基于矿井综合防尘技术探讨分析.pdf

2 0 1 5 年第 7期 总第 1 1 8期 i j I与 饪 E N E R G Y A N D E N E R G Y C O N S E R V A T lO N 2 0 1 5年 7月 基于矿井综合防尘技术探讨分析 李 瑞 军 阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司，山西 阳泉 0 4 5 0 0 0 摘要 分析煤矿矿井综合防尘技术，概述了煤矿矿井中粉尘对采矿开矿设备、环境及人体的各种 巨大危害。分析了 目前各大中小煤矿有关矿井综合防尘降尘技术现状，结合防尘具体状况提 出改进综合防尘技术的几项措施以供参考。 关键词 煤矿矿井；综合防尘；粉尘危害；改进措施；P L C控制 中图分类号 T D 8 2 9 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 0 8 0 2 一 2 0 1 5 0 7 0 1 5 6 0 2 Di s c u s s i o n o n M i n e Co mp r e h e n s i v e Du s t P r e v e n t i o n Te c h n o l o g y L I R u ij u n N a n z h u a n g C o a l Gr o u p C o ． ， L t d ． o f Y a n g q u a n ， Y a n g q u a n 0 4 5 0 0 0 ， S h a n x i ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r a n a l y z e d c o a l mi n e c o mp r e h e n s i v e d u s t p r e v e n t i o n t e c h n o l o g y ，s u mma r i z e d b i g h a r m o f mi n e d u s t t o t h e mi n i n g e q u i p me n t ，e n v i r o n me n t a n d a l l k i n d s o f h u ma n b o d y ． An d a n a l y z e d p r e s e n t s i t u a t i o n o f c o mp r e h e n s i v e d u s t p r e v e n t i o n t e c h n o l o gy i n r e l a t e d c o a l mi n e s a n d p u t f o r wa r d s e v e r a l r e f e r e n c e me a s u r e s f o r t h e i mp rov e me n t o f c o mp r e h e n s i v e d u s t p r e v e n t i o n t e c h n o l o g y ． Ke y wo r d s c o a l mi n e ；c o mp r e h e n s i v e d u s t p r e v e n t i o n ；d u s t h a z a r d；i mp r o v e me n t me a s u r e s ；P L C c o n t r o l 0 引言 煤炭作为一级能源，服务于人类日常生活中的方 方面面，然而地下开采煤矿却存在相当大的危险，其 中煤矿粉尘危害甚为严重，如若处理不当，不仅会造 成环境污染 ，还会直接威胁到下井人员的人身安全 。 煤矿粉尘是指煤矿开采过程 中产生的岩矿微粒 ，多为 岩尘和煤尘，依据煤矿开采方式及使用设备的不同， 粉尘污染程度略有差异，但是即使是小程度的粉尘污 染 ，在达到某个临界点时同样会对工作人员的生命造 成危 害 ，因此 提高煤矿综合 防尘技 术应充分予 以重 视 ， 下面将论述煤矿粉尘的危害性与矿井综合防尘技 术的诸多事 ” 。 1 煤矿粉尘的危害性 煤矿粉尘的危害性主要表现在四方面a 1 损害机 器设备 。煤矿粉尘对机器设备的损害主要表现在磨损 机器、降低设备寿命和引起设备故障上，降低工作效 率；b 煤尘爆炸。煤尘引起爆炸是煤矿开采中由于粉 尘浓度超标引发的严重事故之一，其引发原因是积聚 收稿 日期 2 0 1 5 0 4 1 3 作者简介李瑞军，1 9 7 2 年生，男，山西阳泉人 ，2 0 1 2 年毕业 于黑龙江科技学院采矿工程专业，工程师。 1 5 6 到一定浓度的煤尘遇到能引发爆炸的热源 ，达到临界 燃点，发生瞬间爆炸。煤尘爆炸威力巨大，爆炸会产 生大量有害气体，不仅使人生命安全受到威胁 ，还有 可能毁坏整个矿井和污染环境；c 使矿井工人易患尘 肺病。尘肺病是由于人体大量吸人粉尘集聚在肺部造成 的，粉尘集聚会严重损害呼吸系统 ，引起呼吸困难 ，长 此以往将危及生命，以目 前的医疗水平， 尘肺病的治愈 率比较低， 并且即使能够治愈，也需要花费高额的治疗 费用，近几年 ，尘肺病得病率呈上升趋势 ，并且尘肺病 已成为矿井工人的职业病，这都是由于粉尘超标造成 的，因此提高防尘措施刻不容缓。基于以上煤矿粉尘的 严重危害， 采取有效的防尘措施十分重要。 2 矿井综合防尘降尘技术现状 2 ． 1 矿井防尘技术 煤矿矿井中最主要的两种防尘措施是煤层注水方 式防尘和人身自我防护。a 煤层注水方式是通过向煤 层中注入一定量的水，提高煤层含水率，降低煤矿开 采粉尘产生率以达到防尘目的的有效方法，一般在进 行煤层注水时，常采用长臂和短臂钻孔注入方式 ，且 视煤层渗透能力和开采进度确定钻孔施工参数 ，封孔 一 定要严密；b 工作人员的防尘措施主要是在下井作 业时，佩戴好防尘用品，此类防尘用品需具有一定防 尘效用 ，如防尘 口罩用过滤性的防尘材料制成 ，以在 2 0 1 5年第 7 期 李瑞军 基于矿井综合防尘技术探讨分析 2 0 1 5 年 7月 恶劣环境中达到防护效果 ，另外作业人员在工作时应 尽量在粉尘浓度安全的情况下作业 ，避免在粉尘较大的 作业场所进食饮水，降低煤粉粉尘对人体的危害。 2 ． 2 矿井降尘措施 煤矿矿井广泛采用的降尘方式主要有两种a 喷 雾洒水方式降尘，此种方式是利用水的吸附性 ，使水 滴吸附在漂浮着的煤粉粉尘颗粒上 ，增加粉尘 的重量 使其降落，达到有效降低粉尘浓度的目的；b 水炮泥 爆破 方式降尘 ，此种方 式使用一种 特殊 的爆破装 置 水泥炮 ，是 由炮泥 、水炮泥、炸药三种物质填充 而成 ，在爆炸时，利用高压爆破力使水渗透到原煤 中，降低开采时煤尘的产生率，水泥炮爆破方式不仅 能使降尘率达到6 5 ％，而且能大量降低爆破时有害气 体的产生率，拥有远胜于其它爆破方式的优势。 2 ． 3 矿井除尘措施 目前 ，煤矿矿井 中采用的除尘措施 大致可分为三 类 物理方式除尘 、化 学方式除尘及生物方式除尘 。 下面主要就前两种进行说明 a 物理方式 除尘 ，包 括通风除尘 、捕尘器 捕尘 等。通风除尘方式是通过向矿井通风的方式降低矿井 中的粉尘浓度以达到除尘目的，但是实践发现，风速 大小直接影响除尘效果 ，也就是说要达到有效除尘 目 的需要寻找合适 的风速 区间，且不 同工作面最佳风速 区间不同，例如综采工作面最佳区间风速为1 ． 5 m ／ s ～ 2 ．5 m ／ s ，这样的风速既能够将煤尘颗粒带走 ，同时又 能够防止粉尘回旋，使除尘效果加倍；捕尘器捕尘是 利用特殊捕尘装置 ，将其安装在粉尘集中区域进行物 理除尘 ，例如在钻孔装置处安装水力引射式钻孔捕尘 器，其工作原理是在钻孔作业时打开捕尘器，利用钻 杆的离心力和装置的高压气流将煤粉粉尘收集到集尘 装置中，利用高压水流使在集尘装置和主除尘管间形 成压力差 ，促使集尘装置中收集到的粉尘依靠压力、 重力等作用 ，与主除尘装置的水充分接触以达到湿式 捕尘效果。捕尘器大多是利用重力、粘滞力、电磁力 等物理方式达到捕尘 目的； b 化学方式除尘主要是泡沫除尘，其工作原理是 利用发泡装置将与表面活性剂充分混合的水制造 出泡 沫，再利用喷射装置将泡沫水喷洒到粉尘集聚处 ，达 到除尘的 目的 ，此种方法广泛应用在掘进机上 。 3 提高矿井综合防尘技术的措施 基于以上煤矿矿井综合 防尘技术 ，提出改进防尘 措施的方法如下。 3 ． 1 建立完善的矿井综合防尘管理体系 有章可循、有法可依才能提升工作效率，拥有健 全的矿井综合防尘管理体系才能使矿井煤粉粉尘危害 处于可控范围内，减少事故发生率，降低员工患病几 率。健全的防尘管理体系需要配备能够不断完善的防尘 综合管理制度 、专业 的职能机构及严格 的防控监督 系 统。煤矿相关管理部门还应设立专门检测粉尘浓度和执 行防尘措施 的防尘职能部 门，重视 防尘工作 ，强化 防 尘管理意识，最大程度地保证作业人员的人身安全。 3 ． 2 P L C自动控制的应用 应用先进 的P L C自动控 制技术揭开了防尘技术 的 新篇章，P L C 自动控制技术能够自动控制防尘。下面 以P L C自动控制喷雾除尘为例来说 明具体情况 ，经编 程设计成功后将P L C自动设备投人使用 ，使用的喷雾 除尘设施是高 、低压两级除尘水幕 ，其执行结果是当 逻辑判断粉尘质量浓度较高时，执行开启两级除尘水 幕 ，其 中低压水幕用来过滤大直径粉尘颗粒 ，高压除 尘水幕用来捕捉小颗粒粉尘 ，大约开启 1 5 m i n ；当逻 辑判断粉尘质量浓度处于中等水平时，仅开启高压除 尘水幕 ，有效 除去 呼吸性小 颗粒粉尘 ，大约开启 1 0 m in ；当逻辑判断粉尘质量浓度较小时，则无需开启 两级除尘水幕 ，可以通过加湿空气清除小颗粒粉尘。 另一方面P L C 空气湿度检测装置还实时监测空气湿度 ， 以供P L C 控制装置判断空气湿度。P L C 自动控制技术 在煤尘浓度检测上的应用主要是实时监测空间内煤尘 浓度 ，供防尘人员和管理人员参考 ，或用来检测防尘 效果是否达标等。 3 - 3 建立矿井综合防尘系统 矿井综合防尘系统的防尘原则是最大程度地降低 粉尘产生率，将悬浮在采掘空间中的煤粉粉尘最大限 度地沉降，通过捕尘器降落的粉尘搜集起来，达到综 合防尘的目的，简而言之，综合防尘系统是将防尘、 降尘、除尘三方面结合起来，有效达到防尘功效。为 将煤粉粉尘对环境 的污染降到最低 ，还会在矿井周边 种植有净化空气效果的绿色植物 。综合防尘系统是集 众多 防尘技术 和防尘措施 ，而且考虑对环境的影 响， 是全面的防尘措施 ，但建立系统需要资金支持，中小 煤矿在这一方面比较受限。 4 结语 煤矿矿井粉尘不仅降低工作效率和工作质量，造 成环境污染 ，还严重威胁采矿人员的人身安全 ，目前 各个煤矿矿井虽然对防尘降尘采取了一些措施，但是 发挥和提高的空间还很大，应结合 自 身实际情况，探 讨选择适合自身煤矿的最优综合防尘技术和措施是遏 制矿井事故和职业危害 、提高采矿开矿效率的最有效 措施，特别是 自动化控制的加入使综合防尘技术又提 升到一个新高度 。 参考文献 [ 1 ] 程龙彪． 浅谈矿井粉尘及其防治[ J ] ． 科技致富向导， 2 0 1 2 ， 2 5 1 2 3 3 3 4 ． 责任编辑季鑫 1 5 7