矿井粉尘防治技术探究

袁晓旭

摘要：目前，随着煤矿开采技术机械化程度不断提高，矿尘危害问题日趋突出，严重影响矿井安全生产，威胁矿工身体健康。本文通过了解矿尘基本特性、产尘规律、分类、性质和危害，提出了综合矿尘防治技术，对降低矿井生产事故率、矿工职业病发病率和提高煤矿经济效益具有重要意义。

关键词：矿井粉尘；基本特性；产尘规律；分类；危害；综合防治技术

一、前言

矿产资源的开采与利用在满足目民经济陕速发展对矿产需求的同时．由于粉尘的危害使从业人员所付出的健康甚至生命的代价已经成为人们关注的焦点，尤其是资源开采过程中所产生的粉尘导致职业病的发生，直接危害着从业人员的身体健康。加强对片工开采的矿山作业场所进行粉尘的管理与防治，对于从源头上栉制职业病的发生，确保从业人员的健康发展尤为重要。

二、矿尘的来源煤矿在巷道掘进、生产、运输及贮存等过程中都会向井下空气中排放大量的粉尘颗粒。概括起来主要包括以下四方面：

2.1掘进工作面产生的矿尘。巷道掘进过程中的机械打眼、爆破、机械摩擦震动、掘进机割煤岩以及锚喷支护等都会造成大量的粉尘生成，其比例占煤矿产尘总量的20％一38％。

2.2采煤工作面产生的矿尘。工作面生产过程中的割煤、装煤、运煤以及支护、移架放顶等工作都会产生大量的粉尘，其比例占煤矿产尘总量的45％一80％。

2.3运输通风巷道产生的矿尘。在井下巷道的运输和转载过程中都会产生一定量的粉尘，其比例占煤矿产尘总量的5％～10％。

三、矿尘的分类和危害

3.1矿尘的分类根据矿尘定义、成分、状态以及粒径范围等方面划分，主要包括以下五方面：

（1）按定义可分为煤尘和岩尘。粒径在0.75～1mm以下的煤炭颗粒属于煤尘；粒径在10～45μm以下的岩粉尘料属于岩尘。

（2）按成分可分为煤尘、岩尘、水泥尘。从煤尘爆炸的角度将粒径小于1mm的煤炭颗粒叫做煤尘；从呼吸角度将粒径小于5μm的岩石颗粒叫做岩尘。

（3）按存在的状态可分为浮游状态的粉尘和沉积状态的粉尘。悬浮在矿井空气中的粉尘叫浮游矿尘；因自重从矿井空气中逐渐沉降下来的粉尘叫沉积矿尘。

（4）按粒径可分为粗尘、细尘、微尘和超微尘。粗尘粒径大于40μm，在空气中极易沉降；细尘粒径为10μm～40μm，在静止空气中作加速沉降；微尘粒径为0.25μm～10μm，在静止空气中作等速沉降；超微尘粒径为0.25μm，在空气中作扩散运动状。

（5）按粒径组成范围可分为全尘（总粉尘）和呼吸性粉尘。全尘是各种粒径的矿尘之和，对于煤尘，常指粒径为1mm以下的尘数；呼吸性粉尘粒径小于5μm，能通过人体上呼吸道进入肺区，导致肺病，对人体危害较大。

3.2矿尘的危害矿尘具有很大的危害性，矿井作业场所的粉尘浓度必须小于《煤矿安全规程》中规定的最高容许浓度。

煤矿机械化程度越高，矿尘产生量也越大。主要危害有以下四方面：

（1）严重危害工人健康。矿工长期处在矿尘浓度较高的作业环境中，吸入大量矿尘后，轻者会引起呼吸道炎症、慢性中毒和皮肤病，重者导致尘肺病。据卫生部统计，2005年至2010年，全国共报告职业病97139例，其中尘肺病78055例，占80.35%；煤炭行业报告职业病42684例，占全国报告职业病总数的43.94%，其中尘肺病占85%以上。

（2）具有燃爆性。当井下空气中煤尘达到一定浓度时，遇火源或在高温条件下可引发火灾甚至爆炸。试验研究表明，煤尘爆炸上限浓度为1500～2000g/m3，下限浓度为30～40g/m3，爆炸威力最强的煤尘浓度为300～400g/m3。

（3）严重污染井下作业环境。煤矿井下作业产生大量的矿尘不仅污染了作业环境，同时降低了工作场所的能见度，严重影响工人的操作安全和劳动效率，进一步增加了生产事故的发生。

（4）加速井下机械设备的磨损。采掘机械设备长期运转在矿尘严重超标的环境中，机械表面及其内部能够吸附矿尘，加速机械设备磨损，增加采掘设备维修次数并减少机械使用寿命。

四、矿井综合防尘技术

4.1煤层注水煤层注水是采煤工作面最基本和最有效的防尘措施，在国内外大多数煤矿都得到了广泛应用，对降低采煤工作面的粉尘浓度，减小粉尘对井下工人及作业场所的危害程度起到重要作用，其降低率对总粉尘可达6o％～85％，对呼吸性粉尘可达50％一6o％。《。煤矿安全规程》第159条规定：采煤工作面应采取煤层注水，机采工作面必须采取煤层注水。

煤层注水是通过钻孔利用水的压力将水注入即将回采的煤体，增加煤体水分，使煤体得到预先湿润，控制降低煤体产生浮游煤尘，是综合防尘工作中一项预防性治本措施。煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入后将原生煤尘润湿，使其失去飞扬的能力。而且水可有效地包裹煤体的每个细小部分，当煤体在开采中破碎时，有水存在就可避免细粒煤尘的飞扬。注水方式主要有：1)短孔注水。短钻孔注水是在采煤工作面垂直煤壁与节理面斜交打钻孔注水的方式。短孔注水钻孔深度一般为工作面目推进度加0.2m，每日3班注水。短孔由于注水压力低，工艺装备简单，具有较大的适应性，2)深孔注水。深孔注水钻L的布置与短孔注水相同，只不过是钻孔数量较少，孔深为3-5个工作面目推进度。该方式要求煤层赋存稳定，注水压力高，因此注水工艺装备较复杂；3)长孔注水。长孔注水方式一般是指在工作面的进风巷或回风巷超前于工作面，向煤层内打较长的钻孔注水。长孔注水方式主要应用于长壁式采煤法，钻孔沿煤层的倾向布置，孔长30-100m，有时也采用上向和下向相结合的钻孔注水方式。

4.2通风除尘技术利用通风进行除尘是最经济合理、安全可靠的手段。根据不同的环境气象参数，如干温度、湿温度、大气压力等，选择合适的通风速度，既要使浮游的粉尘快速地排离工作区域，又不能使积聚的粉尘产生飞扬。由于各地区各煤层的赋存状况和煤本身的性质不同，并没有适合于一切情况的标准风速，需要对具体各参数进行测定分析后才能确定。

4.3机械化除尘

（1）湿式除尘风机。安装除尘风机后，含尘风流进入风机，风机内部有高速旋转的发雾盘可生成水雾。含尘风流与水雾融合碰撞，并在发雾盘产生的风流下更有效地同水结合之后被甩在四周壁上，含有粉尘的污水从排水口流出，洁净风流即可排除，完成净化作用。对于机掘工作面使用除尘风机除尘效果比较明显。

（2）大巷洒水车。ZDSS-30VA~用自动洒水车在正常运输过程中自动冲刷巷道灭尘，是一种操作方便、运行可靠、效率高、降尘效果好且不需另加动力的洒水灭尘装置，适用于斜井、大巷及部分采区上下山的高压冲尘或喷雾降尘。

（3）大巷粉尘在线监测监控系统。安装粉尘在线监测定时喷雾装置，当监测地点粉尘浓度达到报警设定值而红外传感器检测范围内无工作人员时装置自动喷洒除尘。喷雾洒水的时间和喷雾洒水的次数、喷雾洒水的时间长度等可以根据自己的需要设定参数。当与井上计算机联网时可实现远程集中控制，在地面计算机上可以对装置的工作状态进行操作。

结语：

矿井粉尘的综合治理措施能有效地降低矿尘浓度，改善工作环境，提高煤矿的经济效益。但是矿尘防治是一项长期艰巨的任务，要建立科学合理的防尘机制，进一步完善矿尘防治措施，积极引进各种防尘的新技术，从根本上做到减尘、降尘、排尘和除尘。

参考文献：

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[2]赵俊明．高产高效综采工作面煤尘的防治[J].《河北煤炭》，2017(1)．

[3]赵从国．煤层注水工艺与效果分析[J]．《煤炭科技》，2017(1)．