浅析下沟煤矿综掘工作面综合防尘技术

    曹剑

    摘要：近些年来，随着矿井机械化程度的不断提高，大规模综掘设备的普遍使用，综掘工作面作业环境粉尘污染较为严重。本文主要通过对下沟煤矿在ZF2403工作面运输顺槽掘进工作面的综合防尘方面的技术研究，探索出一套适合于综掘工作面的除尘措施，并起到了良好的效果。

    关键词：综掘工作面；综合防尘；技术

    随着矿井机械化程度的不断提高，综合机械化掘进设备的普遍应用，综掘工作面粉尘的浓度在不断加大，作业环境恶化，严重危害作业人员的身体健康，影响矿井安全生产。因此，开展掘进工作面的粉尘综合防治工作，对于改善掘进作业环境，保障职工身体健康，促进矿井安全生产，具有重大意义。

    1综掘工作面概况

    下沟煤矿ZF2403工作面运输顺槽布置在煤层中，巷道断面为矩形，宽4.8m，高3.1m，设计长1500m，顶板采用高强度锚杆配合8#铁丝网及w钢带组合支护，两帮采用高强度锚杆配合8#铁丝网及w钢护板进行支护，锚杆间排距1000*1000m m，并采用φ22*7300mm高强度锚索补强。工作面采用两台BKD-2x30型对旋局部通风机和φ 800mm柔性风筒供风，供风量为680～260m 3/min，风筒悬挂在巷道右帮顶部，距离迎头≤10m。煤层的完整性较好，煤尘爆炸指数在30%以上，煤尘具有爆炸危险性。

    2粉尘的危害

    粉尘主要是指煤矿生产过程中产生的微细粉尘和岩尘的总称。通常又把粉尘分为：浮尘和落尘。两种状态相对存在，随温度、湿度和风速等条件的改变而相互转化。

    2.1粉尘对人体的危害。人体肺部长期吸入大量的粉尘，就可能患尘肺病。煤矿生产中，尘肺病都是人体肺部长期吸入大量的粉尘所致，是一种严重的矿工职业病，工人一旦患病，当今的医学水平还很难彻底治愈。据卫生和科研部门统计，煤矽肺约占尘肺总人数的70%-80%：矽肺约占20%-30%：煤肺约占5%-10%。

    2.2煤尘爆炸的危害。煤尘爆炸是空气中氧与煤尘急剧反应的过程。煤尘爆炸产生高温、高压和生成大量有毒有害气体，又破坏井巷，毁坏设备，伤亡人员，甚至导致整个矿井毁坏，严重地威胁安全生产和人员生命安全。

    3综掘工作面产尘分析

    ZF2403运输顺槽掘进过程中，采用EBZ-160型掘进机掘进，采用SSJ650/90型伸缩式皮带机及刮板机相互配合进行掘进过程中的煤炭运输。顶部采用MQT型锚杆钻机支护，帮部采用ZQS40/3.0风煤钻进行支护作业。因此，矿井综掘工作面粉尘的主要来源为：（1）掘进机掘进过程中煤体破碎所产生的粉尘，占掘进粉尘产生量的80%。（2）支护作业时，锚杆钻机打眼过程产生的粉尘。（3）跨落后的煤岩装运过程中，与装运的刮板机或皮带机落差等发生碰撞或摩擦所产生的粉尘。（4）巷道内煤尘受通风作用所产生的次生粉尘。

    4综合防尘技术

    4.1通风除尘。ZF2403运输顺槽掘进工作面采用压入式通风，采用KCS-225ZZ矿用湿式振弦除尘风机除尘，局部通风机与除尘风机为长压短抽方式布置。除尘风机安装在综掘机后部转运小皮带上部，工作时将粉尘气体与加湿喷雾水充分混合，各种粒径的粉尘颗粒通过吸湿并高速碰撞后形成大颗粒的泥粒，以设定的切向速度进入旋流密度分离装置；在旋流密度分离装置中，高速旋转的气、水、泥三相混合气体在离心力场中根据粒径和密度分层，泥粒、大颗粒的水珠加速靠近并吸附到筒壁上排出，带有小水珠的干净空气在再经水气分离后排出，从而达到空气净化效果。

    4.2喷雾洒水降尘：（1）综掘机喷雾系统。掘进作业时，采用综掘机内、外喷雾系统进行除尘。外喷雾供水压力为1.5MPa，直接通过喷雾架喷出。内喷雾供水压力为3MPa，分成两路，一路经截割电机（冷却截割电机）喷出，另一路由截割头内喷出。内外喷起到灭尘和冷却截齿的作用。在进行掘进作业前，应先启动内喷雾，以避免喷嘴堵塞，影响喷雾。（2）转载点喷雾系统。在后运皮带机、刮板输送机的卸载点处上方0.3m处安设触控自动喷雾装置，当运输系统载荷运输时，触控传感器感应到皮带机上的煤料后，自动喷雾洒水，无煤料时，一定时间内自动停止喷雾作业。（3）洒水降尘。矿井规定，掘进工作面50m范围内巷道及设备，每天至少清洗一次；50m以外巷道及设备，每5天要对其进行冲刷清洗。

    4.3湿式作业。顶板支护作业采用M0T-130/3.2型气动锚杆钻机施工，该钻机配有湿式打眼系统，高压水通过中空钻杆，由钻头流出，当进行钻空作业时，直接形成煤泥水，有效的防止了粉尘飞扬。帮部支护采用ZQS40/3.0风煤钻施工作业，该机具无降尘系统。因此，在作业过程中，需采用单管路供水对施工眼口进行人工喷雾降尘。

    4.4净化风流。在掘进工作面以外35m处、50m处，分别设置两道净化水幕捕尘网。捕尘网采用金属窗纱网对巷道进行全断面封闭。在轨道运输侧设置两合对开门。掘进或支护作业时，打开净化水幕喷雾开关，水幕喷向捕尘网，形成捕尘的水帘，吸附工作面产生的煤尘，有效阻隔粉尘的传播，达到降尘效果。

    4.5个体防护。各环节虽然采取了一系列有效的防尘措施，但仍会有少量微细矿尘悬浮于空中。个体防护是防止矿尘对人体危害的最后一道关口。矿井要求所有接触矿尘作业人员必须佩戴防尘口罩、防尘耳塞和防尘眼镜等个体防护用具。

    5效果分析

    ZF2403运输顺槽综掘期间，上述措施的采取，从源头上控制了粉尘的传播。经连续2个月的实测，掘进期间全尘浓度平均在19mg/㎡以下，呼吸性粉尘浓度平均在4.3mg/㎡以下，略高于国家标准。运输、支护期间全尘浓度5.6mg/㎡，呼吸性粉尘浓度2.1mg/㎡，低于国家标准。

    总结：实践表明，煤矿粉尘危害的治理工作是一个漫长而复杂的过程。采用综掘工作面综合防尘措施，不仅能够显著提高粉尘治理效果，而且对净化作业环境粉尘污染，确保作业人员身体健康，提高矿井安全管理水平都起着不可忽视的作用。提高作业人员对粉尘防治工作的重视，严格落实各项防尘措施，尊重科学，不断开发新的防尘方法，粉尘的治理工作就会呈现一个良好健康的发展局面。