摘  要：本文简单概述了煤矿井下作业环境的特点，并就在煤矿井下不同的生产过程介绍了几种不同的除尘方式。此外还介绍了煤层注水、泡沫除尘、磁化水降尘。

关键词：井下粉尘;除尘;防治

随着煤矿开采规模和开采强度的不断增大，井下的采煤、掘进、运输等各项生产过程中的粉尘产生量急剧增加，特别是呼吸性粉尘浓度呈大幅上升趋势[1-3]。空气动力学直径为5μm的称为呼吸性粉尘，呼吸性粉尘是能进入人体肺泡区的颗粒物，它是引起尘肺病的病因，对人体危害性极大。最大限度地降低采掘工作面及其他作业场所的粉尘浓度，是保障井下工人的身心健康和矿井安全生产的重要保证[4-7]。

1井下作业环境的特点

1） 煤矿井下工作环境空间狭窄，活动受限。

2） 在于其存在易燃易爆气体。

3） 工作场所不固定，工作面不断搬移，地下开采技术条件复杂[8]。

2粉尘防治的主要技术

针对井下采煤工作面、掘进工作面、转载点等主要产尘位置，介绍了目前粉尘防治的主要技术。

2.1产煤工作面的除尘技术

（1）采煤机内、外除尘喷雾降尘。在进行喷雾洒水时，采煤机的喷雾系统分为内喷雾和外喷雾两种方式，内喷雾的水是通过截割滚筒上的喷嘴对截齿切割点进行直接喷射，外喷雾的水则是由截割部的固定水箱、摇臂或煤挡板上的喷嘴直接喷出，这样就能使得水雾把尘雾包裹起来，进而使得粉尘变得湿润，达到捕捉粉尘的目的[9];

（2）破碎机转载点粉尘的治理。破碎机防尘主要采用密闭破碎，避免粉尘的外扬;另外，在密闭基础上安装除尘器和喷雾装置，降低粉尘浓度，达到降尘效果。

（3）转载点喷雾装置的除尘。喷雾装置安设在转载落煤点上方，降低因煤炭转载而产生的粉尘，达到降尘的效果。

2.2掘进工作面的粉尘治理

掘进工作面是煤矿井下主要的产尘点。在掘进工作面的除尘技术，主要分为干式除尘和湿式除尘技术。

2.2.1干式除尘技术

干式除尘器是一种低能耗、零耗水、高效率、无污染的除尘设备。

2.2.1.1井下干式袋式除尘器

布袋除尘器除尘原理机理，是重力、筛滤、惯性碰撞、吸附效应和扩散与静电吸引等各种力的综合效应。当含尘气流经滤料时，比滤料空隙大的粉尘颗粒，在重力作用下沉降，或在惯性作用下被滤料挡住;比滤料空隙小的微粒，由于和滤料发生碰撞或被滤料纤维吸附，停留在滤料表面和空隙中，并形成附着在滤料上的一次尘，用来过滤后来的二次尘，即用粉尘过滤粉尘，从而提高除尘器的除尘效率[10]。

2.2.1.2通风除尘

通风除尘措施能保证煤矿井下空气中粉尘得到有效稀释或更进一步地排出粉尘，在通风除尘过程中，必须保证有最低的排尘风速，如果能把握好最大限度排除浮尘而又不会导致落尘第二次飞扬的最优排尘风速则是最理想的效果，在这样的最佳条件下才能最大限度地达到煤矿除尘目的[11]。

2.2.2湿式除尘技术

湿式除尘器原理是利用液体与含尘气体接触，以液滴、液膜、气泡等形式，将含尘气流中的尘粒和有害气体去除。

2.2.2.1振弦式除尘

振弦式除尘器也是湿式除尘器的一种。其原理是将细丝绕制成较密的几排（4或8排）形成振弦栅，当含尘风流通过振弦栅时风带动栅丝振动，从而阻止风流中的粉尘通过，再通过喷向栅丝的水雾，将粉尘捕捉，达到除尘的目的 [12]。

2.2.3其他除尘技术

除常见的湿法、干法除尘技术外，还有其它降尘净化方法如煤层注水;以及新型的将物理化学降尘技术结合的试验与应用，主要有泡沫除尘、磁化水降尘等[13-16]。

2.2.3.1 煤层注水

利用水的压力通过钻孔把水注入即将回采的煤层中，使煤体得到预先湿润，以便减少采煤时浮游煤尘的产生量。长钻孔注水方式具有煤体湿润均匀、湿润范围大等优点。

2.2.3.2 泡沫除尘

泡沫除尘是用无空隙的泡沫体覆盖尘源，它主要是利用泡沫的高度湿润性和隔绝性能进行除尘。泡沫剂和水一起按一定比例混合，通过发泡器产生大量高倍数泡沫喷洒到尘源或空气中。当泡沫液喷洒到岩矿或料堆上时，便形成无空隙的泡沫体覆盖在尘源上，使粉尘得以湿润和抑制。当泡沫液喷射到含尘空气中时，则形成大量泡沫粒子群，其总体积和总表面積很大，从而大大增加雾液与尘粒的接触面积和附着力，因此有利于提高水雾的降尘效果[17-18]。

2.2.3.3 磁化水降尘

磁化水降尘是将防尘水经过磁化器处理后，使水的物理化学性质发生暂时的明显变化，从而水的表面张力、吸附能力、溶解能力及渗透能力增加，另外水的粘度降低，会使雾粒变小，从而增加水雾与粉尘的接触机会，大大提高了降尘效果。

3 粉尘防治与管理

随着科学技术的迅猛发展，很多高科技新技术正逐渐应用到矿山开采工作的各个领域，新技术的应用给煤矿粉尘防治技术的完善创新带来了机遇。未来一段时间，提高自动化喷雾水平，实现高效雾化喷雾，研究难注水煤层注水技术、装备和配套工艺以及完善尚未成熟的超声波除尘、生物试剂除尘和电离水除尘等高新粉尘防治技术成为煤炭工作者面临的巨大挑战。

参考文献

[1]王德明.矿井通风与安全[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[2]中国煤炭工业劳动保护科学技术学会.矿井粉尘防治技术[M].北京：煤炭工业出版社，2007.

[3]傅贵，金龙哲，徐景德.矿尘防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.

[4]王建民，赵波，郭宝哲.综放工作面粉尘防治技术研究与应用[J].煤炭科学技术，2012，0（S0）：51-53.

[5]马利，许鹏.岩巷掘进快速湿式喷射混凝土支护技术[J].煤炭科学技术，2013，41（4）：5-7.

[6]石亮.矿山企业多种职业危害综合评价方法研究[J].煤炭科学技术，2013，41（6）：65-67.

[7]贾东.综放工作面综合防尘技术探析[J].煤炭科学技术，2013，41（S0）：68-69.

[8]范兰，王加东，陈立萍，等.矿用干式除尘器的研发与应用[J].环境工程，2014，32（1）：80-83.

[9]吕英武.煤矿井下粉尘综合治理[J].山东煤炭科技，2011，（2）：212，214

[10]王俊波.仓顶式布袋除尘器在地面煤仓粉尘和瓦斯综合治理中的应用研究[J].能源与环保，2017，9（12）：289-292.

[11]武龙君.煤矿井下综合防尘技术探究[J].能源与节能2017.（4）：148-149

[12]冯森林.振弦栅除尘器在煤矿中的应用[J].矿业安全与环保，2002，29（s1）：28-28.

[13]关万里.神东煤炭集团快速掘进工作面粉尘防治技术研究[J].煤炭工程，2016（S1）.

[14]常建兵，刘涛，胥奎，等.综掘工作面粉尘防治技术研究[J].煤炭工程.2007.39（3）：53-55.

[15]Fauconnier  C J.Fluctuations in barometric pressure as a contributory factor to gas explosions in South African Mines[J].Journal of South Africa Industrial，1992，92（5）：131-147.

作者簡介：

王志刚，男，1995年8月，汉族，安徽六安人，大学本科学历，安徽理工大学在读，研究方向环境化工。