多措并举提升矿井综合防尘能力

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1、一、矿井粉尘的产生及其危害二、粉尘治理的弱点与难点三、完善制度、强化培训、推进自主管理完善制度、强化培训、推进自主管理 四、先进的防尘设施、设备与技术1.1 矿尘的产生在矿井生产过程中，如采掘作业、钻眼作业、炸药爆破、顶板管理、煤矿的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。不同矿井由于煤、岩地质和物理性质的不同，采掘方式、作业方式、通风状况和机械化程度的不同，矿尘的生成量有很大的差异；即使在同一矿井里，产尘的多少也因地因时而变化。一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产尘比例大致为：采煤工作面产尘量45%80%；掘进工作面产尘量占20%38%；锚喷作业点产尘量占10%15%；运输通风

2、巷道产尘量占5%10%；其他作业地点占2%5%。需要指出的是，井下各生产系统及各工序环节的产尘量并不是一成不变的，受多种条件的制约而时刻发生变化。1.1.1 采煤工作面采煤工作面产尘主要由摩擦和抛落引起。前者产生的大颗粒粉尘较多，后者产生的呼吸性粉尘较多。但采煤机截煤产尘相对于其他工序来说，摩擦为产尘主因，其产生的呼吸性粉尘也较多，因此，应经常更换截齿才能保持截齿的锐利，减摩擦产尘量。1.1.2 掘进工作面掘进工作面的产尘工序主要有机械破岩（煤）、装岩、爆破、煤（矸）运输转载及锚喷等。一般而言，掘进工作面各工序产生的粉尘中游离SiO2含量较高，对人体危害较大。统计资料也表明，掘进工人的尘肺病发

3、病率比采煤工人高，这也是由于掘进工人接触的矿尘具有较高的游离SiO2 含量所致。1.1.3 其他巷道维修的锚喷现场、煤炭运输与转载等作业场所也都会产生高浓度矿尘，尤其是煤炭装载处的瞬时矿尘浓度有时每立米高达数克，甚至达到煤尘爆炸浓度界限，十分危险，应予以充分重视。1.2 影响产尘的主要因素地质构造复杂地段或火成岩侵入区，产尘量将增加。煤层倾角越大、厚度越大，产尘量要大。采掘机械化程度越高，开采强度越大，产尘量越大，一般是综采机采炮采，综掘 炮掘。不同的采煤方法产尘量差异很大。例如：急倾斜煤层采用倒台阶方法开采比用水平分层开采的产尘量要大；顶板全部垮落采煤法比充填采煤法产尘量要大得多。在其他条件

4、相同的情况下，如果作业环境温度越低，产生浮尘量就越大；反之则越小。矿尘浓度的大小和作业地点的通风方式、风速及风量密切相关。例如：串联通风和循环风都会使作业地点矿尘浓度增高，保持矿尘点的良好通风状况，关键在于选择既能使矿尘稀释并排出、又能避免落尘重新飞扬的最佳风速（经实验证实，井下采、掘工作面的最优风速为0.40.7m/s，即能满足安全生产需要，又不易起尘。）1.3 矿尘的危害 矿尘的危害主要表现在引起工人患尘肺病和引发煤尘（或瓦斯煤尘）爆炸事故。煤矿工人尘肺病的发生具有普遍性，而煤尘（或瓦斯煤尘）爆炸事故具有突发性和严重危害性。另外矿尘还有刺激人体眼、鼻、喉等器官，降低井下作业环境的能见度，增

5、加事故发生率，加速矿山机械的磨损、缩短精密仪器的使用寿命，污染矿区周围环境等危害。2.1 管理监督机制不健全、责任不清管理监督机制还不健全，管理方法还不够科学，各单位在巷道冲刷和防尘设施属地管理上还存在责任不清，推诿扯皮现象，部分基层科区长思想认识不到位，认识不到防尘工作的重要性，工作不够积极主动，常常是处于被罚款推着走的被动局面，直接导致防尘属地管理效果不佳，设施维修不及时、使用不正常、安装标准低、巷道冲刷不到位等问题。2.2 防尘设备、设施落后，防尘效果差防尘设施不够先进，灭尘效果不高，在综采、综掘工作面割煤机、综掘机内喷雾喷嘴易堵，外喷雾灭尘效果差，不能很好地消除作业时产生的粉尘，另外，

6、岩石巷道喷浆时现在的喷雾除尘效果也远远达不到灭尘效果，进尺、割煤或喷浆时，回风流里经常是粉尘飞扬，危害职工身体健康，威胁安全生产。2.3 煤尘防治技术落后尤其在面对松软的岩层或过地质构造时，应对办法缺乏，没有很好的办法解决湿式打眼时的塌孔、堵钻等问题，常常被迫采取干打眼施工，产尘大，灭尘难；煤层注水工艺落后，工作大多流于形式，效果不佳，有时还存在安全为生产让道现象，有些综采工作面为不影响生产，常常放弃工作面动压注水，导致煤层含水量低，产尘量大增，在巷道配风上把握还不够精细，有些作业地点风速过大，也是导致煤尘飞扬的重要原因。2.4 职工对粉尘的危害认识不清、自觉防尘意识差安全培训工作仍需加大力度

7、，部分单位职工流动性大，整体素质不高，大多对粉尘危害性认识不到位，重视不够，安全意识淡薄，在个体防护和防尘设施的使用方面做得还很不到位，不戴防尘罩，不正常使用水炮泥，不开喷雾的现象时有发生，以致许多防尘设施形同虚设，个体防护措施缺失，人为增加了粉尘的危害。目前，虽然各矿都制定有自己的防尘管理制度，定标准，提要求，但由于考核监督机制不健全、不完善，执行起来往往事倍功半,效果甚微，达不到自主管理的要求。鉴于此，推荐建立以下管理制度：3.1 推行防尘属地挂牌管理法推行防尘属地挂牌管理法该办法在许多先进矿井已收到很好的效果，具体做法是：首先将井下的防尘工作范围划段包干,细分到各科区,由矿统一制作防尘属

8、地管理牌板,落实终端责任人和巡查人,实行挂牌留名管理,配合职能科室的检查监督，提高防尘工作人员的责任心，强化自主管理，定期冲刷巷道和维护保养防尘设施,保证巷道内设施完好、使用正常、无积尘。3.2 建立职能科室责任挂勾考核制度：失去监督的制度就是一张白纸，一个好的制度，离不开强有力的监督，在确定防尘属地管理人后，安监处及通风区还应给本单位的管技、安监员及瓦检员定下巡查责任范围，单位主要领导定期不定期地进行抽查，对防尘管理不到位的地点，巡查人又未及时进行处罚、汇报或联系的，要对巡查人进行相应的挂勾处罚，以此来提高监督检查的落实力度，真正让属地管理制度落到实处。3.3 加强安全培训，提高职工自主管理

9、意识煤矿企业职工，许多来自乡村，文化水平低，许多人并不明白粉尘的危害，鉴于此，必须加强职安全培训，让职工认识粉尘的危害，让粉尘防治工作成为职工的一种自觉行为，在施工过程中，自觉采取防尘措施，配载防尘口罩，以此降低产尘量、减少接尘量。现如今，随着机械化程度的提高，原始的防尘设现如今，随着机械化程度的提高，原始的防尘设备、设施、技术已不能满足需要，在防尘设备、备、设施、技术已不能满足需要，在防尘设备、设施、技术上进行改进，积极引进一些先进设备、设施、技术上进行改进，积极引进一些先进设备、设施，推广应用一些先进的防尘技术，提升矿井设施，推广应用一些先进的防尘技术，提升矿井防尘能力，非常有必要，现针对

10、现实中的一些防防尘能力，非常有必要，现针对现实中的一些防尘难点，结合日常防尘工作中所用、所见、所闻，尘难点，结合日常防尘工作中所用、所见、所闻，推荐应用以下防尘设备、设施及技术推荐应用以下防尘设备、设施及技术：4.1 掘进工作面防尘主要防尘措施：煤层浅孔注水、喷雾降尘、除尘风机、湿式打眼、水炮泥、巷道冲刷、其他先进防尘设备与技术的应用。煤层浅孔快速注水：煤层浅孔快速注水：是防治煤尘的根本性措施，经过论证，封孔器封孔用于掘进工作面注水既方便，又简单可行。具体作法：在掘进工作面爆破前或综掘机掘进前，根据掘进工作面的煤层厚度，先打好23个注水孔，利用施工地点的高压防尘水进行注水。综掘工作面注水安排在

11、掘进机割煤作业完成并超前支护好顶板以后，先在掘进工作面打好注水孔，进行注水，然后再支护顶板（可与煤层注水同步），炮掘工作面注水安排时间安排在打炮眼前（可与注水同时进行），注水时间3040min，当迎头煤壁出现渗水时取出封孔器，回收复用。4.1 掘进工作面防尘 喷雾降尘（1）综掘机环状刨头喷雾：为解决掘进机自带喷雾易堵塞、雾化差、灭尘效果不理想的问题，可设计使用掘进机刨头环状喷雾装置，该装置能覆盖整个刨头，灭尘效果良好。（2）综掘机卷吸控尘式喷雾：是目前最理想的掘进机降尘技术。该技术自改革综掘机的外喷雾着手，采用卷吸控尘式喷雾降尘技术，让其外喷雾既主动接近尘源，又不易被破坏，并能封闭尘源加以扑灭

12、。这项技术不仅能够将粉尘特别是呼吸性粉尘控制在其中，使其不能向外扩散，降尘效率特别高。山东省煤炭科学研究所和兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿、济宁市鹿洼煤矿研究的综掘机卷吸控尘式喷雾降尘技术，采用一种特殊的喷嘴，使喷出的雾流在尘源周围产生局部控制捕尘区域，降尘率达到90以上，是目前最理想的掘进机降尘技术。是目前最理想的掘进机降尘技术。此项研究课题要解决的问题就是对刨头产生的粉尘进行捕捉就地雾捕沉降。为了使喷嘴固定可靠，要将喷嘴牢固地焊接在掘进机或者专门设计的喷嘴支架上。进水接口可以设置在喷嘴座的尾端或者侧面。侧喷嘴采用特殊材料及特殊工艺制造而成，根据阻尘的要求配备14个侧喷口，水流经过挡水环以

13、后形成14个平面雾幕，能够阻止其中的粉尘向外扩散开来。中心喷嘴可以喷出20一60的锥形雾柱起到主降尘的作用。4.1 掘进工作面防尘 喷雾降尘（3）前探梁喷雾：此种喷雾设计简单，效果良好，可广泛用于各种炮掘或综掘工作面放炮除尘和综掘作业防尘。具体作法：防尘前探梁采用3寸钢管加工制作而成（也可采用内置套管将喷雾安装在探梁内使用），设计长度为4米，钢管两侧为封闭式，并在一端开一进水口和水量控制阀门，在管子中间每1米开一组出水孔，共三组，每组三个孔，呈扇形布置，在孔口安装喷雾阀门和喷水头，洒水除尘，主要用在迎头后产生粉尘的地方，通过喷雾拦截粉尘，达到直接近距离降尘的目的，在炮掘、综掘、炮采工作面均有极

14、大的推广应用价值。（该法在枣庄矿业田陈、滨湖（该法在枣庄矿业田陈、滨湖、双合等矿推广应用，效果良好。）、双合等矿推广应用，效果良好。）4.1 掘进工作面防尘 喷雾降尘（4）其他喷雾：除以上喷雾外，还应包括综掘机内外喷雾、放炮喷雾、净化喷雾、扒矸机喷雾、各转载点喷雾常规防尘设施等。（5）风筒喷淋线：风筒喷淋线是利用Q20mm塑料管架设在易积尘的风筒上方，塑料管的下方正对着风筒每隔30cm钻有小孔，当打开喷淋线的截门时，塑料管的小孔便流出高压水流来冲刷风筒粉尘，使风筒始终保持本色。4.1 掘进工作面防尘 喷雾降尘（6）防尘纱帘：由岱河煤矿职工自行设计，制作的材料为塑料纱网或不锈钢丝网，可以根据巷道

15、的设计形状、大小伸缩挪动，安装拆卸方便。当开启喷雾时，防尘帘上形成的“水膜”可以将5微米以下的细小粉尘凝结粘附住，并顺水流落到地上，且不影响采掘作业面的风量设计要求，有效起到了降低粉尘浓度和净化风流的作用，既保障了井下矿工的身心健康，又节约了水资源消耗成本。可根据作业地点的产尘量设置13道每组，配合防尘喷雾一起使用，可设计成气动门式、手拉帘式或磁铁自动吸合式，还可设计成防尘罩用于转载点及小眼上口防尘。（淮北矿业集团岱河、孙疃等矿应用）4.1 掘进工作面防尘防尘纱帘：4.1 掘进工作面防尘 除尘风机KCS除尘风机：该机目前在市场应用较为广泛，兼有通风和除尘双重功能，主要适用于煤矿井下粉尘比较集中

16、的产尘作业点含尘空气就地净化，并能部分消除气体中的有毒有害成分。可广泛用于煤（岩）综掘巷道，与综掘机配套使用。4.1 掘进工作面防尘 湿式打眼：在煤巷掘进工作面，用风煤钻替代了电煤钻，杜绝干打眼现象，减少打眼过程中的煤尘产生量。水炮泥：爆破按规定使用水炮泥，减少掘进工作面爆破时的产尘量。冲刷巷道：定期对整个掘进巷道进行一次全面冲刷，在放炮前后对迎头20米进行冲刷。4.1 掘进工作面防尘 压风排碴除尘技术：压风排碴除尘技术：应用压风排碴技术以及相配套的孔口密封、钻杆密封、引射除尘装置进行钻孔，以风力作为钻孔冲洗介质，改变以清水作冲洗介质的传统钻孔施工方法，可解决了松软煤层因塌孔造成的卡钻、埋钻问

17、题，钻孔深度100米以上，此法也可应用于松软岩层打眼，来避免干打眼防尘难题。4.1 掘进工作面防尘 压风排碴除尘技术工艺流程图：压风排碴除尘技术工艺流程图：密封圈集尘器导管钻杆密封圈防尘水除尘箱1、除尘原理：利用压风排碴的动力，通过集尘器收集，采用一根导管连接，将粉尘输送到除尘箱内进行湿式除尘（如图）2、工艺流程：（1）打钻前，在孔口将集尘器安装在钻杆上，钻进1m左右，然后将集尘器卡入孔内，并用密封圈密封孔口。（2）利用除尘器上的漏斗，将收集的粉尘，通过连接导管，将粉尘排入除尘箱内。（3）除尘箱内，利用安装在排粉口上方的两组高压净化喷雾，使煤尘湿润形成水煤。（4）通过除尘箱的出水口将水煤引入到

18、巷道中的煤坑内集中清理消除粉尘。3、注意事项：（1）因密封圈与钻杆接触，较易磨损，长时间使用，会造成间隙过大，就会降低集尘的效果，要及时更换（2）除尘箱内的喷嘴因水质不好较易堵塞，要做好清理工作。4.2 采煤工作面防尘主要防尘措施：煤层注水、喷雾降尘、湿式打眼、水炮泥、巷道冲刷、其他先进防尘设备与技术的应用。4.2 采煤工作面防尘 喷雾降尘：采煤机摇臂径向雾屏及支架探梁辅助喷雾布置示意图采煤机摇臂径向雾屏及支架探梁辅助喷雾布置示意图 1-支架探梁手动喷雾；支架探梁手动喷雾；2-支架探梁；支架探梁；3-采煤机摇臂径向雾屏；采煤机摇臂径向雾屏；4-采煤机外喷雾采煤机外喷雾 采煤机割煤时，因其外喷雾

19、喷嘴数量少、雾流覆盖面积小，导致降尘效果差。由兖州鲍店矿与重庆煤科院合作改进了外喷雾方法，在不改变内喷雾的基础上，将外喷雾的两个喷嘴移至采煤机机身左右两端，安装俯角1520，喷射锥形空心雾流，以控制和沉降滚筒装煤时产生的煤尘，作为第一道屏障；在采煤机两个滚筒摇壁上，人行道侧增设两组雾体为锥形实心的喷嘴，当喷雾时，在滚筒靠人行道一侧形成第二道径向喷雾屏障；同时，在液压支架探梁上设喷嘴，在采煤机部位开启这些喷嘴进行喷雾，在采煤机上方形成第三道喷雾屏障，以上三道雾屏控尘降尘效果显著。经实验证实，采煤机径向雾屏选用了NPB1型喷嘴，采煤机端头选用了WPB型空心锥形喷嘴，支架探梁辅助喷雾选用了SD304

20、型实心锥形喷嘴。4.2 采煤工作面防尘 喷雾降尘：采煤机径向雾屏喷嘴布置图采煤机径向雾屏喷嘴布置图 4.2 采煤工作面防尘 喷雾降尘：液压支架喷雾喷嘴布置示意图与液压支架移架及放煤自动喷雾控制系统图 1、多功能控制阀；2、四通闸阀；3、五通阀；4、尾梁液控阀；5、前术液控阀；6、移架喷雾管；7、放煤喷雾管；8、手动阀9、下风侧邻架喷雾管；10、本架支架；11、主供水管；12、上邻架支架液压支架移架和放煤口放煤的防尘，主要是采用自动喷雾降尘的方法，即利用一个多功能自动控制阀，通过与支架液压系统的联动实现支架移架和放煤喷雾的自动化。4.3 其他防尘技术 矿用自动洒水车矿用自动洒水车 矿用自动洒水车

21、，主要为解决斜巷，运输大巷的洒水灭尘难度大的问题，该洒水车喷射水量大、灭尘效果好，彻底消除了人工洒水灭尘带来的不安全隐患，同时减轻了人工灭尘时间较长所带来的提升运输压力。（右图为冀中能源峰峰集团梧桐庄矿自行研制的自动加压洒水车。）4.3 其他防尘技术 各具特色的防尘喷雾各具特色的防尘喷雾一是红外线感应自动水幕。由红外线传感器与主控机及电磁阀配套来实现自动水幕防尘降尘，有人经过水幕时，及时感知并输出信号，自动停止喷雾，离人后恢复喷雾，有效地净化了进风风流，还防止了喷雾水打湿行人衣服，提高了空气质量。（常用于进风轨道大巷等人流频繁的巷道。）二是声控传感器喷雾。声控传感器喷雾与主控机及电磁阀配套使用

22、，实现放炮时及时感知并输出信号，对产生大量粉尘的区域实现自动喷雾。可应用于井下所有的采掘工作面。三是微振动触控传感器喷雾。三是微振动触控传感器喷雾。该微振动触控传感器喷雾与主控机及电磁阀配套使用，实现有煤输送时及时感知并输出信号，对产尘区域进行自动喷雾。可应用各采区皮带机转载点。四是风流降温净化器。风流降温净化器分为喷雾装置和集水装置，并分别与供风迎头的某一节风筒连为一体。安装该装置后，使掘进工作面温度降低了1.9,同时起到了捕捉粉尘净化风流的作用（可用于串联风流净化或地温高的矿井降温。）五是粉尘浓度传感器自动喷雾。安装粉尘浓度传感器，只要巷道粉尘的浓度达到了设定极限，喷雾装置自动喷雾，可应用

23、于井下各重要产尘作业点。预防粉尘超标，杜绝煤尘爆炸。4.3 其他防尘技术 综放工作面煤层注水技术综放工作面煤层注水技术 钻孔布置方式示意图钻孔布置方式示意图 为了使综放面厚煤层中顶层煤炭得到较好的湿润，采用了双向扇形铝孔布置（工业性试验中利用了原顶部煤中所掘的巷道)和三巷钻孔(如图）长钻孔静压注水的方式。由于在试验工作面上煤的自然孔隙率仅为由于在试验工作面上煤的自然孔隙率仅为2.76，透水性系数仅为透水性系数仅为0.01536，属难注水煤层，属难注水煤层，在原在原始应力区注水是难以取得较理想的注水效果的。因此，始应力区注水是难以取得较理想的注水效果的。因此，决定在工作面的动压区利用矿山压力所致

24、的次生裂隙决定在工作面的动压区利用矿山压力所致的次生裂隙进行煤层注水。根据试验工作面矿山压力观测及顶板进行煤层注水。根据试验工作面矿山压力观测及顶板位移规律资料的分析，回风巷在靠工作面一端位移规律资料的分析，回风巷在靠工作面一端60m左左右范围内，进风巷靠工作面右范围内，进风巷靠工作面35m左右范围内，受矿压左右范围内，受矿压及顶板位移影响，煤层中存在较发育的次生裂隙，煤及顶板位移影响，煤层中存在较发育的次生裂隙，煤层的渗透性大大提高，并可降低注水压力。决定注水层的渗透性大大提高，并可降低注水压力。决定注水区域在距工作面区域在距工作面(3540)m开始注水，距工作面开始注水，距工作面(56)m

25、停止注水，注水时间约停止注水，注水时间约8天。注水系统主要由注水天。注水系统主要由注水流量表、分流器、高压阀门、注水管、封孔器等组成。流量表、分流器、高压阀门、注水管、封孔器等组成。4.3 其他防尘技术 科学合理的配风科学合理的配风经验证，掘进工作面的最优风速为经验证，掘进工作面的最优风速为0.40.7m/s，即能满足安全，即能满足安全生产需要，又不易起尘。生产需要，又不易起尘。隔爆袋一次加水装置隔爆袋一次加水装置该装置的使用，解决了运输大巷及其它地点隔爆水槽加水时停电、该装置的使用，解决了运输大巷及其它地点隔爆水槽加水时停电、停运、影响生产的问题，只要在人行道侧打开阀门，隔爆水槽自停运、影响

26、生产的问题，只要在人行道侧打开阀门，隔爆水槽自行加满，不用停电，不影响大巷电机车运输，省时、省力、安全、行加满，不用停电，不影响大巷电机车运输，省时、省力、安全、方便。方便。（类似于风筒喷淋线的设计）（类似于风筒喷淋线的设计）4.3 其他防尘技术 井下电控洒水喷雾装置：井下电控洒水喷雾装置：电控洒水喷雾装置，改变了传统的矿山井下洒水降尘方法，既不需要停止斜巷提升再用人工进行洒水降尘，也不用投入很复杂的设备安装感应自动喷雾装置，就可以在不耽误生产的情况下轻松地完成洒水降尘工作。具体作法如下：在防尘供水管路上每隔30m设置一个出水阀门，在出水阀门上接一个电磁阀，再利用高压胶管将电磁阀和喷雾装置连接

27、起来，喷雾装置的制作可以用内径为20mm的钢管弯成弓型状，并与巷道的顶部相吻合。在钢管的各个方向设有多个喷头。电磁阀选用MDF8型，控制电压为127V。当电磁阀的线圈有电流通过的时候，出水阀门被打开，处于喷雾状态。电磁阀的线圈无电流通过的时候，出水阀门关闭，此时处于非喷雾状态。由于喷雾时间很短，每次都只有5分钟，所以电磁阀工作时间也很短，这样就避免了烧坏电磁阀线圈的情况，从而增加了设施工作的可靠性。每一个控制喷雾装置的电磁阀都是并联的，用一根2.5mm电缆将所有电磁阀控制线圈连接在一起，接到上车场控制开关上。控制开关为QC81-40型手动开关，控制电源为127V工频交流电。开关可放在斜巷上车场信号硐室内。每班交接班时间合上控制开关进行喷雾降尘。在斜巷提升的同时也可进行喷雾降尘。只需几分钟就可完成降尘工作。当上车场的开关合闸时，每一个电磁阀均被打开，各个喷雾点自动喷雾，利用风速就可以起到全部降尘的作用。使用实践表明，这种装置具有投入少、效率高、安装简单、操作方便等优点，还能根据井下所处环境任意调节自动喷雾点间隔距离，无论斜巷和平巷都可安装使用，有效解决了防尘与生产的矛盾，具有较高的推广价值，可以应用于矿井的各运输和人行斜巷及大巷洒水除尘。谢谢！