矿井粉尘控制技术研究

2014-11-10生庆岩

科技创新导报 2014年12期

关键词：防治措施

生庆岩

摘要：煤矿粉尘是岩尘和煤尘的统称，粉尘危害是煤矿的重大危害之一。随着煤矿采掘机械化程度的提高，产尘量也剧增，粉尘治理的好坏直接关系到煤矿的安全生产，关系到矿工的身体健康。

关键词：粉尘控制防治措施防尘设施

中图分类号：TD163 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0024-01

1 影响因素及粉尘防治的主要技术

影响矿井粉尘产生的因素有自然条件因素和生产条件因素，包括煤层的赋存条件、地质构造、煤岩物理性质和采掘机械化程度、生产集中化程度、采煤方法及截割参数、生产工序、通风状况等。针对我国煤矿几十年来积累的防尘经验，大体可将煤矿粉尘防尘措施分为5大类。

1.1 减尘措施

减尘就是减少和抑制尘源产尘。减尘措施包括两个方面：一是减少各个产尘工序的产尘总量和产尘强度，从产尘数量上把关；二是减少对人体危害最大的呼吸性粉尘所占的比例，在降尘质量上设防。

1.2 降尘措施

降尘措施是使悬浮于矿井风流中的粉尘及早沉降下来。降尘措施是减少浮游粉尘浓度的防治性措施。常采用的煤矿降尘主要是利用喷雾洒水、喷射泡沫和其他办法加速粉尘的沉降。

1.3 排尘措施

排尘是指加强通风对除尘的作用，利用新鲜风流稀释并排出采用前述防尘措施尚未沉降的那部分粉尘。

1.4 除尘措施

除尘时将空气中浮游粉尘聚集起来一起处理的一项聚歼性措施，它主要利用吸尘器和捕尘器来完成。

1.5 个体防护措施

个体防护措施是指通过佩戴各种防护面具以减少吸入人体粉尘量的一项补救性措施。

2 矿井粉尘分析

为了解井下各生产工序产生粉尘的浓度大小和变化规律，对冀中能源股份有限公司邢东矿井下综采工作面的各工序的粉尘浓度进行现场测定。

2.1 工作面参数

走向长683 m，倾斜长99.6 m。煤层平均厚度3.9 m，一次性采全高3.9 m。断面面积S=14.6 m2，风量Q=914 m3/min，风速V=1.5 m/s，温度T=17 ℃。

2.2 防尘措施

（1）煤层注水：在距工作面80～100 m超前注水，注水孔间隔为10 m。（2）采煤机内喷雾：不能正常使用。（3）采煤机外喷雾：在采煤机两个摇臂上均安装由外喷雾模块，各安装了三个锥形喷嘴，喷雾水压6 MPa。喷嘴雾化效果较好，水雾能覆盖产尘点。（4）液压支架架间喷雾：在每组液压支架上风侧安装有三个锥形喷嘴，喷嘴的雾化效果较好，基本上能覆盖工作面断面。（5）转载点喷雾：破碎机及转载点均安装有喷雾装置。（6）回风巷全断面水幕：在距迎头30 m内安装有第一道水幕，除尘效果显著，第二、第三道水幕能正常使用。

3 粉尘浓度测定结果分析

根据粉尘浓度测定规程，结合现场实际，在综采工作面距煤壁1.8 m处，电线槽内侧呼吸带高度布置采样点。采用AKFC-92A粉尘采样仪进行采样，采样时间均为2 min，流量为20 L/min。采样后称重，计算得到数据。

（1）逆风割煤时粉尘浓度沿程分布

①上风5 m处粉尘浓度开始迅速增大，主要是由于上滚筒在割煤时，煤块在下落过程中产生大量粉尘，并且这部分粉尘不易被外喷雾覆盖，粉尘在随风流漂移过程中逐渐扩散至整个工作面。

②逆风割煤时采煤机下风侧大概10 m位置粉尘浓度最大，全尘为660.7 mg/m3，呼吸性粉尘为356.4 mg/m3。

③采煤机后滚筒下风向10米处以后，粉尘浓度又开始逐渐减小，粒径比较大的粉尘在此过程中逐渐沉降、被捕集，在下风侧30 m位置处粉尘浓度降到250 mg/m3左右。

④呼吸性粉尘所占的比重较高，平均达到了66.34%，大大加大了粉尘对人体的危害性。

（2）顺风割煤时粉尘浓度沿程分布

①顺风割煤时粉尘浓度比逆风割煤时要高。粉尘浓度最大点在采煤机下风向15～25 m处，即前滚筒下风向10～20 m处，最高全尘浓度为562.3 mg/m3，呼尘最大浓度为350.4 mg/m3。

②后滚筒上风向10 m处粉尘浓度较大，主要是受移架的影响。在移架和后滚筒的共同影响下，在采煤机中部粉尘浓度达到第一个峰值；下风20 m后粉尘浓度迅速下降，到下风30 m以后粉尘浓度降到200 mg/m3以下。

③呼吸性粉尘的比重仍然比较大，平均为68.81%。

（3）移架时粉尘浓度沿程分布