依据。方法：采取职业卫生学调查及现场检测等方法进行定性定量分析，并进行评价。结果：现场检测结果表明，通过采取浅孔动压煤层注水、捕尘网、防尘喷雾等综合防尘措施，粉尘合格率在85.7%。结论：建议重点做好粉尘防控举措，改善工人的操作环境，有效控制职业病危害因素的扩大化。
关键词：职业健康；综合防尘；浅孔动压；煤层注水；湿式作业；个体防护
引言：采煤工作面生产过程中，会产生煤尘、噪声等多种职业病危害因素，采煤作业人员长时间吸入煤尘，能引起肺部组织纤维病变、硬化，从而逐渐丧失正常的呼吸功能，导致尘肺病。而尘肺病是无法治愈的职业病。
实际生产中粉尘可以加速机械设备的磨损，降低使用寿命；容易导致机电设备失爆；在一定的条件下，煤尘能够发生爆炸，而一旦发生爆炸常能形成连续性的爆炸，其危害性远高于单纯的瓦斯爆炸。
在综采工作面降尘技术方面，随着综采技术的发展，粉尘治理的重点由治理总粉尘向治理呼吸性粉尘转移，本文在采煤工作面粉尘综合治理长期实践中总结了一些较为实用的防尘技术。
一、矿井概况
矿井于2006年底开工建设，2009年10月联合试运转，2010年6月通过安徽省经信委验收并正式投产，服务年限为80.7a。2012年矿井设计生产能力由180万吨/年核定至385万吨/年。
矿井采用立井、主要石门、大巷的开拓方式，采用主、副井进风，中央风井回风的中央并列式通风。全井田分为两个开采水平：一水平标高-650m，二水平标高暂定-1000m。
二、工作面概况
采煤工作面位于矿井西二采区南翼三阶段，工作面机巷设计长度2887m，标高-540～-481m；风巷设计长度2824m，标高-405～-505m；开切眼斜长254m，煤层倾角5～18°。
工作面内32煤层为较稳定煤层。经过对钻孔及探煤点厚度的统计，工作面内煤层平均厚度为2.87m，厚度稳定，煤层可采性指数K=1。煤层为缓倾斜煤层，煤层平均倾角在8°左右。
工作面采煤工艺：根据本工作面的设计和地质条件，采用单一走向长壁后退式采煤方法,综合机械化，一次采全高。采用MG650/1620-WD型采煤机双向穿梭采煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，滚筒自旋使其截齿将煤破碎。
采煤工作面的工种主要有：采煤机司机、支架工、端头支架工、控制台司机、皮带工等。
三、采煤工作面综合防尘措施
1、防尘洒水系统管网
建立有矿井防尘洒水系统，防尘洒水管安装到采煤工作面，进、回风顺槽内洒水管径为DN100，每50m留有一个洒水阀门，水压2.0～3.0MPa。
2、控制风速
工作面的风速控制在合理的范围内，减少煤尘飞扬。顺槽运输皮带机与进风流方向相反，容易造成煤尘飞扬，随风流进入工作面，设计在满足工作而用风要求的同时，合理控制顺槽内风速，减少煤尘的飞扬。参考《煤矿井下机采工作面最佳风速与降尘》文献以及该工作面《作业规程》，在采用高压喷雾降尘措施时，最佳风速范围介于1.43-2.75m/s。结合工作面的实际温度和产量，确定回采工作面最佳风速为2.75m/s，有利于排除粉尘且不易造成粉尘飞扬。
合理控制采掘工作面和运输巷内风速，胶带运输机巷内的风速宜控制在4m/s以下。
3、采煤机防尘
采煤机内、外喷雾系统完善，雾化效果好，能覆盖滚筒。内外喷雾压力不小于2.0Mpa，外喷雾压力不小于4.0Mpa；喷雾系统与采煤机联动，无水或喷雾装置损坏时必须停机。采煤机割煤时，开启内外喷雾降尘。
4、移架降尘
矿井综采支架安设移架手动控制喷雾装置，实现拉架、升降立柱喷雾降尘。喷雾装置设置间距不大于15m，每个支架前梁下方各设1组雾化效果好的扇形喷嘴，喷雾压力不小于1.5Mpa，供水采用φ25mm的高压胶管。通过操作支架上的截止阀可以打开喷雾嘴进行喷雾，拉架时一般每移动10架打开1个喷雾嘴。
5、转载机转载点、溜煤眼上口机破碎机等处安设喷雾装置，各运输机转载点配备使用防尘罩。破碎机、转载机运行时开启喷雾洒水系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
6、净化水幕及防尘网设置
进回风巷安设风流净化喷雾装置，采煤工作面距上下出口不超过30米内安设两道净化风流水幕，两道喷雾之间距离为5~10m。
7、煤层浅孔动压注水
回采工作面的根本性降尘措施采用煤层注水，在回采之前采用预先湿润煤体，减少产尘量。
根据工作面实际情况，采用浅孔动压注水方式，对地质条件及围岩性质等适应性强等优点，尤其是在围岩有严重吸水膨胀性质或地质情况复杂、煤层倾角变化较大、或煤的孔隙率＜4%、透水性弱时，尤为合适。
（1）注水设备：ZQS65/2.5型钻机；∮42*1m即插式钻杆及配套钻头；MZF-42-15型注水封孔器，GGS-E 0-25MPa型高压注水流量计。
（2）注水流程：
煤壁钻孔→喷雾泵高压水→截止阀→卸止阀→封孔器→注水→煤壁渗水为准。
（3）注水钻孔参数：
钻孔深度：5-6m（以每圆班循环进尺为准）。
钻孔直径：∮42mm。
钻孔布置：采用单排钻孔注水；距顶板1.5m，工作面每6架布置一个注水孔，需施工钻孔23个。钻孔垂直于煤壁布置，如工作面遇构造带、煤层赋存异常、含水量较大、瓦斯异常涌出等情况时，应根据现场情况适当调整孔数。
钻孔施工：浅孔注水工序全部在检修班进行，使用风煤钻进行打钻。依据《某大型煤矿32煤层注水有效湿润半径测定报告》，钻孔湿润半径：0～6m，取5.25m。
（4）封孔：
①封孔长度：取1.5m；封孔要严，不能跑水。
②封孔方法：用水力膨胀式封孔器进行封孔，封孔器膨胀系数70%～90%。
③、注水时间：每孔注水时间（t）按下式计算：
t=Q/V
式中 t-注水时间
Q-注水量
V-注水流量
每孔注水时间一般不小于15～20min。直至煤壁向外渗水或相邻注水钻孔出水方可停止注水。
④泵压：10～15Mpa。
（5）封孔器与井下压力水管连接，封孔器插入需注水的煤层孔内，打开水路截止阀，当封孔水压达到 1MPa 以上时，靠水压将封孔器的胶管膨胀后封孔，而后注水。注水管路与注水软管之间通过变通连接,其中间须安装压力表及流量计。注水完毕后，拆除连接管路，将管内水放出 , 当封孔器恢复原状后将其抽出，完成注水工作。
四、讨论
检测7个工种接触粉尘的时间加权平均容许浓度，超标1个，合格率85.7%，检测7个工作场所空气中粉尘的短时间接触浓度，超标1个，合格率85.7%。其中工作面风巷距煤壁15米处工作场所粉尘的短时间接触浓度和风巷端头支架工1的时间加权平均浓度超过职业接触限值，主要原因为：采煤机采煤扬尘很大、采煤机内外喷雾以及支架喷雾降尘水压不足等，导致降尘效果不佳；对于工作面内扬尘应及时喷雾降尘防止二次扬尘。
在对本项目工作场所进行调查、检测的基础上，针对生产阶段存在的职业病危害防护措施的不足，提出以下几点建议：
（1）加强对粉尘超标点的整改及治理，采取有效的喷洒、除尘、通风、消声、隔声、吸声、减震等综合措施，并确保运行有效。
（2）加强设备的日常维护与保养，保证设备及相关防护设施处于良好状态，而别是井下粉尘、噪声易超标的工作场所。
（3）对于井下粉尘超标的地点，应减少工人接触时间，督促工人佩戴好个人防护用品，并加强监督检查和管理。
（4）现场调查发现，部分工人未按规定佩戴防尘口罩等个体防护用品，因此应做好职业病防治知识的教育及培训工作，增强工人的自我保护意识。
参考文献：
[1]GBZ159-2004 工作场所空气中有害物质检测的采样规范
[2]GBZ 1- 2010, 工业企业设计卫生标准
[3]GBZ 2- 2007, 工作场所有害因素职业接触限值
[4]国家安全生产监督管理总局令,2016年第87号，《煤矿安全规程》
[5]《煤矿井下机采工作面最佳风速与降尘》煤炭科学研究总院重庆分院，张延松，工程科技。
论文作者:周伟,王泽峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/4
标签：工作面论文; 煤层论文; 粉尘论文; 钻孔论文; 风速论文; 煤尘论文; 矿井论文; 《防护工程》2018年第35期论文;