贾凡 赵亚军

摘要：随着科技水平的进步，煤矿开采朝着机械化、智能化、高效化的方向发展，随之而来产生的问题就是在煤矿采掘工作面会有大量粉尘产生，严重威胁着井下工作人员的身心健康，不利于矿山行业良好形象的树立。本文介绍了井下粉尘的主要危害，以及相对应的提出了几点防治措施，希望能够为采掘工作面的粉尘防治提供方法。

1.粉尘的概念及煤矿粉尘的来源

1.1粉尘的概念

国际标准化组织规定粉尘是指在空气中悬浮的直径在75μm以下的固体颗粒物。粉尘可分为全尘和呼吸性粉尘，其中呼吸性粉尘在被人体吸入后会对人体造成不可逆的损伤。粉尘颗粒广泛存在，大气中粉尘颗粒的存在还是地球保持恒温的主要原因之一。但相当一部分粉尘是工业生产的副产物，是诸如“硅肺”等职业病的主要来源。

1.2煤矿粉尘的来源

煤矿在采掘作业过程中产生的煤尘是煤矿五大灾害之一，目前针对煤矿开采过程中产生的煤尘如何有效治理也是专家学者研究的重点领域。在井工煤矿的开采过程中，煤尘的来源主要在采掘工作面，约占矿井总产尘量的85%以上。据资料显示，在未采取防尘措施时，综掘工作面粉尘浓度大约为2500mg/m3，一般综采工作面粉尘浓度大约为5 000 mg/m3，而综放工作面的粉尘浓度甚至高达8 000 mg/m3。另外在转载点处，矿石的提升运输过程中均会有粉尘的产生。

2.采掘工作面粉尘的危害

2.1粉尘的积聚可能引发爆炸

前文已提到，煤尘是煤矿的五大灾害之一，很大一部分原因是因为煤尘具有爆炸性，而煤尘一旦爆炸，其产生的破坏性不可小觑，甚至会危及到整个矿井的安全。粉尘的爆炸，其本质也是一种剧烈的燃烧反应，而燃烧反应的三要素分别为可燃物、氧气、点火源。矿井中的煤尘在和空气混合达到一定浓度后形成可燃氣体，因为矿井通风始终存在，如果此时正好因违章操作或电线短路等有电火花出现，就会造成煤尘爆炸。其反应机理为煤尘和空气混合后形成的可燃气体被点燃之后放热，通过热辐射的方式向周围的粉尘传递热量，进而形成连续循环的燃烧传递，加快反应速度，从而造成局部压力的提升，最终形成强烈的爆炸反应。

2.2粉尘是职业病的主要来源

在煤矿的采掘过程中产生的粉尘往往还含有硫、硅等物质的存在。尽管我们的人体有着一套比较完善的自我保护机制，大颗粒的粉尘往往不会被人体吸收，但对于长期从事煤矿开采的工人，在常年累月的工作中仍无法避免的会吸入直径在5μm以下的粉尘颗粒，而导致患上和肺部相关的疾病。尤其是在吸如含有硅的粉尘后，会造成“硅肺”，使肺部的功能逐渐丧失。“硅肺”是最为严重的职业病之一，且目前还没有有效的治愈方法。

2.3粉尘会缩短设备的使用寿命

随着矿山行业自动化程度越来越高，采掘工作面会使用到大量的机械设备，而且对采掘设备的要求越来越高。因此，矿山企业需要引进诸如如连续割煤机、自动化掘锚机、自移式液压支架等先进采掘设备。这些设备可以大大提高工作效率，增加原煤产量，但在采掘过程中出现的粉尘会使这些设备的磨损加快，导致机器设备寿命的缩短。从短期来看会增加设备的使用成本，而从长远角度来看则会制约采掘工作的正常运行，导致企业经济效益下滑。

3.采掘工作面的粉尘防治措施

3.1通风除尘

采掘工作中，不可避免的会有粉尘的产生，而当粉尘积聚到一定浓度时，会有爆炸产生的风险。针对这一问题，我们可以采用合理的通风手段，通过风流，可以有效使将巷道以及工作面积聚的大量粉尘扩散甚至将其带离矿井，降低巷道中粉尘浓度，从而避免煤尘爆炸事故的发生。一般情况下，掘进工作面的除尘风速为0.4 ～ 0.7m/s（最佳），采煤工作面的除尘风速为1.5 ～2.5 m/s（最佳）。但最高允许风速不得超过 4 m/s，因为需要考虑到采掘工作面通风的要求，同时也要避免粉尘的二次飞扬。

3.2个体防护

针对煤矿工人在长期工作中可能造成的职业病，做好个体防护也是很重要的一个环节。在井下工作的工人，特别是在采掘一线工作的工人，做好个体防护工作尤为重要，工作过程中可以佩戴具有防止粉尘侵害的口罩或者面具，如带气阀的化纤滤料自吸式防尘口罩、压风呼吸器和过滤式送风防尘口罩等。个体防护是粉尘防治措施中最简单、最直接的手段，也是保护人体不受粉尘侵害的最后一道屏障。大力推广个体防护对保护井下工人的身心健康，促进矿山行业良好形象的建立具有深远的意义。

3.3喷雾降尘

要减少井下的粉尘，最根本的途径还是要从源头上抑制粉尘的产生，即采取有效的方式对采掘工作面产生的粉尘进行治理。目前已经成熟的方法就是通过喷雾减少采掘工作面设备运行过程中产生的粉尘。主要包括在采掘工作面上的采煤机和掘进机的喷雾降尘技术、转载点的喷雾降尘技术、自移式液压支架的喷雾降尘技术等。这些喷雾除尘方法在我国专家学者的不断努力下，目前已成功运用于我国各大矿山的生产一线。此外随着科技水平的不断进步，还发展出了空气幕隔尘、除尘器除尘等先进除尘方法，大幅度提高了降尘率。

4.结语：

进入21世纪以来，我国在粉尘防治领域取得了巨大的进步，涌现出了一大批新方法、新工艺，有效地抑制了粉尘的产生，提高了煤矿生产的安全性。但与现场的实际需求还存在一定的差距。此外还需要根据不同的尘源选择不同的综合除尘方法，定量设计喷雾除尘过程中的各种参数，根据粉尘浓度的实时变化，合理控制喷雾的大小，防止对煤质产生影响。

参考文献

[1]程卫民，刘 伟，聂 文，等. 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，2010（04）.

[2]张金辉. 煤矿综采中的粉尘治理策略探析[J].中国设备工程，2018（20）.

[3]韦生敏. 企业粉尘爆炸防治技术与对策[J].化工管理，2019（01）.

作者简介：贾凡（1998-），男，山西晋城人，本科，研究方向：安全科学与工程。

（作者单位：内蒙古科技大学）