宋永刚，豆小勤

(山西煤炭运销集团 大通煤业有限公司，山西 晋城 048403)

煤矿粉尘治理是事关职工生命健康和矿井安全生产的基础工作，粉尘防治技术是亟待解决的技术难题。在煤矿各个生产环节，都会产生大量粉尘。煤矿粉尘有很大的危害性，不但危害生命健康，引起尘肺病，还可能引起燃烧和爆炸等恶性事故，造成设备损坏、人员伤亡。因此必须强化煤矿粉尘防治工作，采取综合防治技术措施，预防、控制粉尘危害和事故，创造良好的作业环境。

1 煤矿粉尘产生及危害

1.1 煤矿粉尘

在煤矿生产过程中，伴随着煤和岩石破碎产生和形成的煤粒、岩粒和其他固体物质的微小颗粒称为煤矿粉尘。粉尘有浮尘 、落尘两种存在状态，二者可以相互转换。煤矿粉尘一般指的就是在空气中能较长时间处于悬浮状态下的浮尘[1-2]。

粉尘按成分可分为岩尘、煤尘和水泥尘等。煤尘粒径为0.75～1 mm，岩尘粒径为10～45 μm[1-2]。

1.2 煤矿粉尘的产生及分布

煤矿生产作业的各个环节都能产生粉尘，如钻探、爆破、截割、支护、装载、落煤、运输、提升及设施构筑等。主要是在采掘、喷浆、运输、装载等作业场所产生。其中采掘工作面产尘最多，约占70%～80%；其次是运输装载系统，约占10%～15%；喷浆作业点约占5%～10%；其他作业点约占2%～5%[2]。

1.3 粉尘危害

粉尘的危害性主要有四个方面:①煤尘的燃烧性和爆炸性。煤尘爆炸会产生高温高压，还会产生大量CO和其他有毒有害气体,造成人员伤亡、设备损坏，严重的能毁坏整个矿井，损失惨烈。②对人体健康危害严重。粉尘能污染工作场所，危害职工生命健康，引起尘肺病，病情严重时会致残、丧失劳动能力，甚至死亡。③降低作业场所能见度，工伤事故增多。④加速设备转动部件磨损，降低设备(特别是精密仪器)工作精度和寿命[1-2]。

2 煤矿综合防尘技术及措施

不同的煤尘防治技术具有不同的降尘除尘效果。要达到国家和行业标准，必须采取综合防尘技术及措施。根据我国煤矿多年积累的丰富经验，煤矿综合防尘技术措施包括通风除尘、湿式除尘、密闭抽尘、净化风流、个体防护等[2]。

2.1 通风除尘

通风除尘就是利用矿井通风系统，稀释和排出矿井空气中的粉尘，防止粉尘过量积聚、浓度超限。搞好通风工作，是取得良好防尘效果的重要环节。

掘进面通风除尘方法及措施：①最常用的是利用局部通风机通风方法，该通风方法有压入式、抽出式、混合式三种，一般采用混合式；②控制含尘气流向外扩散技术，如附壁风筒、高压风屏蔽；③长压短抽除尘系统与掘进机、除尘器配套综合降尘；④采取导风措施，可设置风障或使用空气流动式喷水器导风，隔离粉尘[1-3]。

综采面通风除尘方法及措施：①选择最佳通风参数(最佳排尘风速为1.5～4 m/s)，保证通风排尘效果；②改变工作面通风系统或风流方向(W型和E型通风系统最佳，采用顺煤流方向通风即下行通风能极大减少工作面粉尘浓度)；③安设简易通风设施，减少漏风、保证风量供给，主要有设置采空区风帘、人行道风帘、采煤机隔尘帘幕等方法[1-4]。

2.2 湿式除尘

湿式除尘是用水(或其他液体)接触悬浮于空气中的尘粒而捕捉粉尘，目前在矿井综合防尘技术中应用较为广泛，具有设备简便、容易操作、除尘效果好等优点，但也会使工作场所湿度增加，影响工作环境和原煤质量。湿式除尘技术目前主要是湿式凿岩、钻眼，并辅以喷雾降尘、洒水降尘、煤层注水、水炮泥等防尘技术措施[2]。

2.2.1 湿式凿岩、钻眼

湿式凿岩、钻眼技术就是凿岩机(或煤电钻、锚杆机、钻车等)在凿岩、打钻时，送入压力水到钻孔底部，湿润、冲洗和排出钻头旋转产生的粉尘。该技术能有效降低产尘量，降尘率能达到约90%[1]。

2.2.2 喷雾降尘

喷雾降尘是水流在喷雾器(又称喷嘴)的旋转、冲击作用下雾化成微细水滴喷射。目前常用的喷雾降尘技术有：①采掘机组喷雾，主要有内外喷雾降尘、径向雾屏降尘、高压喷雾负压降尘以及含尘气流控制降尘等；②转载点喷雾降尘，即在转载点设置防尘罩，在罩内安设喷嘴喷射，净化落煤点浮尘；③架间喷雾，即在支架的前探梁、架间前后、放煤口安装喷嘴，实现升、降、移架时同步喷雾降尘[4-7]。

2.2.3 洒水降尘

洒水降尘是用水湿润沉积煤尘，使煤尘凝结成较大颗粒能附着在煤岩表面，保证装运时不易飞起。一般的洒水降尘(低压)效果差、耗水量大，目前出现了高压洒水(水压大于9 810 kPa)的新工艺，使洒水降尘措施更加完善[2]。

2.2.4 水炮泥

水炮泥是在炮眼内塞入替代部分炮泥的装水塑料袋，爆破时水气化与粉尘凝结达到降尘效果，能使粉尘浓度降低20%～50%[1]。

2.2.5 煤层注水

煤层注水就是在注水系统作用下，将压力水注入钻孔，预先湿润煤体中的原生煤尘，同时使整个煤体被水包围，从而起到减尘、抑尘作用。煤层注水对减尘积极有效，具有连续的防尘作用，目前国内外广泛采用长孔注水方式[2]。

2.3 净化风流

净化风流就是在工作面或巷道内安装捕尘设施构筑降尘屏障，使含尘空气(风流)得到净化。目前常用净化水幕、捕尘网和湿式除尘装置。①净化水幕。利用安装在巷道、工作面顶帮的多个喷嘴射出的水流形成全断面水幕起到净化进风风流和降低回风风流粉尘浓度的效果。目前净化水幕有微孔喷雾、喷嘴喷雾、细水喷雾、风水联动喷雾等具体形式，有手动式、光电式、触控式、机械传动式等各种控制方式。水幕降尘率能达到70%～95%[2]。②捕尘网。即在巷道内安设能通过风流同时还能捕集粉尘的网，它一般和水幕、喷雾配合使用[8-9]。③湿式除尘装置(集尘器或捕尘器)。该装置是通过尘粒与液滴碰撞进行除尘。目前我国有SCF系列除尘风机、KGC系列掘进机除尘器、TC系列掘进机除尘器、MAD系列风流净化器等湿式除尘器[2]。

2.4 密闭抽尘(干式捕尘)

密闭抽尘就是用捕尘罩将局部产尘点封闭，将含尘空气通过管路抽到集尘器或除尘器内过滤、收集、净化再排出。适用于缺水或不能用水需要密闭尘源的情况，常用孔口捕尘、孔底捕尘两种方式。这种干式捕尘方法工作场所无水雾，空气干燥，压风消耗量大[2]。

2.5 个体防护

个体防护是指佩戴防尘用具过滤、净化含尘空气，从而能呼吸到清洁空气。个体防尘用具主要有防尘面罩、防尘帽、防尘口罩、防尘呼吸器等。随着科学技术的进步，现在已研制出自吸过滤式防尘口罩、动力送风过滤式防尘面具(送风口罩、气流安全帽)、压风呼吸器等先进防护用具[2]。

3 综合防尘技术发展趋势

随着煤矿机械化、自动化、信息化、智能化的推进和发展，粉尘防治技术也应适应时代进步，从以下几个方面加大研发力度：①优化采掘机组截割机构参数及工作参数，重视采掘机组截割产尘环节，合理地选取结构及工作参数；②优化设计采掘面喷雾、水幕系统，重点是喷嘴雾化方式、喷雾压力、喷嘴布置、自动喷雾系统等改进和设计，实现高效、智能喷雾降尘；③研究采掘工作面综合降尘除尘工艺及设备配套技术，主要有新式除尘器(大风量、高压喷雾)、除尘设备连接与移动、通风除尘设备、采掘机组含尘气流控制及净化装置、采煤机隔尘空气幕、抽尘式滚筒、采煤机微型旋流集尘器、自动移架喷雾降尘等；④学习、利用、推广国内外先进防尘技术，主要对化学除尘抑尘技术(粉尘润湿剂、吸尘剂、凝聚剂等)、泡沫剂降尘、超声雾化除尘、荷电水雾降尘、磁化水防尘等先进技术进行重点研究，降低水资源消耗的同时达到良好的防尘效果，真正实现节能环保；⑤积极研究粉尘监测、预警系统技术及配套设备；⑥注重个体防护新技术、新工艺、新装备的研发[10-13]。

4 结 语

为了切实保证职工生命健康，保障矿井安全持续发展，煤矿必须高度重视粉尘防治工作。时代的进步和发展给粉尘防治既带来了机遇与契机，又提出了新的要求和挑战。我们要充分结合矿井生产实际，完善管理制度和体制，总结现有技术措施，探索具有针对性的综合防尘技术体系，推进粉尘防治技术的不断进步，提高粉尘治理效果。