煤矿井下掘进巷道控尘除尘现状分析与对策

马云鹏

（霍州煤电集团技术研究院）

随着国家及行业对环保与一线职工健康的重视程度提高，对煤矿井下职工工作环境与职业病防治工作的关注度持续提高。防尘技术作为煤矿掘进作业过程的重中之重，是一个必不可缺的关键环节，煤矿企业必须充分认识到综合防尘技术的必要性，要采用高效的控尘除尘技术对掘进面进行全面地除尘工作，从而为基层职工提供一个舒适健康的工作环境。本研究以霍州煤电集团下属矿井掘进期间综合防尘技术［1-4］的现状为背景，首先对矿井掘进期间产尘来源及常用除尘技术进行梳理，针对现有技术条件下巷道粉尘蔓延、全尘浓度不达标、工作面控尘除尘效果不理想的情况进行逐点分析，为矿井掘进期间控尘除尘工作指明方向。

1 矿井掘进巷道控尘除尘技术现状

1.1 煤矿掘进巷道产尘特性

在井下掘进巷道施工中，受开采方法、运输方法、煤（岩）特性、通风等方面的影响，不可避免地会产生高浓度粉尘，随风流在巷道内蔓延，严重破坏施工环境。控尘除尘效果好坏直接关系到一线职工的生命健康。

掘进巷道内的粉尘多数来自于落煤并随风流产生，随着巷道向前施工，综掘机破坏煤体的完整结构，瞬间产生大量的煤尘；而且随着综合机械化采煤技术的发展，大多数煤体在剥离之前已经受相邻采动影响而产生许多细微裂缝，极大增加了掘进落煤时的产尘浓度。而且在生产期间的其他环节，如施工装渣、输送、打钻、锚喷等工序时，都会有粉尘产生。

1.2 现有的控尘除尘技术

现在矿井在掘进巷道内的控尘除尘技术主要以风和水为核心，风是指采用通风方式除尘，水是指通过水湿作业除尘。目前综掘巷道常用的技术手段有除尘风机、调节风量、综掘机内外喷雾、防尘网、转载点喷雾、巷壁冲洗等。炮掘巷道采用综合防尘措施，工作人员普遍采用的措施包括湿式钻眼、使用水泡泥、喷雾、冲刷井壁巷帮等，以三交河煤矿、薛虎沟煤业为例，矿井掘进巷道采用的控尘除尘设施统计见表1、表2。

2 现用技术问题剖析

2.1 除尘风机降尘技术

受巷道断面影响，目前大多数矿井使用的是机载配套除尘风机，额定功率为18.5 kW，部分小断面巷道采用的是11 kW 的除尘风机，且服务年限较长，除尘风机的吸风量往往达不到额定风量；同时受巷道内条件限制，除尘风机吸风口往往位于设计要求位置，除尘效率受到较大影响，如庞庞塔矿5-1111、5-1112 巷使用的45 kW 除尘风机存在设备较大，管理不便，且功率大的除尘风机要求工作面供风量增加，又造成巷道迎头风筒出口风速变大，增加迎头的扬尘量。同时当除尘风机移动不及时的时候容易造成新鲜风流直接从风筒出口进入除尘风机内，新鲜风流不能到达巷道迎头，成为安全隐患。

2.2 掘进机喷雾降尘

（1）目前大多数矿井采用矿井静压水，水压受煤层埋深、管路摩擦损耗等影响，如薛虎沟煤业、杜家沟煤业等浅埋深矿井，静压水不足1 MPa，矿井在400 m 范围内时水压多数在3～4 MPa，部分矿井甚至不能达到3 MPa，这就导致水压不够。矿井在面临这个问题时，采用加压泵对水进行加压，但加压泵往往只安设在回采工作面，只有极个别矿井的部分掘进巷道安装有加压泵，水压不足就造成综掘机内、外喷雾雾化效果差，形成的水幕不能覆盖截割头工作区域，导致最大产尘点的降尘效果不理想，粉尘向巷道内扩散。

（2）大多数矿井现在没有配备井下净化水装置，当遇到水质较差的区域，喷头喷嘴在长时间使用后，水中含有的水垢等杂质就极易在喷嘴处凝结，造成喷头堵塞，出现不出水或出水少的现象，影响除尘效果。

2.3 净化水幕降尘

掘进巷道一般安设有防尘网，但受巷道内运输、行人、管理不当等影响，防尘网易出现破损、吊挂不规范等现象，不能有效地对巷道内粉尘进行控制；转载机头采用喷雾降尘，应加强喷雾管理工作，包括及时调整喷头个数与高度，应达到能雾化整个皮带。

在采用上述措施后，多数掘进巷道内综掘机司机处全尘浓度［5］仍在60 mg/m3左右，除尘效率往往只有60%～70%。

3 基于现有问题的针对性建议

针对目前煤矿生产中存在的掘进巷道粉尘治理工作“技术单一、问题普遍存在、效果差”的现状，需从技术、装备、管理相结合的基础上进行改进，切实做到提高掘进巷道的降尘除尘效率，为基层职工创造一个安全、舒适的工作环境。

3.1 建立除尘风机功率与巷道风量匹配模式

现有的除尘风机功率多为15，30，37 和45 kW，矿井在选用除尘风机时，必须考虑到巷道的掘进方式、煤岩情况、巷道尺寸、实配风量等因素，综合确定除尘风机的选型及配备的伸缩风筒型号、长度，并对除尘风机的吊挂、固定、移位等工艺制订方案，避免出现除尘风机吸风量过大或过小造成的安全隐患与影响除尘效果。

3.2 喷雾除尘优化设计

掘进巷道内水压不足或水质不好时，需配备加压装置及净化水装置。喷雾降尘目前仍是矿井除尘最常用的手段，因此必须将喷雾降尘工作力求做到最好。针对矿井静压水水压不达标或水质不好造成喷雾雾化效果差、除尘效果不佳的现象，各矿必须结合自身情况有针对性地去解决，给各个掘进巷道配备加压装置或净化水装置；针对矿井常用的防尘网常常仅是纱网吊挂、易损坏的问题，建议矿井按照巷道尺寸制定悬挂门框式框架或滑动式框架进行固定以保护纱网，同时结合巷道煤岩形式选取纱网材质与网格尺寸，确保防尘网物尽其用，发挥较好的除尘效果。

3.3 做好新技术的引进

现在国内外除了各矿现已使用的技术外，应用较为广泛与成熟的技术有泡沫喷雾除尘与附壁风筒技术［6-8］。泡沫除尘技术从控制尘源入手，通过在泡沫剂箱中加入泡沫剂，经充分气化形成泡沫雾，利用泡沫的截留、豁附、覆盖等除尘机理，采用水力引射高效泡沫喷雾技术来降低综掘工作面的粉尘浓度。附壁风筒除尘技术是通过在压入风筒的出风口处安装风流改向装置，使原来的轴向风流变成逐渐向迎头移动的径向风流，将尘源点粉尘限制在迎头处，从除尘风机内吸出，从而提高除尘风机的除尘效率。这2种技术已在个别矿井开展试验，其除尘效果分别可以达到85%、90%以上，受成本、管理的影响，未开展相关推广应用，但考虑到井下环境及其效果，建议矿井必须做出相应的投入，切实做好新技术引进工作。

3.4 加强巷道日常的防尘工作管理

（1）建立掘进巷道防尘专项检查，定期对各巷道的防尘设施如管路、喷嘴、除尘风机［9-12］、防尘网及水压等使用情况进行检查，对有损坏或使用不当的队伍及时提出整改。

（2）做好各掘进巷道的测尘及分析工作，对除尘效果不佳的原因进行分析，查找弊端，及时解决。

（3）对巷道内防尘设备维护管理责任落实到人，确保日常维护管理工作到位。

（4）针对不同巷道产尘情况开展统计分析，总结经验，找出针对性的防尘除尘手段。

（5）加强对职工的个体防护管理与培训，要求职工入井必须佩戴防尘口罩等防护用具，对一线职工定期开展健康普查，要求人人参加，对出现疑似有职业病的职工应及时调理一线工作岗位并进行治疗。

4 结语

煤矿井下综掘巷道的防尘工作虽采取了一系列的措施，仍存在不足之处，防尘工作仍然任重而道远。煤矿企业要想提高掘进巷道质量和效率，保障工作人员的生命安全，就必须积极做好巷道内的综合防尘工作。要求矿井不断剖析自身环境条件，针对现状找问题，引进适合本矿的新技术、新工艺，落实掘进工作面防尘工作的规定与管理，不断降低矿井的粉尘浓度，为工作人员提供一个健康舒适的工作环境，才能更好地实现矿井安全稳定生产，为企业创造更多的效益。