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煤矿巷道掘进的综合降尘与防尘

2021-04-11*王

当代化工研究 2021年14期
关键词:煤尘防尘降尘

*王 乐

(太原煤炭气化(集团)有限责任公司炉峪口煤矿 山西 030203)

煤尘、岩尘是煤矿生产过程中的常见问题,一般业界把煤尘、岩尘统称为粉尘,如果粉尘浓度过高,可能会引发很多问题。粉尘浓度过高不仅会引发爆炸等意外事故,同时还不利于工作人员的身体健康,比如长期在高浓度粉尘环境中工作的人员,患有尘肺的几率往往比较高。近年来随着科学技术的快速发展,煤矿生产领域机械化水平不断提升,控制粉尘也成为煤矿管理工作中的一项重要内容。

1.粉尘来源

通过调查研究得知,煤矿生产过程中粉尘的来源主要可以分为这几个方面:(1)煤矿粉碎、爆破作业中,原有煤层结构被破坏,大体积煤炭一点点变小,然后由皮带运输出去。这一过程中会产生大量粉尘,不仅会对人员视物造成影响,增大了施工危险性,同时长期吸入粉尘,工作人员罹患呼吸道类疾病的几率也会随之增高;(2)目前机械设备开始在煤矿开采过程中广泛应用,这些设备的应用极大的减轻了工作人员的劳动强度,同时煤矿开采效率也显著提升。但与此同时,很多新问题也随之产生,粉尘浓度大幅提升就是最为突出的问题之一。运用机械设备破碎岩层的过程中,粉尘不断聚集在岩层表面,随着施工的进行,粉尘会飘散在空气之中,为煤尘爆炸等事故的发生埋下了隐患[1];(3)煤炭需要利用传送带运输,装卸、运输过程中自然也少不了粉尘的产生,一些企业为了提升经济效益,还会超负荷运输,大量煤炭在传送带上摩擦,也是产生粉尘的一个重要原因。

2.通风系统的优化

(1)使用先进通风技术

随着近年来科学技术的不断发展,各种先进技术开始应用到生产、生活之中。目前国民经济呈现出了高速发展的态势,就煤矿巷道掘进施工中采用的通风系统来说,使用的技术非常多,需根据开采环境的不同对通风技术进行合理选择,这样才能取得理想的成效,控制粉尘浓度在理想范围之内。以局扇通风技术为例,此类技术对局扇提出了非常严格的要求,不仅要具有合适的风量,同时噪音也不能太大,其型号也要符合使用要求,这样才能达到理想的降尘、防尘目的[2]。

(2)改变煤矿通风方式

目前在煤矿生产过程中,并没有严格依照煤层倾斜角度、井田面积以及粉尘浓度等,来对通风方式进行合理选择,因此从整体上来看,煤矿巷道掘进施工之中的安全性不高,需要较高的施工成本,这种情况下企业利益自然也会削减[3]。具体来说,不同通风方式的适用场合为:中央并列通风适合在井田面积不大的系统之中应用,但由于线路比较长,风阻较大,漏风较多,因此使用过程中需严加注意;对角式通风在井田面积比较大的煤矿之中适用;如果煤层比较深,则应优先选择混合式通风,这样可以确保通风系统运行的稳定性,新鲜空气可以持续不断的进入矿井,从而避免粉尘的大量产生。

(3)合理分配通风量

在降尘、防尘方面来看,决定通风除尘效果的主要因素有风速、风流方向及矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等。风速过低,粗粒矿尘将与空气分离下沉,不易排出而滞留在采掘空间,增加煤尘的浓度;风速过高,虽然能够将煤尘带走,但又使采掘空间的落尘重新吹起,反而会增加煤尘浓度。一般而言,掘进工作面的最优排尘风速为0.4-0.7m/s。《煤矿安全规程》中规定:掘进煤巷最高允许风速为4m/s。这不仅考虑了工作面通风的要求,同时也考虑到煤尘的二次飞扬问题。不仅要降低系统在运行过程中的能耗,同时还要快速的排出井内粉尘,只有这样才能确保开采保质保量,为企业创造可观的效益。

3.综合防尘

在煤矿巷道掘进施工过程中,很多环节都会产生粉尘,巷道内漂浮着大量粉尘,将会对工作人员的身体健康造成威胁,对生产效率与质量的提高非常不利。因此,必须采取有效措施来控制粉尘的产生、扩散,全面改善施工环境,从而为煤矿的安全、高效生产提供保证。

(1)减尘技术措施

①减尘技术。减尘就是减少和抑制尘源产尘。煤层注水、湿式打眼、水炮泥。在注水方式选择时,需综合考虑设备参数、注水孔布置方式以及水压等方面内容,这样才能达到有效降尘。煤层注水主要运用水压力,通过钻孔方式为煤层注入水溶液、压力水,当水分含量增加后,原生煤尘变得湿润,即可达到减少煤体破裂问题的发生,进而达到降尘目的[4]。运用该方法,煤的物理力学性质发生了改变,粉尘产生量明显降低。

②降尘技术。降尘是使悬浮于矿井风流中的矿尘尽快沉降。所谓喷雾降尘,主要是利用雾状进行水的喷洒,这种方式可用雾捕获粉尘,雾状的粉尘会不断下沉,并沉积在煤体表面,这样粉尘就不容易飞扬了。一般而言,有掘进机内外喷雾、转载机头安设防尘罩和喷雾、工作面使用净化水幕、防尘网等。在距工作面30m范围内安设两道净化水幕,在距工作面50m处使用净化水幕并安设防尘网,工作面含尘风流经过第一道净化水幕后降尘率只有58%~60%,经过第二道净化水幕后降尘率为75.2%~80%,在经过防尘网后,矿尘浓度只有0.56mg/m3,降尘率达到97.2%。

③除尘技术。利用风机可将空气中含有粉尘的气流引入除尘器中,达到净化巷道空气的效果。除尘器主要由旋流脱水段、过滤除尘段与配套风机组成,可以将其安装在转载机上或掘进机上,其前后总长度不能超过30m,运行过程中其风筒的断面需在0.19m2以上。为了提升除尘效率,可在风筒末端加设控尘装置。固定好除尘器后,可与水源、电源连接,并在供水管路处装设水质过滤器[5]。

(2)防尘技术措施

降尘可以分别从掘进作业、锚喷支护等方面实施防尘措施。

①掘进作业中的防尘。在掘进施工过程中,需开启除尘器、高压喷雾装置,并由专人对设备进行管理和维护,以确保掘进过程中这些设备可以正常运行。为避免出现喷雾装置问题,比如喷嘴堵塞,应时刻确保喷雾供水是洁净的,这就体现出加设水质过滤装置的重要性,同时还要确保防尘管路具备充足的压力,一般其压力应该在3.0MPa以上。另外,还要以《煤矿安全规程》的有关内容为参照,制定专人对除尘器进行操作、管理与维护。

②锚喷支护中的防尘。一般来说需要将除尘安装在喷射器后方,这样除尘器就可以随着喷射机不断移动,在锚喷作业过程中即可借助于除尘器发挥其抽尘净化的作用。吸尘罩需迎着巷道风流的方向设置,具体来说,可以在巷道顶部锚杆上吊挂吸尘罩,并注意其与上料口之间保持2~3m的距离,借助于负压风筒实现与除尘器的连接。此外,需找到施工地点的下流方向,并选准位置后设置两道风流净化水幕,可有效净化粉尘,同时洒水预湿后,再让混合石料下井。

③装载运输时的防尘。在煤矿生产过程中,需严格控制装载点落差,一般该落差需在0.5m以内,一旦超过该值,则应该安装溜槽、导向板。选择下风向20m的位置安装风流净化水幕,并在运输巷道、转载点等定点尘源安装自动喷雾降尘装置。设备一旦启动,即可开始洒水降尘,这里需要按照设备运行速度确定降尘步骤[6]。如果不能顺利启动设备或喷雾过程中有故障发生,则必须采取有效措施进行管理与维护,使设备运转与喷雾洒水结合起来,以达到一体化运转的目的。为了提升降尘效果,需按照不同点的实际情况对喷头倾斜角度、数量进行调整和优化。

4.防护与检测措施

在煤矿巷道掘进过程中,要求施工人员佩戴自吸式防尘口罩、过滤式送风防尘口罩等防护用具,使用这些防护用具,可有效减少吸入自体粉尘。在井下施工过程中,有关地点需依照有关规定和要求进行测尘工作。为了能够营造出良好的作业环境,一旦在作业过程中发现存在不符合规定的地方或有超过数据限制的情况发生,则必须探索出发现问题的原因,并采取相关措施使这些问题得到及时有效的解决[7]。

在施工作业过程中,需收集有关施工现场卫生环境的数据资料,可以CCCGZ-1000型直读式测尘器测得作业现场中有关粉尘质量浓度,如果出现数据超标的情况,应及时采取措施使粉尘浓度得到降低。同时,施工人员还要定期到医院接受身体检查,如果发现疑似尘肺病的人员,需及时将其从煤矿生产一线调离,并及时到医院接受后续检查与诊疗。

5.结语

综上所述,在煤矿生产过程中,如果粉尘浓度过高,将会对巷道路掘进施工造成大量负面效应,对人员操作准确性带来不利影响,严重威胁其身体健康。因此,煤矿企业应该综合分析煤矿巷道施工的实际情况,并采取综合性降尘与防尘措施,以有效减少有毒、有害气体的浓度,为煤矿安全生产提供有效防护,为井下作业人员施工作业提供一个良好环境。为此,煤矿企业必须确保生产的高效性、连续性,这样才能创造出更多的经济效益与社会效益,推进企业的长期、稳定发展。

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