神东综掘工作面粉尘现状分析与管理提升

于 亮

(国能神东煤炭集团有限责任公司开拓准备中心，陕西 神木 719300)

0 引言

截至2018年底，全国累计报告职业病97万余例，其中约90%为职业性尘肺病(87万余例)，主要分布在采矿业，并呈现年轻化趋势[1]。尘肺病潜伏期长、隐匿性强，实际患病人数可能更多。尘肺病占职业病90%以上，近60%以上尘肺病发病率在煤矿，煤矿尘肺病防治工作已成为社会关注度高的突出问题之一，坚决遏制职业病高发的态势刻不容缓[2]。随着神东矿区的高速发展、采区的不断延伸、煤层赋存条件的日趋复杂，部分矿井采掘接续紧张现象也日益凸显，掘进机作为煤矿巷道掘进的主要设备，单进水平的提升已作为公司2019年重点工作推进项目，作为补充连采、掘锚队的施工局限的综掘队，接续更加紧张、搬家也更加的频繁，这样无疑对综掘队的粉尘治理提出了更加严峻的挑战。神东矿区综掘工作面的粉尘浓度在未采取措施时，一般在1 000～3 000 mg，不仅严重威胁矿井的安全生产，而且还严重危害综掘面作业人员的身体健康。岩巷掘进工人主要接触的是含游离二氧化硅的岩石粉尘，即矽尘。这种主要由矽尘引起，而在病理上又有典型的矽结节改变的尘肺称为矽肺。矽肺是煤矿尘肺中最严重的一种，约占煤矿尘肺病例总数的20%～30%，矽尘降低了工作场所的能见度，影响掘进的工作效率，增加工伤事故的发生。

连掘工作面和综掘工作面粉尘危害程度的对比，见表1。

表1 不同工况下的掘进面产尘情况及职业危害对比

神东煤炭公司的开拓准备中心自组建综掘队近10 a以来，一直探索和寻找粉尘综合治理的方式和方法，先后使用和改造了干式除尘、湿式除尘KCS系列、引进了德国HBKO1/600型集尘式风机，更换了多种呼吸式口罩，针对干式、湿式除尘进行了系统对比、进行了优缺点的分析[3]，在粉尘治理方面，积累了一定的宝贵经验，但不能很好地适应作业人员日益增长的安全需求，同时对掘进效率的影响也日益凸显。因此，研究适合神东矿区综掘工作面特点的高效除尘系统，对于保障神东的安全生产和保护作业人员身体健康均具有十分重要的意义。

1 神东煤炭公司综掘工作面粉尘管控现状

1.1 工艺与工况特殊

工艺特殊：综掘队的定位是取消炮掘后，专门施工短距离、断层、全断面硬岩巷道，具有拐弯多、断面多、起伏大等特点，为补充连采、掘锚队的施工局限性而产生的，相应的问题就更加明显，比如工期短，通风不好，尤其是降尘系统布置常常应付了事，加上紧张的生产接续矛盾，使得管理者不能将更多的精力投入到除尘工作中。在常年的短距离的掘进岩巷中(神东矿区综掘工作面很难超过1 000 m)由于整套系统过于庞大，出现除尘箱及风机安设困难、出渣车辆运行时经常触碰除尘风筒等诸多问题，除尘并不能满足预期效果。

工况特殊：掘进巷道因岩石硬度大不易切割，产生的大量岩粉与喷雾水混合，呈现出搅拌水泥的效果。由于施工工艺的局限，需要来回调机，作业环境恶劣，移动困难。但不开喷雾水将会造成截割电机过热甚至烧毁的危险。另外，由于掘进过程中，工作面能见度极低，往往会导致误操作，造成人员意外伤亡的风险更大，包括与出渣车司机的配合问题(神东矿区综掘队出渣往往采用胶轮车直接出渣运输)，工艺要求频繁倒机过程中，看守电缆或指挥接渣人员的安全问题等。

1.2 现除尘方式的局限及各类风机的弊端

现阶段各类风机的弊端：常见的KCG-350D/500D系列干式除尘风机、KCS-800/1000湿式系列除尘风机、以及进口德国CFT公司生产的HBKO1/600型布袋集尘[5]除尘风机，这些风机都存在不同的弊端。干式风机会二次污染巷道；湿式风机搬家频繁，因巷道短、工期短，存在诸多不便，而且水控制也存在问题；布袋式采用德国CFT公司的设备，因使用时间长，集尘阻塞进气格栅频繁故障而弃之不用。

1.3 不适合环境的劳保用品与人才流失

不适合粉尘环境的劳保用品：岩粉颗粒较煤粉更细极易阻塞滤棉，造成短时间内糊化，通气性差，加上体力劳动时需氧量更大，使用者出现呼吸障碍，由于眼睛、耳孔暴露在高密度粉尘、噪声的环境下，角膜炎、中耳炎、听力视力减退等病症多发于岩巷掘进工人，其职业病危害成为继煤矽肺以后的第二大显著病征。

人才流失：综掘机司机岗位特殊，该岗位直接决定着矿井掘进工程质量，公司对工程质量考核较严格，区队对培养新人有所顾虑，加上对身体伤害大，新人寥寥无几，造成新老更替不及时；另外，福利待遇与周边和其他岗位差距较小，员工对从事掘进机司机的热情不高，人才流失较为严重。

1.4 粉尘监控系统缺失

粉尘监控系统较有毒有害气体监测系统一直处于劣势地位，由于测定工作一直以来并未形成管控机制，新技术新设备的更新应用也停滞在初级阶段，这些都成为粉尘治理及职业病防治的一大阻碍。

目前反映出来的这些问题，有些可在单位短期内解决，有些则需要公司层面立项研究。公司所属的43支掘进队中，综掘队的除尘体系相对更加脆弱，与之相应的职业病危害更加严重，迫切需要引起足够的重视并加大科研经费的投入。

2 目前采取的管理提升手段和方向

重进尺轻保障是目前掘进队的通病。职能部门需加强业务保安，增强安全监控系统的设计[6]。尤其要重视新工程开工时对施工队伍除尘系统的布置。科学客观的评价是决定后期生产水平至关重要的因素。必须做好基础准备工作，保障职业健康与安全[7]。保证除尘效果，提高掘进司机的工作热情，从而提升每班进尺。神东煤炭公司鼓励创新发明，积极加大对发明创造、小改小革的支持力度，鼓励员工不断创新，结合现场条件进行大胆实践创新。

2.1 风筒导流器

在供风风筒末端加装风筒旋流器，改变风筒出口风流方向，形成旋转将空气中的粉尘压在工作面上，避免了粉尘的强力扩散，改善了掘进面的空气质量，保证掌子头作业人员视线清晰，避免冷风对身体的直侵，如图1所示。

图1 轻型风筒导流器的应用

2.2 云雾除尘系统

哈拉沟煤矿率先工业试验的云雾除尘系统，对综掘工作面的推广应用具有很好的借鉴作用。该系统采用低能耗、高通量云雾发生装置替代原有喷雾除尘装置，从而达到进一步降低工作面可呼吸性粉尘浓度的目的。根据矿井涌尘[8]特点，公司相关部门和单位已做好数据采样分析对比工作，云雾除尘系统比原有喷雾除尘系统的除尘效果更好，如图2所示。比空气幕封闭系统更适用开放系统[9]，比间断连续通风系统[10]更符合综掘工作面尽量少用水的工况特点，下一步中心组织相关部门对该技术进行研究、探索，使之在综掘工作面发挥作用，现阶段的综掘机的喷雾雾化效果差，水量大，不能很好起到抑尘的作用。可减少大量的内外喷雾水，改善综掘面作业环境效果更好，从源头上控制粉尘扩散，泡沫除尘技术也非常适用于综掘工作面[11]。

图2 云雾除尘

2.3 移动式全断面捕尘网

综掘巷道大多数是短距离巷道，设置固定在巷道的捕尘网，往往耗费巨大的人力与物力，工期短、拆装麻烦，性价比不高。乌兰木伦煤矿设计的除尘移动装置在综掘工作面具有很好的应用前景。该装置除尘时，员工通过操控风阀纵向开关，将捕尘网升至巷道顶部，操控横向开关，将捕尘网延伸至巷道两帮，形成巷道全断面封闭捕尘，同时开启双道净化喷雾，喷头将雾化后的水喷洒在捕尘网内部。由于捕尘网本身具有吸水性，能够保持一定湿度，而空气中悬浮的矿尘具有亲水性，煤尘经过净化水雾和双层捕尘网时，便会被拦截和吸附，从而达到降低矿尘浓度的目的，如图3所示。

图3 移动式全断面捕尘网

2.4 粉尘监测系统的构建

粉尘检测监控应该与有毒有害气体监测受到同样的重视，区队也应该配备干粉式直读仪等便捷设备，便于区队现场更好的监测管理粉尘，因此建议通风管理部能够广泛调研公司所属掘进队的实际情况，合理建议公司搭建粉尘监测系统，同时加大二级单位对粉尘管控的考核，使区队重视粉尘治理工作，以促进全公司粉尘治理的整体提升。

2.5 建立职业病跟踪体系

建立粉尘接触危害较重的作业人员的健康档案，防护口罩的选用和配备标准与世界接轨，对公司相关作业人员的身体状况、发病情况形成科学的数据统计分析，并予以科学指导和统筹安排。这样做一方面避免了积重难返的被动局面；另一方面提升了员工的幸福指数，同时树立以人为先的新时代企业形象。

3 结语

虽然神东煤炭公司在综掘工作面的粉尘治理方面取得了一些成绩，但仍与广大员工迫切改善井下环境的需求相差甚远。为此，积极引进和形成一批典型的能够提高生产效率的用于除尘方面的新设备、新技术、新工艺，更为迫切和必要。同时借鉴行业范围内综连采成熟的除尘经验，灵活运用于综掘工作面。

总之，在现有的风流净化水幕、防尘滤网和转载点喷雾等防尘措施的基础上，结合以往成功的除尘经验，进一步应用好负压诱导除尘系统[12]，提高工作面除尘效果。另外，积极探索除尘技术，加大对掘进源头的有效管控，把粉尘扼杀在源头才是最有效的灭尘方法。通过技术创新改造，引用新技术新方法拓宽除尘思路，为员工创造一个安全健康的工作环境，是煤炭人共同的愿望和期待。