井下煤尘综合防治措施

徐 涛，马利军

中煤邯郸设计工程有限责任公司矿井工程所，河北邯郸 056031

高家庄煤矿位于山西省吕梁市，设计生产能力3.0Mt/a。根据地质报告提供的资料，首先开采的2号、4号煤均有爆炸危险。设计采用综合防治措施，减少煤尘对矿井安全生产的危害。

1 煤尘产生的原因

煤炭的生产过程实际是一个将原始存在的整块煤体切割分成无数个煤块的过程。由完整的煤体通过机械的切割破碎，势必产生很小的煤体微粒，较多的小煤体微粒聚集成粉尘。

2 煤尘种类及危害程度分析

2.1 粉尘种类

粉尘指矿井采掘过程中所产生的各种煤、岩矿物微粒，包括煤尘和岩尘，悬浮于空气中的矿尘称浮尘，沉落的矿尘称落尘。

2.2 粉尘的危害

生产过程中，接尘作业工人长时间吸入粉尘，能引起肺部组织纤维化病变、硬化，从而逐渐丧失正常的呼吸功能，导致尘肺病，尘肺病是无法痊愈的职业病。

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爆炸，其危害性远高于单纯的瓦斯爆炸。

3 综合防尘措施

3.1 湿式作业

3.1.1 回采工作面

工作面配有喷雾泵站，采煤机机组配有内、外喷雾装置，坚持无水不割煤。割煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不得小于2MPa，外喷雾压力不得小于4MPa，喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于8MPa。外喷雾罩住全滚筒，内外喷雾不完好，不准生产。机组司机在采煤机开动前必须首先打开机组喷雾，确保使用正常后，方可开机，否则不能开机割煤。割煤时内喷雾堵塞时，必须停机处理。

3.1.2 掘进工作面

3.1.2.1 湿式凿岩

湿式凿岩是普掘工作面综合防尘技术的重要内容。设计采用气腿凿岩机，压力水通过凿岩机、钻杆送入并充满孔底，以湿润、冲洗和排出产生的矿尘。湿式凿岩的除尘率可达90%左右。

3.1.2.2 “水炮泥”爆破降尘

水炮泥就是将装水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼内，如图所示。爆破时水袋破裂，水在高温高压下汽化，然后或以细散尘粒为核心凝结，或凝结成雾粒湿润矿尘，达到降尘的目的。

1.黄泥； 2.水炮泥； 3.炸药包

3.2 煤层注水

3.2.1 注水方式的选择

根据《煤矿安全规程》，煤尘有爆炸危险的煤层需要采取注水措施。

本矿井煤层赋存稳定，倾角小，构造简单，设计确定煤层注水方式为长孔注水。为保证钻孔质量，从工作面巷道向煤体双向注水。

根据矿方实际情况，煤层注水方式为：随着回采工作面的回采推进度，回采工作面运输巷及回风巷以超前工作面80m～100m及时进行动压注水。

3.2.2 注水参数

1）钻孔直径：113mm；2） 钻孔长度：90m；3） 钻孔间距：8m；4） 钻孔布置方式：工作面运输巷及工作面回风巷均布置钻孔；5） 封孔方式：进行水泥砂浆封孔或直接利用涨圈式封孔器封孔。

3.2.3 注水设备

每个回采工作面配备BZW400/16型注水泵两台，配套功率110kW，额定流量21m3/h。注水钻机型号为ZDY3200S型全液压钻机。

3.3 洒水降尘

井下煤炭在转运过程中，由于振动，转载、风流等作用下，不可避免的产生粉尘。因此设计在回采工作面和回风巷道的连接处设置两道弧形净化水幕；在采煤工作面进回风巷靠近上下出口30m内、掘进工作面迎头50m内、装煤点下风向15m～25m处、带式输送机巷道、采区回风巷及运煤的进风巷、进风大巷、回风大巷均设置一道水幕用来净化风流，以控制井下巷道中的含尘量。

在井下采掘工作面的刮板输送机、转载机、破碎机以及运输系统中的带式输送机、煤仓等转载点处设置喷雾防尘装置，喷雾防尘装置采用ZP127-Z型矿用自动洒水降尘装置；

3.4 隔爆措施

爆炸后产生的气体温度高、压力强、破坏性大，它的温度达1600℃～1900℃，压力约1MPa，一旦爆炸，往往波及范围较大。爆炸波还可将巷道内的积尘扬起，造成连续性爆炸，离开爆源越远其破坏力越大。煤尘爆炸时产生大量一氧化碳，空气中含量可达2%～3%，很容易造成大范围的人员伤亡。

为了尽可能的降低煤尘爆炸的影响范围，设计在井下巷道内设置隔爆水棚。

3.4.1 主隔爆水棚主要布置在下列巷道

矿井两翼与井筒连通的主要巷道；相邻采区之间的集中辅助运输、带式输送机巷和回风巷；相邻煤层之间的集中运输斜巷石门。

3.4.2 辅助隔爆水棚主要布置在下列巷道

工作面进、回风巷道；盘区内的煤与半煤巷掘进巷道；采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其它巷道。

3.5 个体防护措施

根据国家安全生产监督管理局（国家煤矿安全监察局）第5号令《煤矿安全生产基本条件规定》第十九条：煤矿应当加强粉尘的检测和防治工作，制定职业危害防治措施，并为从业人员提供符合标准的劳动防护用品。

根据《煤矿职业安全卫生个体防护用品配备标准》（AQ 1051-2008）的规定，本矿井接触粉尘工人全部佩戴防尘口罩。对新入矿工人必须进行职业健康检查，并建立健康档案。对井下工人必须定期进行职业病健康检查，检查结果记入健康档案。

4 结论

通过以上在减少粉尘的产生、抑制粉尘的扩散、控制煤尘爆炸的范围、降低煤尘对井下工人的伤害等综合防尘措施，使工作环境的产尘量大幅度下降，达到《煤矿安全规程》第七百三十九规定的标准，保证矿井生产的安全及人员的健康。