关于矿井综合防尘技术的分析研究

王延清

摘 要：矿井防尘工作历来是矿产开采中的重要内容，也是安全工作的难点环节之一。矿井中的大量粉尘不仅会对人体造成危害，还会诱发爆炸风险，引发重大的安全事故，从行业发展的角度而言，对于矿井综合防尘技术的研究迫在眉睫。基于此，本文对粉尘的界定与危害进行阐述，并结合矿井的实际现状对综合防尘技术的应用进行分析，从而推进矿井综合防尘技术的应用，促进矿产开采行业的安全与持续发展。

关键词：矿井;综合防尘;技术分析

目前，随着我国社会安全意识的提升，矿产开采行业在长期的安全治理中成效显著。然而，由于机械化应用水平的提升，在矿井作业过程中会产生大量的粉尘，致使影响矿井作业安全的因素增多，也给矿产开发企业的安全工作带来严峻挑战，因此，目前最为紧迫的安全问题主要表现在矿井的粉尘领域，加大矿井综合防尘技术的应用，将有效改善矿井作业安全环境，为企业生产安全和作业人员安全提供安全保障。

1 矿井粉尘概述

1.1 粉尘的界定

矿井中由于使用机械化作业，并且空气流通条件相对较差，粉尘的产生不可避免。矿井中的粉尘主要是指在空气中长时间悬浮的固体微粒，由于其质量较轻、体积极小，能够长时间的在空间中悬浮。经过实践测定，矿井生产中无防尘措施条件下，井下综放工作面粉尘的浓度可达2000-3000mg/m3，综掘工作面粉尘浓度约为500-1000mg/m3，炮掘工作面粉尘浓度为50-100mg/m3。一般而言，矿井作业中所产生的10μm左右的粉尘，沉降时间约4-9小时;1μm左右的粉尘沉降时间达数十天，而0.5μm左右的粉尘将长期悬浮。[1]

1.2 粉尘的危害

矿井作业中所产生的粉尘具有较大的危害，其主要包括对作业人员的危害和作业安全的危害。矿井中粉尘粒径较小，悬浮于空气之中，且矿井空气流通量低于地面，使作业人员井下大量吸入粉尘，长些以往将对人体的肺部产生极大的危害，导致严重的肺部功能障碍和病变。另外，一般矿井作业中以煤矿开采为主，由于煤矿粉尘具有爆炸性，在达到矿井中粉尘量达到一定的浓度时，会产生剧烈的爆炸而造成严重的安全事故。根据研究数据推算，矿井中粉尘浓度的安全下限为30-50mg/m3，上限为1000-2000mg/m3。其就爆炸力而言，300-500mg/m3为最强爆炸值，并且当火源温度为650-990℃时将会引发粉尘爆炸。

2 矿井综合防尘技术应用分析

2.1 智能定位喷雾防尘控制系统

矿井中对综采工作面智能系统的应用将极大的提升防尘的效率，它利用安装在采煤机、液压支架等位置的无线检测信息传感器，将实时的粉尘浓度监测信息进行传输，以对机械割煤、放煤及移架等作业位置实施实时的监测，并根据割煤、放煤及移架等作业位置的变化，选择在作业风流的下方实现数道喷雾的自动顺序的控制，并可根据变化提供延时功能，延时功能即根据机组先进的速度及所需喷雾量的多少，进行自动的配置与调整，使喷雾开启与关闭更加智能化，从而实现喷雾系统的自动跟踪式防尘、降尘，以更有效的控制采掘区的作业粉尘浓度，使矿井作业综采工作面的粉尘浓度始终处于安全范围，确保作业过程的安全。

2.2 矿井大功率除尘风机

矿井通风效果不佳是矿产开采中的常见问题，也是粉尘危害的主要原因之一。在综掘工作面安全井下大功率除尘风机，将有效的改善作业区空气流通能力，使作业粉尘能够快速的排出矿井。大功率除尘风机可以在矿井作业过程中，依托综掘机上的负压风筒的口进入气液分离箱，并依赖分离箱中的水雾对粉尘进行加湿，形成水包尘类型的雾沫，并将雾沫送达丝网除雾器进行分离吸附，在重力、液体张力等作用下使粉尘被收集，并随着水滴被清除，在实践测试中，大功率除尘风机的综掘工作面除尘率达97%，对呼吸性微粒的除尘率也达90%从而达到了矿井综合除尘的目的。

2.3 井下喷浆除尘技术

井下喷浆技术原理相对简单，主要依靠空气压缩为动力，它将水泥与沙粒按照科学的比例进行混合，并利用高速喷射管理将其混合物喷洒至巷道表面，待其凝结后形成硬化保护层。然而在掘进工作面所实施的锚喷作业中，时常会产生大量的粉尘，最高浓度可达600mg/m3，远超過国家规定的标准。因此，对于进入喷浆除尘技术的运用尤为必要。传统的喷浆除尘主要采取增加防尘罩、安设水射流除尘风机等措施，但由于技术标准落后，风机功率不足，使除尘效果不佳。为此，现今的进入喷浆除尘引用更大功率的机械式除尘风机，其吸风量达到了300m3/min的标准，且加入三通除尘风筒，使上料区域与喷浆作业区域实现同时净化，并且为进一步提升除尘效果，改善巷道空气质量，在喷浆区域的回风流一侧小于20m位置安装1道水幕，以实施回风流的净化功能。[2]

2.4 风水高压远程放炮自动喷雾技术

矿井炮掘工作面防尘具有持续时间短，粉尘产生速度快、浓度高等特点，在除尘技术中需要充分考虑其特点，进行有效的防尘技术应用。枪口式喷雾装置便是其中的典型代表，它主要采取声控风水联动组合模式，结合掘进工作面的供水、供风管路而成，并在喷雾枪管内汇合喷射，并且喷雾过程中能够随意调整方向。在炮掘工作中，放炮所释放出的冲击波被传感器接收后，转换成微电子信息传送到控制主机，此时主机根据信号将电磁阀开启，实现远程的自动喷雾。经实验验证，其喷雾距离最远可达30m，除尘率达到90%以上。

3 结语

综上所述，随着矿井作业机械化程度的不断提升，矿井综合防尘技术的要求与标准也将随之提高，加强矿井综合防尘技术的研究与应用，将有效的提升矿井除尘的效率，确保井下作业与人员的安全。当前，在安全管理工作逐步渗透的背景下，矿产开发企业也逐步实施了企业综合防尘技术规范，制定了详实的安全标准，并且不断加强防尘新技术的研发工作，井下综合防尘技术将得到不断的改善，矿井综合防尘技术将成为安全生产的有利保障。

参考文献：

[1]李虎贵.矿井综合防尘技术应用与实践[J].煤矿现代化，2017，（03）：41-43.

[2]陈立文.巷道掘进工作面综合防尘技术研究[J].山东煤炭科技，2017，（07）：66-68.