关于煤矿综采中粉尘治理措施的研究

2014-04-17张忠磊

科技视界 2014年14期

关键词：水幕尘肺病防尘

张忠磊

（重庆市天府矿业有限责任公司三汇一矿，中国重庆401535）

0 前言

当前，煤矿粉尘问题日益突出，极大威胁到了工人的身体健康和煤矿生产安全。在煤矿的作业过程中，采煤工作面是粉尘的重要来源。因此，要加强对煤矿综采粉尘治理。

1 煤矿粉尘

1.1 煤矿粉尘的基本概念

在煤矿生产过程中，煤、岩石和其他物质的细微颗粒随着煤、岩石的破碎而产生，通常情况下这种细微颗粒被称为煤矿粉尘，或者称生产性粉尘或矿尘等。根据矿尘的组成成分不同，通常情况下，煤矿粉尘主要分为煤尘和岩尘两类。

1.2 粉尘分类

（1）全尘

也称总粉尘，通常情况下是指在空气中通过采用敞口采样器采集到一定时间内悬浮的全部的固体微粒。

（2）呼吸性粉尘

通常情况下是指被吸入人体肺部，并且在一定程度上能够滞留于肺泡区的浮游粉尘。

（3）浮游粉尘通常情况下是指在矿井空气中悬浮的粉尘。

（4）沉积粉尘在矿井内部，在自身重力的影响下，进而在一定程度上降落在巷道顶、帮、底板和物体上的粉尘。

（5）粉尘浓度单位体积空气中所含粉尘的质量(mg／m3)或颗粒数(粒／cm3)。

（6）粉尘粒度分布又称为粉尘分散度。在含尘空气中，各种不同粒径粉尘的质量或颗粒数占粉尘总质量或总颗粒数的百分比。

（7）游离二氧化硅岩石或矿物中没有同金属或金属氧化物结合的二氧化硅。

2 煤矿综合防尘管理工作现状

加大综合防尘管理，创建无尘化清洁型矿井是煤矿综合防尘管理的目标，粉尘是煤矿五大灾害之一，一方面，粉尘具有爆炸危险性，粉尘爆炸引起的损失不亚于瓦斯爆炸；另一方面，矿井中的呼吸性粉尘吸入肺部可能引起尘肺病，影响工人身体健康；再有大量的矿尘排入大气，也会严重的污染环境。随着煤矿采掘机械化程度的提高和生产强度的加大，矿尘的生成量也急剧上升，尤其是煤矿综采工作面，在割煤、移架的过程中，产尘的粉尘浓度比较高，不仅降低了工作场所的能见度，而且也影响安全生产。工作人员长期吸入矿尘之后，轻者会患有呼吸道炎症，重者会患有尘肺病，严重危害人们的身体健康。当煤尘浓度条件具备一定程度的情况下，就会引起燃烧或煤尘爆炸，酿成严重矿井灾害事故。在我们实际工作中采用了煤层注水、工作面系统安设喷雾系统等措施后，在综采工作面（以朔里矿N328 综采工作面为例）产尘源煤机割煤、落煤点的全尘浓度345.8mg/m3，呼吸性全尘浓度111.9mg/m3；司机点全尘浓度320.5mg/m3，呼吸性粉尘浓度90.1mg/m3。工作面生产期间，风巷粉尘浓度达到180.8mg/m3。粉尘浓度较高，割煤机喷雾不能覆盖煤机割煤时产生的尘源，加上现有的综合防尘措施效果不好，导致粉尘浓度较高。

3 煤矿粉尘的危害

粉尘不仅是煤矿安全生产的大敌，也是职工健康的隐形杀手。如前所述，露天煤矿开采强度大，机械化程度高，生产中伴生了大量粉尘，受气象条件的影响随风飘扬；而沉降后的粉尘也很容易二次飞扬，致使空气质量下降。粉尘对人体健康、机电设备、安全生产等多方面均有严重的危害。

3.1 损害职工健康

职工长期接触生产性粉尘，除引起人体咽炎、鼻炎等一些常见病外，极易引起尘肺病。有关统计资料显示，自19 世纪50 年代我国建立职业病制度以来，已累计有超过14 万矿工死于尘肺病，粉尘引起的尘肺病人数也占全国工业系统尘肺病人数的40%，高居各行业首位。

3.2 加速设备磨损

矿山设备部件混入粉尘后造成磨损加剧，导致设备寿命缩短。特别是对叶轮等转速很高的大型风扇，由于通过的风速可达每秒几十米，空气中裹挟的粉尘对叶片的磨损尤为严重。例如，部分精密仪器要求必须提前对进入的空气进行过滤和净化处理。

3.3 影响安全生产

作业场所粉尘浓度高使能见度降低，操作人员不能清晰地看到周围的事物，容易发生操作错误而引发事故。特别是道路交通方面，对安全行车造成了极为不利的影响，由于道路粉尘影响了司机视野，只能低速行驶，从而降低了运输效率，甚至造成严重的交通事故。

3.4 污染矿区环境

露天煤矿作业区、排土场、矿区道路、选煤厂等都是粉尘集聚区，其特点是粉尘量大，影响范围广。据有关报道，我国西部地区的部分露天煤矿已成为局部沙尘暴的源头之一。

4 煤矿综采工作面粉尘防治技术设计

综采是煤矿综合机械化采煤的简称；一般指机械化率达到95%以上，综采工作面防尘越来越受到重视，煤矿粉尘是矿井五大灾害之一，随着综采工作面综合防尘要求和技术的大大提高，很多煤矿现在投入资金用于安装设备和防尘措施，重点完成一些优质采掘工作面、井底车场及变电所等，完成了监控系统升级改造；各采掘队组配齐了探放和排放水设备，实现了探掘分离；装备了斜井架空人车、蓄电池变频电机车、“虹膜”安全考勤装置，提高了矿井的安全系数；改造了406 变电所环形供电设施；改造了通风系统，安装了防尘管路9500 米，增设自动净化水幕12 组；建立和完善了安全风险抵押机制等系列安全保障措施和制度；构建安全管理体系，推行了“金字塔”安全管理法、“手指口述法”“岗位描述法”。另外，成功研制的煤层注水配套设备专门治理粉尘取得非常好的效果。研究切实可行的煤层注水湿式钻孔作业中水对环境污染的问题防治技术，将有助于进一步有效地降低以往煤层注水封孔过程中存在的问题，粉尘浓度、改善作业环境的劳动卫生条件。而且把煤层注水封孔技术和钻孔作业时防尘措施结合起来，效果就非常明显。

5 煤矿综合防尘技术应用措施

煤尘的产生主要有采煤工作面的产尘、掘迸工作面的产尘、其他地点的产尘。防尘设施的设置非常重要，主要有以下几点：

（1）要求掘进机内外喷雾完好，且掘进时喷雾常开，能保证正常使用。

（2）在转载机尾以外5m 设置一道移动式净化水幕，外距此道净化水幕20-30m 处再设置一道净化水幕。掘进时随工作面推移而净化水幕向工作面移动且保持正常使用。

（3）综掘面距掘面正头50-100m 范围内由施工连队负责设置两道全断面牢固可靠的捕尘网，随工作面推进而推移。

（4）施工连队每班对掘进工作面50m 内的巷道每班次实施冲洗巷道，无积尘现象。

（5）锚喷支护作业，必须采用湿式钻孔。喷浆回风流侧20-30m 范围内必须至少设置一道净化水幕。

（6）工作面掘进、实施防突预测，效检时保证工作面20m 范围内喷雾打开一道正常使用。

（7）皮带机头、刮板机转载点处必须按标准设置喷雾。

（8）皮带机头、刮板机转载点处20m 范围内巷道每班次实施冲洗巷道，确保无积尘。

6 煤矿粉尘防治管理措施

6.1 建立合理的通风除尘系统

所谓矿井通风，通常情况下是指借助机械或自然动力，向作业点连续地供给新鲜空气，对有毒、有害的气体和粉尘进行稀释并排除，同时对矿内气候条件进行调节。

6.2 建立和完善检查管理制度

通过对职工进行防尘知识培训，进而在一定程度上做好防尘、保护工作，成立专门的组织机构，建立和完善检查管理制度。首先加强维修和管理现有的通风除尘系统、通风设备，在一定程度上确保通风效果。其次定期对接触尘毒的人员进行身体检查。

6.3 个体防护

所谓个体防护，通常情况下是指通过佩戴各种防护面具，进而在一定程度上减少吸入体内粉尘的数量。目前，个体防护用具主要有自吸式防尘口罩、过滤式送风防尘口罩、气流安全帽等，煤矿工人借助这些护具能呼吸净化过的清洁空气，同时对正常工作不构成影响。个体防护措施具有较高的阻尘效率，在一定程度上降低矿山粉尘对矿工身体健康的危害，积极推广个体防护技术，必将促进矿山防尘工作，使矿山职工免受粉尘的危害。