摘要：治理矿井粉尘是一项既艰巨又长期的过程，不但对社会和企业的经济效益有一定影响，还会影响施工工人的身心健康，因此，煤炭企业要全面掌握各种粉尘防治技术的基本工作原理，并利用现代化科学技术加以完善和发展，从而提高粉尘防治效率，保障煤炭开采的安全、高效运作。基于此本文分析了粉尘防治技术在煤矿采掘工作面的应用及发展。
关键词：粉尘防治技术；煤矿采掘工作面；应用；发展
1、煤矿采掘工作面粉尘的来源及危害
1.1、粉尘的来源
煤矿采掘工作面粉尘危害较为严重，由于地质环境、开采方式、采掘工艺的不同，每个矿井所产生的粉尘污染程度不尽相同。对于一些较为空旷的煤矿采集现场，由于风力较大，扬尘增加，粉尘危害更加突出。在采掘的过程中，钻探、爆破等施工也会增加工作面的粉尘量，放煤口、采煤机、破碎机、支架等成为粉尘的四大污染源头。因此，在煤矿采掘过程中，煤矿企业要积极采用合理、有效的粉尘防治技术，对粉尘危害进行针对性治理，为工作人员提供良好的施工环境，进而提高整体施工效率。
1.2、粉尘的危害
粉尘的危害具体可以概括为以下几点：第一，采掘过程中产生的粉尘会依附在矿井壁和地面上，还有一部分悬浮在空气中，煤矿工作人员长期处于这种环境，吸入过多粉尘，对其呼吸系统产生破坏，严重威胁他们的身心健康；第二，大量的粉尘悬浮在矿井中，会使得矿井温度不断升高，粉尘容易发生自燃，进而导致爆炸事故，不利于煤矿采掘的安全施工；第三，大量粉尘容易造成煤矿采掘现场的能见度降低，对工作人员的生产工作造成影响，使得煤矿生产效率降低，还容易引发安全事故；第四，煤矿采掘过程中涉及多种仪器设备，大量的粉尘会腐蚀这些仪器设备的构件，使得设备操作精度降低，造成设备老化，影响正常使用。
2、粉尘防治技术在煤矿采掘工作面的应用
2.1、注水防尘技术
注水防尘技术是煤矿开采前的重要措施，利用注水操作，可以增加煤层湿度，达到降低粉尘的目的。注水防尘技术的两种方式为动态注水和静态注水，两种方法是长孔注水和短孔注水，在实施过程中，根据开采要求及现场作业的环境，要选择合适的操作方式，从而实现理想的防尘效果。
2.2、通风除尘
通风的目的是将井下的粉尘稀释为安全浓度，并且排出矿井。风流方向和风速及粉尘粒度、密度和湿润程度、形状等是决定通风除尘效果的主要因素。风速如果太低，空气将与粗粒粉尘分离，粗粒粉尘会下沉，因为难以排出而在采掘空间中滞留，使粉尘浓度增加；风速如果太高，又会使粉尘的浓度增加。通常情况下，最好的掘进工作面排尘的风速是0.4m/s～0.7m/s，采煤工作面机械化的风速1.5m/s～2.5m/s。
2.3、化学除尘技术
化学除尘技术主要利用湿式条件下的采煤工作，因为在这种条件下，液质主要以清水为主，并且清水表面具有很大的张力，无法实现对粉尘的吸附，特别是对微小呼吸性粉尘更难以吸附。在这种情况下就可以在清水中引入化学除尘技术，主要是加入表面活性剂，比如CTC固体润湿剂（浓度为0．01%～0．15%），这样就可以将除尘效果提高20%～30%。经过我国化学技术的不断发展，更多的化学抑制剂引入煤层除尘中，比如高分子泡沫降尘剂、聚丙烯酸钠溶胶吸尘剂等物质，这些在实际工作中起到了很好的除尘效果。
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2.4、空气幕隔尘技术
空气幕隔尘技术起源于西方发达国家，在实际除尘中有着很好的效果。空气幕隔尘技术主要工作原理是利用条形风口吹出条形空气，达到污染物与周围环境之间的一种隔绝，实现保护环境的目的。在采煤工作中，主要是在采煤机机身上装置条形喷射空气流，这样就会对割煤时产生的粉尘起到阻截的作用，保证采煤机司机与煤壁侧之间有层透明的空气幕屏障。空气幕隔尘技术主要包括风喷嘴和附壁风筒两种，后者在施工中最常使用，主要是依靠附壁效应，实现风筒中风流形成轴向，并且以旋转速度进行一定的旋转，这样可以在煤层工作面的巷道上形成空气屏幕，达到阻止在割煤施工过程产生的粉尘对司机等工作人员的伤害。
2.5、喷雾除尘技术
喷雾是较简便、经济、实用的除尘技术，对于井下采掘工作面实施喷雾降尘时，主要有三种降尘方式，一是依赖采煤机和掘进机实施喷雾降尘，随着机械化采掘技术的发展，在采煤机和掘进机割煤过程中，加大对采掘工作面的喷雾降尘，如在滚筒摇臂径向设置锥形喷嘴，形成雾流屏障来降低滚筒割煤时的粉尘，在实践中针对外喷雾喷嘴堵塞问题，一种改进方法是高压外喷雾技术，另一种是通过二级过滤技术来改善水质，从而获得较高的降尘效果。对于转载点及液压支架喷雾降尘技术，其主要特点是在转载部位作为除尘的重点，与工作面除尘相比，转载点除尘条件较为简单，如利用预荷电喷雾技术、自调式风水喷雾技术，以及声波雾化技术等，可以更好的改善转载点降尘效果。在综放工作面实施自移式液压支架采掘过程中，自移式液压支架往往是主要的产尘源，特别是在前移、放煤时对粉尘的浓度高达1500~2000mg/m3，因此，加大对支架式喷雾方式的改进，调整喷雾喷嘴的喷射角度，及喷雾压力，可以提高采掘现场降尘效率。
3、采掘工作面粉尘防治技术的发展趋势
（1）综采综防工作面综合防尘新技术和新装备。综采综放工作面的主要粉尘来自采煤机割煤、液压支架移架及放煤口放煤等工序。目前采取以煤层注水、采煤机防尘、液压支架移架喷雾、放煤口喷雾降尘和回风巷设限自动喷雾的综合防尘措施来治理综采综放工作面的粉尘污染。（2）掘进工作面综合防尘新技术和新装备。如在炮掘工作面防尘装备方面开发出炮掘工作面高压喷雾降尘成套装备，在爆破时实施高压3喷雾（喷雾压力：10MPa～13MPa）降尘后，可使工作面的粉尘浓度降至10mg/m以下，并使放炮5分钟后工作面消烟效果显著，炮烟基本消除，粉尘浓度基本达到国家劳动卫生标准的要求。（3）监测方法和手段的发展趋势。在粉尘监测技术发展中，采取短时间采样测尘与长时间连续监测并重，并逐步向连续监测发展。①坚持综合防尘为主，如正在开发综采工作面采煤机，割煤降尘用采煤机随机自动跟踪降尘系统与高压喷雾引射降尘相结合技术和装备。利用采煤机随机自动跟踪降尘系统实现采煤机行走所到支架处，通过自动控制从采煤机对应支架上向尘源喷雾，使之喷雾降尘效率达到80%。同时结合采煤机高压喷雾引射降尘，使采煤机截煤降尘效率提高到90%以上。②湿式除尘进一步系列化，在现有基础上进一步提高除尘效率，重点开发超大风量和小风量除尘器。研究出适于高瓦斯、高粉尘、大风量（≥650～800m3/min）机掘面和锚喷支护的需要除尘器；适用于小型煤矿及转载点、破碎机等除尘，风量≤120m3/min的除尘器。③在工业防尘中袋式除尘技术，尤其高效（≥99.5）低阻（≤1500Pa）的脉冲喷吹类袋式除尘设备将占据主导地位。
总之，为了使粉尘危害得到有效防止，改善井下施工人员的作业环境，要总结预防粉尘危害的防治措施及结验，使预防粉尘工作取得显著效果。
参考文献：
[1]李建林.煤矿采掘作业中的粉尘污染问题及治理措施[J].山西煤炭，2013，33（09）：63-64.
[2]蒙永军.采掘工作面的尘源与煤矿粉尘防治技术[J].科技信息，2013（26）：373.
论文作者:刘德才
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/23
标签：粉尘论文; 工作面论文; 技术论文; 煤矿论文; 采煤机论文; 支架论文; 矿井论文; 《基层建设》2018年第6期论文;