神华神东开拓准备中心 内蒙古鄂尔多斯
摘要：随着经济的发展，煤炭作为不可替代的主体能源，长期占我国一次能源消费总量约70%。预计到2030年，这一比例仍将高达55%左右，煤矿资源是社会发展不可或缺的重要资源，随着煤矿深入开采，采场条件日益艰苦，矿尘是煤矿生产中的主要灾害之一，它不仅造成尘肺病，而且导致重特大事故的发生，给矿工、企业和国家带来巨大的灾难和损失.其产生的煤尘、岩尘对于工作人员的身体健康造成的威胁也日益严重，防尘工作严峻性刻不容缓，本文主要就煤矿采掘工作面的防尘方法进行了分析研究。
关键词：煤矿采掘；除尘器；防尘
引言
煤矿粉尘是煤矿五大危害之一，不仅仅具有爆炸性，而且污染工作环境，降低生产组织和标准化水平，同时矿工长期吸入大量粉尘，往往会患上尘肺病，严重影响煤矿安全生产和矿工的身体健康。合理选用除尘技术和实用可靠的除尘设施，可以有效降低粉尘浓度，是改善煤矿作业环境、促进煤矿安全生产的一个重要环节。
一、煤矿粉尘产生的原因和危害
煤尘的产生，在掘进过程中，如割煤、出煤、钻眼、扫帮及清煤作业等各个环节后会产生大量的煤尘，由于不同的原因，比如煤、岩地质条件和物理性质等的不同，不同的矿井、掘进方式、作业方法、机械化程度等不同，都会产生不同程度的煤尘，一般来说，机械化程度越高，煤尘产生的越多。
煤尘的危害，煤尘一般指在掘进过程中产生的微细固体颗粒总称。不仅危害环境，影响人员患尘肺病，而且具有爆炸性。根据最新官方数据，2015年共报告职业病29180例，职业性尘肺病最多，为26081例。2016年共报告职业病31789例，职业性尘肺病及其他呼吸系统疾病28088例。以我国为例，1949-2007年，共发生煤尘爆炸事故103起，造成4613人上伤亡。此外，我国煤炭工业的的粉尘职业危害十分严重，居各大行业之首，煤矿目前统计的尘肺病患者已愈60万人，且每年新增尘肺病例1.2万例，每年因尘肺病死亡的人数约2500人。
二、煤矿采矿采掘工作面的防尘方法分析
1、从源头治理粉尘
在采掘工作面，神东煤炭集团公司所属煤矿主要采取湿式打眼、煤层注水，且对开采过程中使用的采煤机、连采机、掘锚机、综掘机等进行改进。
比如煤层注水，指的是在通过钻孔将压力水和和水溶液注入煤体，增加水分。以改变煤的物理力学性质、热力学性质，减少煤尘的产生，湿润煤体的原生煤尘，煤层注水技术保证煤层在开采之前就具备了足够的湿润度，使其有效的包裹煤体的每个细小部分，当煤体破碎时避免细粒煤尘的飞扬。根据煤层的可注性，选择合理的煤层注水孔布置方式、参数、注水压力、注水工艺、注水装备，是保证煤层注水效果抑制粉尘分扬的良好措施，通过煤层注水的方式，可以有效降低矿井中的煤尘量的60%左右。国外在煤矿采掘工作面中使用煤层注水较为普遍，而我国的使用几率较低。现阶段，我国根据我国的地质条件，对煤尘注水进行了改善，大大提高了我国煤矿中的尘源率。
湿式打眼是有效防尘措施，神东煤炭集团开拓准备中心所属的综掘队都使用北京景隆公司生产的双臂锚杆机支护，湿式打眼是指在采掘工作面打眼时，将具有一定压力的水通过钻具送入正在钻进的钻孔孔底，湿润并冲洗钻孔中的煤（岩）粉，使煤（岩）粉在钻孔中变成浆液流出。湿式打眼工器具主要有：帮部钻机、侧向供水器、湿式麻花钻杆、湿式帮部锚杆钻头。侧向供水器用于连接钻杆和帮机，简单来说就是风水联动装置。侧向供水器上连接水管进行导水。湿式麻花钻杆为空心，与顶部钻杆一样中空导水，麻花钻杆一端与侧向供水器连接，一端与帮部钻头连接，均采用螺纹连接方式。湿式帮部锚杆钻头也是中空设计，采用螺纹连接到麻花钻杆上。通过中空设计，从侧向供水器到麻花钻杆再到帮部钻头，形成了一个导水通道，将水管中的水导入孔底，将煤岩粉排出。湿式打眼的优点：1、提高效率。通过现场试验，采用湿式打眼在煤体中施工一根2.2m锚杆孔的时间比干式打眼节省35%以上，另外施工过程中更省力，仅一人即可操作，不需来回抽拔钻杆吐煤粉。2、有效降尘。我国目前已在煤矿岩巷掘井中推广使用了湿式打眼，降尘效果十分显著，有的资料表明，湿式打眼比干式打眼降低94%～98%的产尘量。通过湿式打眼，员工在迎头施工过程中无需佩戴防尘口罩，灭尘效果非常明显。极大的降低了支护的粉尘。
2、喷雾降尘
喷雾降尘具有经济节约、实用简便等优点，而且除尘效果较好，现在已经成为最为广泛的煤矿采掘工作面降尘方式之一。
2.1采煤机和掘进机喷雾降尘技术
通常掘进机的降尘方式有喷雾式和抽出式两种，喷雾式除尘是喷嘴把具有一定压力的水高度扩散，使其雾化，是粉尘附着在雾状水粒表面沉淀下来，已达到灭尘效果，除尘方式分为内喷雾和外喷雾，目前神东煤炭集团开拓准备中心综掘机都采用内外喷雾相结合的办法，并且和截割电机、液压系统的冷却要求结合起来进行设计，起到了较好的除尘效果。
2.2自动化喷雾降尘技术
目前，除人工操作喷雾开停之外，创新了喷雾降尘自动化装置，喷雾降尘装置的主机内部采用模块化设计，具备液晶显示，人机交互等功能，通过与红外线传感器、触控传感器、红外热释传感器、循环定时控制模块的配套使用，形成了多种用途的矿用自动喷雾降尘装置，达到了一机多能的效果。
3、除尘器除尘
现阶段，除尘器除尘是除尘工程系统有效的一种措施，是未来有效务实的一种措施。国内煤矿采取的除尘器包括自激式除尘器、干式气动阻滤旋转除尘器、湿式纤维除尘器以及干式布袋除尘器等，在我国煤矿采掘工作面中使用的较为广泛，净化了空气，提供了良好的工作环境，提高了煤矿生产过程的降尘率，达到了90%。现将在神东煤炭集团公司使用过的除尘器的优缺点列出，具体如下：
3.1除尘器有KCS550D湿式除尘风机，绝大多数选择在回风巷安装抽尘式风机和湿式除尘机不仅存在高耗能、高维护的问题而且粉尘全部转移到了回风巷，造成了二次污染，极低的巷道的能见度影响到辅助运输的安全、大量弥漫在巷道中的粉尘。
.3.2 HBKO1/600型干式除尘器
含尘气体经过风流通道（旋转风筒）均匀进入滤袋，在此过程中粉尘即被滤袋的外厕所阻拦，经过净化处理的气体上的粉尘达到一定厚度时，电磁脉冲阀开启，压缩空气从滤袋出口处的文丘里喷嘴自上而下与气体外排的相反方向吹入滤袋，将吸附在紧凑型滤芯外表面的粉尘请落到下面的链式刮板中经清理用的阀门排出，文丘里喷嘴可以诱导大量的气体的刚被净化的气体进入袋中，其体积数倍于喷嘴喷出的压缩空气，而且流速很高形成空气波，使滤袋口至底部发生急剧膨胀和冲击振动，具有很强的清灰效果。
HBKO1/600型干式除尘器是由8个这样单一结构串联在一起的除尘器，该使用单位设定间隔时间约为10s，脉冲时间为300ms，再进行下一组进行喷射。可根据粉尘的性质和浓度来调节间隔时间（2-200s）和脉冲时间（30-1000ms）。由于滤芯上的积灰能及时清理，故使得除尘器总是保持良好的工作状态。
2012年3月23日，神华神东煤炭集团通风管理部和安监局安全检测中心、哈拉沟矿相关人员对开拓准备中心综掘二队施工的哈拉沟矿12煤东翼辅运上山掘进工作面，安装的HBKO 1/600 型干式除尘系统除尘效果进行了测试，总体情况如下：
哈拉沟煤矿12煤东翼辅运上山掘进面设计长度253米，剩余130米，断面19.5平方米，工作面风速0.31米/s，采用2*18.5kwDBKJNO.6.0两台局部通风机供风，供风距离200米。
经哈拉沟矿12煤东翼辅运上山掘进工作面现场测试，粉尘浓度结果如下：
哈拉沟矿12煤东翼辅运上山掘进工作面测试情况表
矿哈拉沟煤矿12煤东翼辅运上山掘进面通风系统布置图
4、员工个体防护。目前，国内的个体防护措施具有自吸式防尘口罩、过滤式送风防尘口罩等，由于重点突出，使用面广，对保护矿工的健康起到了积极作用。个体防护措施的阻尘效率高，是解决矿山粉尘危害重要技术措施之一。《职业病防治法》规定：用人单位为劳动者个人提供的职业病防护用品必须符合防治职业病的要求。同样，从事和接触粉尘的作业人员使用的防尘口罩也要符合要求，按照国家质量监督检验和检疫局、国家标准化管理委员会公布的呼吸防护用品GB2626-2006标准，生产防尘口罩的单位必须依法取得生产经营许可证，所有防尘口罩的生产技术规范必须符合相应标准。该标准规定了呼吸防护用品的生产和技术规范，对防尘口罩的材料、结构、外观、性能、过滤效率（阻尘率）、呼吸阻力、检测方法、产品标识、包装等都有严格要求。防尘口罩的材料必须对皮肤无刺激性、无过敏性，滤材对人体无害；防尘口罩的结构要方便使用；防尘口罩的过滤效率（阻尘率），颗粒直径小于5微米阻尘率必须大于90%，颗粒直径小于2微米的阻尘率必须大于70%。该标准把防尘口罩分为油性防尘口罩P类和非油性防尘口罩N类；并根据阻尘原件的性能和阻尘率的高低分为KN90、KN95、KN100、KP90、KP95、KP100六类。KP类型适用于防带油性的粉尘，如石蜡、玉料油等。KN类型适用于防非油性粉尘，如食盐、石矿等。型号中的数字越大，表明阻尘率越高，防尘安全系数也越高。购买时，要针对不同环境粉尘浓度高低选择所需口罩。
三、煤矿井下防尘科学管理展望
为适应新世纪采矿工业的发展，建立安全、清洁的作业环境，对呼吸性粉尘的控制，是煤矿防尘工作的主要发展方向。我们应在吸收国外防尘技术先进经验的基础上，重点发展适合我国煤矿生产条件的吸尘滚筒、高压水辅助切割降尘技术、高压或超高压喷雾降尘、干式布袋除尘技术、声波雾化除尘技术、预荷电降尘技术等。另外，利用生物技术制造成的生物聚会物等新材料，可做成低阻力、高阻尘率的个体防护用具，防止呼吸性粉尘及其它有毒、有害气体进入人体，保护人体健康。目前，神东煤炭集团多措并举提高除尘效果，使员工能够在一个良好的工作环境中组织生产，极大的保证了员工的身体健康，提高了工作效率。
论文作者:尹长青
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/16
标签：粉尘论文; 煤矿论文; 煤尘论文; 工作面论文; 除尘器论文; 口罩论文; 钻杆论文; 《基层建设》2018年第28期论文;