煤矿采掘工作面粉尘防治技术及其发展趋势

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摘 要：随着科技的进步，煤矿采掘的机械化程度大大提高，在矿井实际的采掘过程中，开采方法和工艺日趋高效化、集约化，但是在生产效益提升的同时，煤矿采掘工作面所产生的粉尘量也不断增加，对施工人员的身心健康构成威胁，同时对设备的养护和维修造成不良影响，因此，加强粉尘防治技术的研究和应用成为煤矿行业的重要任务。本文对煤矿采掘工作面粉尘的来源及危害进行了分析，并重点探讨了煤矿采掘工作面粉尘防治技术及其发展趋势。

关键词：煤矿；采掘工作面；粉尘防治；发展趋势

中图分类号： TD714 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）32-183-2

0 引言

随着煤矿行业的不断发展，煤矿开采规模不断扩大，在实际的采掘工作中，产生的粉尘不断增加，严重制约我国煤矿的安全、高效生产。粉尘是煤矿采掘过程中的主要灾害之一，由于煤矿粉尘具有一定的理化特性，使得生产现场的可见度降低，对采掘仪器设备的使用寿命和精度造成影响，同时，粉尘还具有爆炸危险性，严重威胁煤矿企业和工作人员的生命财产安全。此外，煤矿工作人员长期在布满粉尘的工作环境中，容易引发尘肺病等职业病害，对于人们的身体健康造成严重破坏。因此，煤矿企业必须对粉尘的防治工作提高重视程度，积极采取有效措施，利用多种粉尘防治技术，提高粉尘治理效率，从而保障煤矿的安全生产。

1 煤矿采掘工作面粉尘的来源及危害

1.1 粉尘的来源

煤矿采掘工作面粉尘危害较为严重，占整个矿井产生粉尘总量的85%以上，因此，煤矿粉尘防治的重点在采掘工作面。由于地质环境、开采方式、采掘工艺的不同，每个矿井所产生的粉尘污染程度不尽相同。对于一些较为空旷的煤矿采集现场，由于风力较大，扬尘增加，粉尘危害更加突出。在采掘的过程中，钻探、爆破等施工也会增加工作面的粉尘量，放煤口、采煤机、破碎机、支架等成为粉尘的四大污染源头[1]。因此，在煤矿采掘过程中，煤矿企业要积极采用合理、有效的粉尘防治技术，对粉尘危害进行针对性治理，为工作人员提供良好的施工环境，进而提高整体施工效率。

1.2 粉尘的危害

粉尘的危害具体可以概括为以下几点：

第一，采掘过程中产生的粉尘会依附在矿井壁和地面上，还有一部分悬浮在空气中，煤矿工作人员长期处于这种环境，吸入过多粉尘，对其呼吸系统产生破坏，严重威胁他们的身心健康；

第二，大量的粉尘悬浮在矿井中，会使得矿井温度不断升高，粉尘容易发生自燃，进而导致爆炸事故，不利于煤矿采掘的安全施工；

第三，大量粉尘容易造成煤矿采掘现场的能见度降低，对工作人员的生产工作造成影响，使得煤矿生产效率降低，还容易引发安全事故[1]；

第四，煤矿采掘过程中涉及多种仪器设备，大量的粉尘会腐蚀这些仪器设备的构件，使得O备操作精度降低，造成设备老化，影响正常使用。

2 煤矿采掘工作面粉尘防治技术

煤矿采掘工作面的粉尘防治可以从开采前期、施工过程、产生粉尘后三个不同的时期，采取不同的技术，加强粉尘的预防，降低粉尘的产生，并过滤、排除已经产生的粉尘。

2.1 注水防尘技术

注水防尘技术是煤矿采掘前的一项重要措施，可以通过注水操作，增加煤层的湿度，实现降低粉尘的目的。注水防尘技术主要包括静态注水和动态注水两种方式以及短孔注水和长孔注水等注水方法，在实际的实施过程中，要以现场的作业环境和开采要求为依据，选择合适的操作方式，达到理想的防尘效果。注水防尘的基本原理是改变煤炭的物理性质，在有效降低粉尘浓度的同时，提高了煤炭的开采效

率[2]。

2.2 通风除尘技术

通风除尘技术可以将矿井下的粉尘排出井外，从而将井内的粉尘浓度控制在安全范围内。风速和风向是影响通风除尘效率的关键因素，此外，粉尘的形状、浓度、湿润度对通风除尘效果也有一定的影响。在通风除尘过程中，如果采用的风速较低，直径较大的粉尘颗粒不易被排出，悬浮在空气中，使得粉尘浓度得不到有效降低；如果采用的风速较高，在排出一定粉尘的同时会引起新的粉尘扬起，同样无法实现良好的除尘效果，因此，通风除尘技术的关键是控制好风速，一般掘进工作面的风速设为0.4-0.7m/s，机械化采煤工作面风速为1.5-2.5m/s，回采工作面和掘进煤巷控制在4m/s以下。

2.3 除尘器除尘技术

除尘器除尘的基本原理是将空气中的粉尘分离出来，借助除尘器实现净化空气的作用。目前，除尘器除尘技术在国外煤矿采掘中得到了广泛应用，主要有洗涤除尘器、湿式纤维除尘器等，这些除尘设备体型较大，但是具有良好的膈应效果和除尘效果[2]。我国经过20多年的研究，在除尘器除尘技术方面取得了一定成果，研制出多种类型的除尘器，并在煤矿采掘工作面得到了应用。

2.4 喷雾降尘技术

喷雾降尘技术属于一种操作简单、经济节约的技术，具有良好的除尘效果，在煤矿采掘中应用最为广泛。在煤矿采掘中，由于机械化程度较高，采煤机和掘进机在工作过程中往往产生大量的粉尘，这时候就可以采用喷雾降尘技术对这些设备进行防尘处理，例如滚筒摇臂径向雾屏降尘技术、高压喷雾防尘技术等。在采掘工作面的转载点和液压支架也是粉尘的主要源头，可以利用喷雾防尘技术，通过喷出的水雾降低空气中的粉尘浓度。

2.5 空气幕隔尘技术

空气幕隔尘技术的实际应用中，将喷气装置安装在采煤机上，当采煤机运行时，喷气装置喷射出的空气形成一个空气流，有效将粉尘隔离到气流之外，为施工人员和设备建立防护层，使得粉尘难以扩散到施工区域。空气幕隔尘技术主要应用喷嘴式风筒和附壁式风筒，通过无形的空气屏障实现良好的隔尘效果，在煤炭采掘工作面具有较好的应用前景[3]。

2.6 个体防护技术

个体防尘是一项最基本的粉尘防治手段，主要指的是施工人员佩戴多种防护用具。随着科技的不断进步，个体防护用品取得了较大开发和利用，传统的棉纱口罩逐渐被淘汰，化纤滤料自吸式防尘口罩、压风呼吸器、过滤式送风防尘口罩、气流安全帽等防护装置得到了广泛应用，施工人员在保证正常工作的同时，能够吸入清洁的空气。个体防护技术具有较高的防尘效果，可以有效避免煤矿采掘工作面粉尘对施工人员身心健康的伤害，在实际的工作中可以得到广泛推广。

3 煤矿采掘工作面粉尘防治技术发展趋势

随着煤矿事业的不断发展，粉尘防治技术将得到更全面的开发和利用，其发展趋势主要包括以下几点：

3.1 合理设计喷雾系统

煤矿采掘工作面应用喷雾降尘技术防治粉尘，要设计科学、合理的喷雾系统，重点研究喷雾点的布置和压力的设计，从而提高喷雾效率。随着科技的不断进步，喷雾降尘技术可以引入智能控制系统，实现了喷雾降尘的自动化控制。

3.2 弱水防尘技术的发展

弱水防尘技术指的是利用少量的水实现良好的防尘效果。弱水防尘技术的研发和应该用，可以在节约水资源的同时，有效避免粉尘的危害，从而满足节能环保的要求[3]。弱水防尘技术的主要研究内容是注水型渗透剂、干式除尘剂、泡沫除尘剂等防尘产品的开发。

3.3 难注水煤层的注水技术的研究

注水防尘是一种应用效果较好的防尘技术，但是在实际的操作中，由于一些煤层的机理较为特殊，增加了注水难度，这就需要加强难注水煤幼⑺技术的研究，通过配套的系统和设备，实现煤层注水的自动化监测和控制，从而提高煤层注水防尘效果。

3.4 积极学习国外先进技术

国外的粉尘防治技术发展较为成熟，所采用的设备也较为先进，国内煤炭企业要加强对国外先进除尘技术的学习和利用，推动我国粉尘防治技术的不断进步。国外值得借鉴的防尘技术主要有超声波除尘技术、生物试剂除尘和电离水除尘等先进技术。

3.5 加强防尘标准的管理

在煤矿采掘工作中，粉尘产生的源头较为复杂，在实际的粉尘防治工作中，还面临诸多问题。煤炭企业要根据实际情况，选择最合适的防尘降尘措施，有效的控制粉尘。制定一个合理的防尘标准，是粉尘控制的重要内容，能够促进粉尘防治工作的不断发展。

4 结束语

总而言之，煤矿采掘工作面的粉尘防治是煤炭企业发展需要研究的重要课题，煤炭企业要全面掌握各种粉尘防治技术的基本工作原理，并利用现代化科学技术加以完善和发展，从而提高粉尘防治效率，保障煤炭开采的安全、高效运作。

参 考 文 献

[1] 程卫民，刘伟，聂文，周刚，崔向飞，孙鑫.煤矿采掘工作面粉尘防治技术及其发展趋势[J].山东科技大学学报（自然科学版），2010，04：77-82.

[2] 李丽明，王磊.煤矿采掘工作面粉尘防治技术及发展趋势[J].科技展望，2014，10：120.

[3] 夏坤禄，曾文海.解析煤矿采掘粉尘防治技术及其发展趋势[J].内蒙古煤炭经济，2014，02：47+49.