源头治理、过程控制-实现矿井综合防尘一体化doc资料.doc

源头治理、过程控制,实现矿井综合防尘一体化
梁 蹦 刘 佩 邹瑞锋
（淮北矿业集团岱河矿业公司 安徽淮北 235000）
【摘要】为防止矿井粉尘产生、堆积，通过严格综合防尘落实属地管理，从采掘工作面落煤、皮带机出煤、大巷运输等多环节上采取有效措施进行粉尘治理，使粉尘得到了有效防治。
To prevent mine dust produced, accumulation, through the strict implementation of apanage management, integrated dustproof tunnelling face fell from coal, conveyor out DaHang transportation of coal, take effective measures to link dust control, make dust got effective governance。
【关键词】粉尘，属地管理，防治措施，效果
粉尘是矿山生产过程中所产生的岩尘和煤尘的微细颗粒，其危害性大，以凿岩、爆破、出煤、装运和破碎工序最为严重。所以矿井防尘刻不容缓，只有从“现场源头治理，运输途径杜绝”上下功夫，通过在进风巷安装进化喷雾、采煤工作面注水、掘进工作面防尘网、转载点净化喷雾、运输大巷喷雾等多种有效措施，才能使矿井综合防尘得到有效治理。
一 、矿井粉尘治理的原因
岱河煤矿位于淮北煤田濉萧矿区闸河向斜中段之西翼。由于资源枯竭，采场萎缩，矿井生产向边远采区和深部采区转移，现已经进入残采期。因受开采条件、技术、生产能力等因素的限制，矿井生产能力小，综合机械化程度低，炮采炮掘是主要的落煤方式。
由于矿井机械设备的使用、煤流运输距离的加长、转载点多、大巷风速等因素影响，使得工作面空气中粉尘的含量居高不下。不但污染工作场所、加速机器的磨损，缩短精密仪表的使用时间、降低工作场所的可见度，使工伤事故增多，而且长期从事采掘和在粉尘作业环境中的职工，还易引起尘肺病。当具有爆炸性的煤尘浓度达到45～2000g/m3、遇700～800°高温火源时会发生爆炸，并产生大量的有毒有害气体，甚至还能引起瓦斯爆炸和矿井火灾，所以解决粉尘问题成了当前首要问题。
二、综合防尘齐抓共管责任制的模式
为严格贯彻“源头治理、过程控制、重在管理”的工作思路，防尘工作采取“属地管理”，职责划分清晰，责任明确，严格落实齐抓共管责任制。对采区内部的区域按照各种设施服务对象划分给主要服务单位：大巷冲尘划归运输区管理，皮带运输集中巷归保运区管理，掘进工作面归掘进管理，采煤工作面归采煤区管理。
新的防尘管理模式，使防尘管理工作化整为零。矿将通风区专业防尘人员分散到各个单位，使属地区域的防尘工作由被动变为主动，由原来的互相扯皮、推诿变为将责任范围内的防尘工作作为重要任务去抓。通风区、安监处、调度所等职能科室负责监督责任单位防尘工作的具体工作落实情况，制订综合防尘检查、考核制度和办法，细化到每班、每日、每周、每月都有检查、考核。
图1 齐抓共管责任制的模式
三、粉尘治理措施
1、采煤工作面煤层注水
煤层注水是降低回采工作面粉尘浓度最根本和最有效的措施。对井下采煤工作面进行煤层深孔静压注水和浅孔动压注水，从源头上治理粉尘。水进入注水钻孔，在高压水的作用下，煤体压裂产生大量裂隙。水进入煤体裂隙后，一方面，可湿润煤体中原生煤尘，使其不能随着落煤作业而飞扬进入工作面空间；另一方面，注水后煤体被软化，破裂时，新产生的煤尘显著减少。
深孔静压注水的采煤面,孔深一般不得小于50m，对于倾斜长度在100m及其以上的采煤工作面，采取风、机巷双向布孔的方式进行注水，消除煤层注水的空白点。采用TXU—75型钻机钻孔，利用压风排渣。钻孔沿走向布置，自切眼向外20m开始，每10m施工“一组（3个）扇形”沿倾向深40m的长钻孔，孔径φ42mm。每个钻孔中使用3根渗透棒，封孔管采用φ10mm钢管，封孔采用木楔、黄泥、水泥等，封孔深度为2.5-3m，孔口使用木框固定。由于煤层透气性差，适当控制注水量，实现长时间大面积湿润煤层。
浅孔高压注水的采煤面，孔深大于一个采煤圆班推进度。采煤工作面浅孔动压注水工作由采区打眼工负责，使用电煤钻施工钻孔。钻孔沿工作面倾向布置，孔距4m，孔深2m，孔径φ42mm，按走向俯角施工钻孔。钻孔施工好后安装封孔器，使用注液枪注水，保证注水时间及注水质量。采煤工作面建立煤壁浅孔动压注水台帐，详细记录孔深、数量、注水量，明确责任人。

图2 浅孔动压注水图
2、掘进工作面自动喷雾洒水装置
掘进工作面采用湿式打眼，岩石巷道巷道采用风锤湿式打眼，煤与半煤巷采用煤电钻打眼，打眼时专人负责对眼口使用喷雾降尘；放炮使用水炮泥，放炮前打开放炮喷雾；放炮前后都及时洒水，工作面30m巷道全断面冲尘
对爆破后的散煤堆注水，注水采用直径为φ50mm一头尖的钢管，管身为“蜂窝眼”结构，较好地解决了洒水降尘只能对表层起作用，人工攉煤时煤尘飞扬的问题。
耙矸机采用联动喷雾，开动耙矸机装矸时，喷雾打开。该装置时采用液压枪的控制阀与耙矸机控制扒斗的绞车手柄连接，当开动耙斗控制绞车时，通过连接在液压枪上的控制阀的连杆实现喷雾，耙斗停止喷雾停止。
3、采掘工作面机巷、风巷防尘网
根据巷道断面情况，用2寸钢管制成大致符合巷道形状的框架，然后在巷道行人处焊制行人过车小门，以此制成覆盖全断面的喷雾墙框架，然后在框架的基础上安设防尘网，并在水管上平均分布一定数量的雾化喷头，依靠高压水流作为动力。喷雾开启时，防尘网上出现一层“雾膜”，粉尘在“雾膜”的作用下凝结粘附在网上，当防尘网积聚一定重量的含尘雾化水时，由于重力作用，自动流向喷雾墙底部的水沟，避免了粉尘的二次飞扬，以此达到除尘、降尘、灭尘的目的，

4、进风流气动喷雾除尘器
对进风流的净化，采用自制的风水雾化喷雾器进行喷雾降尘，与普通喷雾器相比，风水喷雾器具有喷出的水雾直径小，密度大、射面宽、射程远、喷雾速度高、覆盖范围可调、降尘效果好等优点。该气动喷雾除尘器应用“气、水合一”的原理，以井下现有的压风管网作动力，用专业的、高技术含量的特殊喷嘴利用气压物理原理，把通过净化过滤的水雾化后喷出，使得作业空间充满高浓度的水雾,流动的水雾凝聚空气中悬浮的粉尘并坠落到地面，达到净化除尘的效果。

5、转载点自动洒水喷雾装置
为了降低运输系统转载点的产尘量，在皮带运输机转载点安装了自动洒水喷雾装置。该装置具有安装简便、维修方便的优点。只要设备运转，立即向转载点自动喷雾，从而达到灭尘的目的。工作原理：电磁阀通电后，电磁阀动作，将其内部的活塞打开，喷雾洒水装置便开始喷雾；断电后，电磁阀内部的活塞复位关闭，将水流隔断，喷雾洒水装置便停止喷雾。同时将电磁阀的电缆线与输送机电源线或通过打点器闭锁在一起，便实现了洒水自动装置的开关与输送机运转、开停的同步，从而实现了自动喷雾装置洒水。

6、长距离运煤皮带防尘喷雾
由于皮带机距离较长，运行的皮带机具有一定的速度，煤块在运输过程中，细小粉尘受空气阻力和巷道风流的作用，会悬浮飞扬，随风流扩散形成空气污染。通过在长距离运煤皮带机每隔100m安装一处自动喷雾装置，达到抑制煤尘产生、减少煤尘飞扬的粉尘治理目的。在皮带机两帮的钢丝绳上，固定一个半圆形喷雾固定装置，并在此安装自动喷雾，在自动喷雾的控制阀柄上焊接一个碰杆，碰杆上固定一块长方形柔性接触面，将自动喷雾固定后让柔性接触面与煤流接触，当煤流较大时，自动喷雾控制阀柄打开角度大，喷雾水量就大，当煤流小时，碰触力量小，自动喷雾水量就小，无煤流时，自动喷雾则停止喷雾。从而使运输中的煤流得到充分地喷洒湿润，杜绝了煤尘的漂散，并有效地利用喷雾，降低了粉尘浓度。

7、装载点防尘
放煤眼是主运大巷煤尘防治的重点，如果将放煤点的防尘工作做好，将对主运大巷内的防尘工作起到关键性的作用。我们采取了如下措施：在煤眼的前方安设一处喷雾头，该喷雾在放煤车皮的上方；在煤眼的后方安设喷雾水幕（由多道喷雾头组成）。当煤眼放煤矿车向后移动时，打开后方的喷雾水幕，对矿车上的原煤进行喷雾。车辆通过喷雾灭尘后，已在车皮原煤的上方形成一层湿煤外壳（约2cm），当一列车放完后，机车牵引列车往外出车时，再次打开后方喷雾和前方单个喷雾装置，对经过震动后原煤列车上部已开裂处进行再次灭尘，从而解决了大巷原煤列车运输途中煤尘飞扬的问题。
安装在轨道两侧的喷头，高度比矿车碰头略高，两侧分别用钢板保护，安装在煤眼的后侧。当矿车放煤通过该设置时，冲洗掉矿车碰头上和车皮外侧的积煤。

8、主运大巷旋转式喷雾装置
主运大巷是主要进风巷道，风速较高，由于煤车逆风行驶，而且煤车行驶发生振动，因此，煤车表面的煤尘会被扬起，从而增大了风流中的粉尘体积分数，并进入采区。而安装在大巷的各个轨道石门的旋转喷雾，利用水的压力，从喷雾自身涡轮中通过，在水的压力下，喷嘴打开。随着涡轮的转动，从而带动喷嘴旋转。水开的越大，旋转速度越快，雾化效果越好。该喷雾具有安装适宜、自动化程度高，操作简便快捷，成本低等，全断面覆盖，大巷产尘源得到有效控制。

9、卸载站自动喷雾洒水装置
矿井卸载站是一处产尘量较大的地点，由于该巷道风量大，风速较高，在1t底卸矿车卸煤过程中，会有大量的煤尘被风吹起，造成煤尘飞扬，增大风流中粉尘浓度，因此，我们采取了以下措施：矿车放煤时打开上侧的喷雾，降低翻煤时产生的粉尘；翻车机出车侧安设矿车冲喷头装置，当空矿车经过该装置时两侧的冲尘水流对矿车进行冲刷，防止卸煤后矿车碰头及车皮上的煤进入大巷。
四、结论
1、能及时有效的消除放炮后产生的粉尘，缩短了粉尘在风流中存在的时间，使回风风流在短时间内得以净化。
2、节省人力、物力，放炮后不用人工操作打开喷雾装置，可以避免放炮后人员开启喷雾装置时发生危险。
3、通过综合防尘“源头治理、过程控制”,实现了矿井综合防尘一体化，降低了生产作业场所、运输环节的粉尘浓度，净化了井下空气。
4、矿井粉尘超标现象得到了有效控制，改善了安全生产环境，减少了粉尘危害。
表1 采煤工作面粉尘浓度对比表
工 序
粉 尘 浓 度（mg/m3）
实 施 前
实 施 后
打 眼
4.5-11.4
3.4-6.6
放 炮
7.6-14.5
5.6-8.2
人工攉煤
3.9-7.6
2.8-3.2
回 风
2.4-5.6
1.7-2.6
表2 掘进工作面粉尘浓度对比表
工 序
粉 尘 浓 度（mg/m3）
实 施 前
实 施 后
打 眼
4.7-8.4
3.2-6.5
放 炮
7.6-12.8
5.4-7.7
人工装煤岩
4.6-8.4
3.1-5.9
表3 其它地点粉尘浓度对比表
地 点
粉 尘 浓 度（mg/m3）
实 施 前
实 施 后
放煤眼
2.8-4.7
1.7-3.4
皮带机巷
3.6-6.2
2.2-3.6
采区进风巷
1.9-3.1
0.6-1.4
采区回风巷
2.9-4.2
1.6-2.4
参考文献：
【1】 赵益芳．矿井防尘理论及技术【M】．北京：：煤炭工业出版社，1994。
【2】 金龙哲．矿井粉尘防治【M】．煤炭工业出版社，1993。
【3】 欧盛男．魏家地矿综合防尘技术的研究与试验与研究【D】．北京：北京科技大学，2006。