煤矿井下综合防尘措施与途径探究

郝候平

(桃园腾阳能源集团有限责任公司，山西 吕梁 033400)

煤矿井下综合防尘措施与途径探究

郝候平

(桃园腾阳能源集团有限责任公司，山西 吕梁 033400)

在煤矿生产中，为保证矿井的安全，必须采取综合防尘措施，包括减少煤尘生成量、降尘除尘、煤尘爆炸的隔爆、消除火源和防尘组织管理等措施。

井下；防尘措施；途径

1 减少煤尘生成量措施

第一，煤层注水。其一，短钻孔注水。在采煤工作面采煤前，垂直或斜交工作面打注水钻孔，钻孔深度一般稍长于循环进度0.3 m，孔间距一般为1.5 m～2 m。当采高小于1.8 m时，可打单排眼，注水孔布置在工作面的中部偏上位置。采高大于1.8 m时，可布置三花眼。注水压力根据煤层硬度确定，以不泄水为原则，注水量以单孔注水总量使湿润煤体水分不小于15%，一般以煤壁“出汗”为标志。短钻孔注水时，煤体处于卸压带，透水性强，不需要太高水压，对地质条件适应性强。但注水与回采交叉，相互有干扰。其二，长钻孔注水。在采煤工作面进、回风巷内，超前工作面布置钻孔向煤体注水。钻孔可分为上向孔、下向孔和双向孔等。钻孔布置方式、钻孔深度、钻孔间距按煤层透水性、工作面长度、钻机性能及煤层构造、倾角、厚度等综合考虑。其三，煤层注水综合效果。煤层注水除具有良好的防尘作用外，也有利于排放煤层瓦斯、预防冲击地压和有利于落煤等综合效果。防尘规范规定：在煤层厚度大于1.3 m，煤层顶板、倾角稳定，没有或有较小的走向断层，顶板吸水后不会影响生产，煤的孔隙率大于4%时，应优先采用长钻孔注水。对于缓倾斜煤层，厚度小于1.3 m或围岩有严重吸水膨胀性，或地质情况复杂，煤层倾角变化大，煤的孔隙率大于4%，透水性极弱时，应采用短钻孔注水。为提高注水效果，可采取间歇注水、孔内震动爆破、水中加入润湿剂等措施。

第二，采空区灌水。采用垮落法分层开采厚煤层时，可在上一分层采空区内灌水，湿润下一分层。此法设备简单、方便施工、投资较少、收效较大、除尘效果好，同时可润湿冒落的顶板和浮煤，促使再生顶板的形成，改善作业环境，降低材料消耗。采空区灌水适用于煤层透水性好、有较长超前润湿期、厚煤层分层开采或近距离煤层分层开采等。

第三，水封爆破、水炮泥。爆破时，将一个或几个水炮泥装满水塞入炮眼，炸药爆炸时，高温高压气体把水压入煤层使之湿润降尘。据试验，用一个水炮泥，降尘率可达41%～62%，用两个水炮泥，降尘率可达63%～74%，炮烟量减少70%左右，有害气体量减少37%～46%，同时具有降低爆温、消除炸药火焰、防止引燃瓦斯煤尘的作用。《煤矿安全规程》规定：工作面回采、巷道开掘与掘进都必须采用水炮泥。

第四，选用适当的采煤方法和工艺。要选择产生矿尘量小的采煤方法和工艺：a. 有条件的矿井采用水采水掘；b. 尽可能避免采用掘进率高的采煤方法，如短壁式、巷柱式；c. 减少炮眼数量；d. 减少放炮次数和炸药消耗量等。

第五，选用合理的采煤机。采煤机不合理的牵引速度和截割速度、截齿形状和切割方法，都可能使矿尘生成量增加。选择采掘机械时应注意以下问题：a. 选用镐形截齿，加大刀头前倾角；b. 加大截齿距，减少齿数；c. 适当截深；d. 牵引速度和截割速度的最佳配合。

第六，湿式打眼。湿式打眼可以预防由于钻杆过热引燃瓦斯等综合作用。《煤矿安全规程》规定：在煤岩层中掘进与炮采，都必须湿式打眼。

2 降尘、除尘措施

第一，通风除尘。通风除尘是防尘的重要手段之一，也是其他防尘措施的重要保障。风速直接影响空气中粉尘的含量，风速过低时，不能及时将浮尘排出作业场所；风速过高时，可扬起落尘使其飞扬。当条件允许时，采区采取轨道上山进风、运输土山回风，工作面采用下行通风方式，使煤炭运输方向与风流方向一致，不仅可降低空气中的粉尘浓度，而且有利于降低温度和风流中瓦斯含量。掘进工作面在条件许可时，采用抽出式通风、混合式通风或除尘风机等，可大大降低工作面的粉尘浓度。第二，喷雾、洒水除尘。以水抑尘是目前广泛采用的一种除尘方法，该方法除尘率高，且简便易行。主要措施有爆破喷雾，爆破时矿尘生成量大，矿尘浓度高。爆破后立即喷雾，不仅可以防尘，而且可以降低爆破时产生的炮烟和有害气体。《煤矿安全规程》规定：采掘工作面应爆破喷雾，即在采煤工作面出口50 m范围内，掘进工作面10 m～15 m范围内安设喷雾装置，爆破的同时连续喷雾5 min以上，喷嘴的位置以水雾覆盖巷道全断面为原则，喷雾压力不得小于8 MPa。第三，风流净化。采掘工作面都应独立通风，使用除尘器除尘，设置风流净化水幕。第四，防止落尘二次飞扬。主要防治措施有清扫并运出沉积煤尘、定期冲洗煤壁和巷帮，巷壁刷浆，巷壁喷洒黏结液等。

3 煤尘爆炸的隔爆措施

第一，岩粉棚。使用岩粉棚时，应注意下列事项：其一，岩粉用量按巷道断面积计算，断面大的主要巷道中设置的岩粉棚，岩粉用量不小于400 kg/m2，其他巷道的辅助岩粉棚不小于200 kg/m2。其二，为利于岩粉受冲击扬起，岩粉板由数块小岩粉板拼接而成，堆积岩粉后岩粉与顶梁的间隙不小于100 mm，并不大于300 mm。其三，岩粉棚应有一定高度，岩粉板至轨面高度不小于1.8 m，以不影响通风、运输行人等功能。其四，岩粉棚成列布置在巷道的直线段，与工作面的间距为60 m～300 m，重型棚棚间距为1.2 m～1.3 m，轻型棚棚间距为1 m～2 m。其五，岩粉质量应满足如下要求：a.岩粉中可燃物含量不得超过5%；b.岩粉中游离二氧化硅含量不得超过10%；c.岩粉中绝对不含任何有害物质；d.具有一定的抗湿性。其六，岩粉棚每月至少应检查1次，若岩粉受潮变硬，可燃物含量大时，须立即更换。若岩粉量减少应及时补充，岩粉表面沉积煤尘时应及时清除。

第二，水棚。将热容量大于岩粉5倍的水替代岩粉就形成了水棚，水棚由水槽组成，其隔爆原理近似于岩粉棚，爆炸冲击波掀翻水槽形成水雾带，水雾吸收爆炸火焰热量，润湿煤尘并减弱其飞扬性，水蒸气可降低空气中氧气浓度，阻止爆炸波传播。水棚可长期使用，更换方便，但水散失落地后，对第二次爆炸不起作用。水棚的水槽是用具有一定强度、硬质易碎的聚氯乙烯或聚氨酯塑料制成，形状为倒梯形，容积有40 L、70 L和80 L 3种，主要用于隔爆棚。水棚使用时应注意以下事项：其一，水槽棚可用于主要隔爆棚，水袋棚只能用于辅助隔爆棚。水槽棚在巷道断面上的布置形式有吊挂式、上托式、混合式，水袋棚只能采用吊挂的方法。在巷道中的布置方式有集中式和分散式，其中分散式只能用于辅助隔爆棚。其二，水棚距轨面的距离不小于1.8 m。需要挑顶时，水棚区的巷道断面与其前后各20 m范围内应一致。其三，集中式布置水棚用水量按巷道断面计算。主要水棚不小于400 L/m2，辅助水棚不小于200 L/m2。分散式布置水棚的水量按棚区所占巷道的空间体积计算。其四，水棚每半个月应检查1次，水中混入煤尘达5%时应换水，缺水时应及时补充。

第三，自动防爆棚。即利用各种传感器，测定煤尘爆炸时产生的声、光、烟、冲击波等参数，经指令机构准确算出火焰传播的速度，在最恰当的时间发出动作讯号，使隔爆装置及时将岩粉、水、消火剂撒布于巷道空间，扑灭爆炸火焰，阻止爆炸波的传播。

第四，撒布岩粉。撒布岩粉应满足下列要求：其一，巷道所有表面，包括顶、帮、底及背板后暴露处，都应用岩粉覆盖。其二，岩粉撤布周期应根据煤尘爆炸和煤尘沉积强度确定。巷道中煤尘与岩粉混合后的粉尘中，不燃物组分不得低于60%，巷道空气中瓦斯含量在0.5%以上时，不燃物不得低于90%。其三，撒布岩粉巷道应定期检查、化验分析，距采掘工作面300 m以内巷道每月取样1次。每300 m为一个采样段，每段设5个采样带，间隔50 m。采样带宽0.2 m，巷道两帮顶底板及周边的全部粉尘都必须收集。当不燃物含量低于规定值时，该段巷道必须重新撒布岩粉。

[1] 王显政.煤矿安全新技术[M].北京：煤炭工业出版社，2002.

[2] 王德明.矿井通风与安全[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[3] 煤矿安全规程[K].北京：煤炭工业出版社，2011.

Studyoncomprehensivedustpreventionmeasuresandwaysincoalmine

HAO Hou-ping

(Taoyuan Tengyang Energy Group Co., Ltd., Lvliang 033400, China)

In the production of coal mine, in order to ensure the safety of the mine, it is necessary to adopt comprehensive dust control measures, including measures such as reducing the amount of coal dust, the explosion of coal dust, eliminate the fire source and the organization and management of dust prevention.

Underground; Dustproof measures; Measures

TD714.4

B

1674-8646(2017)18-0030-02

2017-07-14

郝候平(1966-)，男，工程师。