采煤工作面粉尘防治技术探讨.pdf

862018 年第 1 期 收稿日期 2017-08-22 作者简介 张忠林，（1986- ），男，本科，采煤助理工程师， 主要从事调度指挥中心科员相关工作。 采煤工作面粉尘防治技术探讨 张忠林 （晋煤集团晋圣矿业投资有限公司，山西 晋城 048000） 摘 要 近年来，随着煤矿采掘机械化的发展，矿井产尘量也大幅提高，作业环境较差，安全风险高。基于此，本文主 要围绕采煤工作面粉尘防治技术展开论述，具体论述了晋圣亿欣煤业 XV1309 综采工作面的粉尘防治方案与效果，仅供类 似项目参考。 关键词 采煤工作面 粉尘防治 个体防护 中图分类号 TD714.4 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2018.01.036 Discussion on Dust Control Technology of Coal Mining Face Zhang Zhong-lin Jinsheng Mining Investment Co. LTD, JinCheng Coal Mine Group, Shanxi Jincheng 048000 Abstract In recent years, with the development of mechanization of coal mining, mine dust production has been greatly improved, with poor working environment and high safety risk. Based on this, this article mainly revolves around the coalface dust prevention and control technology, discussing XV1309 fully mechanized working face dust control schemes and effect, which provides a reference for similar projects. Keywords coal mining face dust control individual protection 在煤矿掘进的过程中会产生大量的粉尘，粉尘 将对煤矿的作业环境、生产安全以及矿工的身体健 康都造成严重的威胁。基于此，采煤工作面粉尘防 治技术研究具有重要的现实意义。 1 采煤工作面粉尘概述 煤矿粉尘，是煤矿五大自然灾害之一，指的是 在采煤作业中由于煤岩被破碎而产生的各种岩矿微 粒，包括煤尘、岩尘、水泥粉尘等。目前，我国采 煤工作正在朝着机械化、集约化方向发展，产尘量 相应增加，粉尘危害加剧。因此，必须采取有效的 措施对煤矿粉尘进行防治。 2 采煤工作面粉尘防治技术 采煤工作面粉尘防治技术主要可以分为减尘、 降尘、个体防护三大类。 2.1 减尘技术 （1）煤层注水在采煤之前利用钻孔向煤层 内注入压力水，使水沿着煤层的纹理或裂隙渗入煤 体内部并向四周扩散，预先湿润煤体及其内部的原 生煤尘以增强煤体塑性，从而减少采煤时产尘量， 一般可将粉尘浓度降到 60 左右。图 1 所示即为煤 层注水钻孔布置示意图。近些年来，针对煤层注水 中遇到的裂隙发育差和孔隙率低等问题，我国已逐 步完善了煤层脉冲式注水方式，实现了对煤层煤体 的充分湿润，有效抑制尘源。 图 1 煤层注水钻孔布置图 （2）湿式凿岩在凿岩机打眼时通过凿岩机 将压力水送入孔底，抑制煤尘产生。 （3）水封爆破打好炮眼后，注入定量压力水， 在煤体的湿润程度达到要求后，在预先打好的炮眼中 填入炸药，插入封孔器然后实施爆破。水封爆破虽 能降尘，但是在使用此种降尘技术时应注意炮眼中 注入的压力水，如果压力水流失过多会造成放空炮。 872018 年第 1 期 2.2 降尘技术 （1）采煤机内外喷雾。采煤机自身设有喷雾 系统，包括内、外喷雾。内喷雾是在割煤作业时， 通过切割机构上喷嘴直接喷雾，抑制煤尘的产生； 外喷雾主要作用于悬浮在空气中的煤尘。 （2）液压支架架间喷雾。液压支架移架和放 煤口放煤是两个主要尘源，自动喷雾降尘是当前主 要使用的防尘方法，如图 2 所示即为液压支架自动 喷雾示意图。 图 2 液压支架自动喷雾示意图 （3） 风流净化水幕。 简单说就是风水混合除尘， 综采各工作面应按不同作业及降尘要求严格配置最 优排尘风速，一般风流净化水幕中最低排尘风速为 0.250.5m/s，最优排尘风速为 1.52.0m/s。如图 3 所示即为风流净化水幕布置示意图。 图 3 风流净化水幕布置示意图 （4）破碎系统降尘。在破碎机进行大块煤破 碎作业时进行喷雾降尘，主要装置包括防尘罩、喷 雾设备，令破碎机处于相对封闭的环境下完成喷雾 降尘。 2.3 个体防护 个体防护通常是指井下作业人员在作业环境中 风尘较大的地带，自身佩戴各种防尘口罩、防尘面 具和防尘呼吸器等，尽可能减少煤尘吸入。 3 实例分析采煤工作面粉尘防治工作 3.1 工作面概况 晋煤集团晋圣亿欣煤业 XV1309 综采工作 面 位 于 十 五 号 煤 一 盘 区。 工 作 面 倾 斜 长 度 为 1105.912m，工作面走向长度为 200.00m。 3.2 综合防尘系统 3.2.1 防尘管路系统 （1）防尘系统路线。工作面巷道的防尘管路 为 Φ76mm 的无缝钢管，东回风大巷为 Φ108mm， 东胶带大巷为 Φ159mm 无缝钢管；供水水量不小 于 25m/h，防尘管路末端供水压力不小于 1.5MPa， XV1217 巷防尘管路每 50m 一个支管阀门，XV1218 巷防尘管路每 100m 一个支管阀门。XV1217 巷静 压水供进风顺槽防尘水幕及各转载点、机组喷雾和 电机冷却等，XV1218 巷静压水供回风顺槽防尘水 幕。消防洒水管路发现跑、冒、滴、漏要及时处理。 具体线路①东回风大巷检修横川XV1217 巷工作面设备用水。②东回大巷XV1218 巷 工作面设备用水。 （2）防尘设施。①在防尘管路上设置水质过 滤器和压力表，水质过滤器的位置在工作面进、回 风巷口 20m 范围内，压力表的位置在防尘管路的末 端。②在工作面进风巷内距工作面 50m 范围内设置 两道净化水幕（间距不小于 10m）；在工作面回风 巷内距工作面 50m 范围内设置两道净化水幕（间距 不小于 10m）；在回风巷巷口 30m ～ 50m 设置一 道净化水幕。③在破碎机进、出口、各输送转载点 安设降尘喷雾，在胶带输送机及转载机机头设置防 尘罩。④采煤机必须安装内、外喷雾装置。⑤每架 支架均安设一道移架喷雾装置。 做好防尘设施的管理，建立防尘设施台账，明 确专人管理，确保防尘设施正常使用，加强防尘设 施的检查维护工作，发现损坏要及时维修或更换。 3.2.2 防尘措施 （1）煤层注水 XV1309工作面回采前对工作面煤层进行注水， 在回风顺槽从切眼开始由北向南每隔 20m 施工一个 注水钻孔，注水孔开孔高度 1.0m，孔径为 75mm， 注水孔长度均为 160m。随着工作面回采进度的推 进，工作面注水钻孔保持 13 个钻孔已完成注水。 根据现场测定和和验算，15 号煤综采工作面动压煤 层注水压力不超过 8MPa，动压煤层注水压力确定为 58MPa。根据 15 号煤层特点，注水流量取 1.0m3/h。 经现场实验测定和验算，先脉冲动压注水 3h 在煤体 内部形成相互关联的煤层注水渗透网。每天注水 1 个钻孔可满足生产需要。 （2）采煤机安装内、外喷雾装置。割煤时喷雾 882018 年第 1 期 温度等环境变化情况，并在使用后随时观测一段时 间，防止发生次生灾害以及后期对施工地点作业人 员的身体影响。 （6）综放工作面回撤是一个全面系统工程， 涉及专业较多，应提前开好回撤工作各专业协调会， 随着回撤工作的进展，情况也会发生变化，应及时 编制相关的保障措施，便于指导现场作业人员安全 操作。 【参考书目】 ［1］ 程卫民 . 矿井通风与安全 [M]. 北京 煤炭工业出 版社 ,2016. ［2］ 张国枢 . 通风安全学 [M]. 徐州 中国矿业大学出 版社 ,2007. （上接第 85 页） 降尘，内、外喷雾压力分别要超过 2MPa、4MPa。 当外喷雾压力小于 4MPa，在机组摇臂上加装自制 外喷雾装置，压力需大于 4MPa，无水或者喷雾装 置不能正常使用时必须停机。 （3）破碎机进、出口、各输送转载点必须安 设喷雾洒水装置，各胶带输送机及转载机机头安设 防尘罩，并保持完好、齐全、有效。防尘设施损坏 或无水时必须停止运转。 （4）工作面防尘设施必须保持完好、齐全、 有效，正常生产期间，必须正常使用各处的净化水 幕、降尘喷雾；割煤、移支架时，作业地点附近必 须打开临近支架移架喷雾，确保有效降尘。采煤机 无水或者喷雾装置不能正常使用时必须停机。 （5）巷道积尘采用冲洗的方式进行清除。冲 洗时，先将 3050m 胶管接至静压水管，由上风侧 向下风侧进行冲洗。冲洗频次严格按照“距工作面 30m 内巷道每班冲洗，30100m 每天至少冲洗一次， 100m 外每周至少冲洗一次，转载点 20m 内每班冲 洗”的要求执行。电气设备每班采用扫帚清扫。 （6）打眼作业必须采用湿式打眼。 （7）所有作业人员必须佩戴防尘口罩，并按 要求更换过滤原件及相关部件。 （8）工作面人员必须爱护防尘设施并坚持正 确使用，各班开工前，必须对洒水设施进行检修或 更换，使其保持齐全、完好，保证防尘效果。 （9）粉尘检测。XV1309 综采工作面总粉尘浓 度每月测定 2 次，呼吸性粉尘浓度每月测定 1 次。 各粉尘检测点由通风部根据（Q/JM J 1.0034-2013） （Q/JM J 1.0035-2013）煤矿作业场所粉尘检测地 点设置标准选择采样点。 4 结束语 采煤工作面的粉尘防治工作是一项技术性强、 难度大的工作，煤矿企业应大力鼓励科技创新，在 总结和改善现有防尘技术的基础上，将新的科学技 术应用到煤矿生产实践中去，为煤矿采煤工作面创 造一个安全、卫生的环境，以实现煤炭工业的可持 续发展。 【参考书目】 ［1］ 肇安 , 魏国山 . 综采工作面长孔注水防尘技术优 化 [J]. 煤矿安全 ,2015,46s139-42. ［2］ 邹常富 . 采煤机割煤产尘特性及防治技术研究 [J]. 煤炭工程 ,2016,48262-64. ［3］ 马威 . 高风速综采面采煤机产尘运移规律及防治 技术 [J]. 煤矿安全 ,2014,45467-70. 度，确保井下职工生命财产安全，做好瓦斯治理工 作具有现实意义。因此，在工作中要利用现代化科 学手段做好煤矿瓦斯治理工作，有效融合企业安全 生产与经济效益，推动天池公司可持续发展。 【参考文献】 ［1］ 祝钊 . 管道瓦斯爆炸流场及其影响因素数值模拟 [J]. 中国矿业大学学报 ,2017,4602300-305. ［2］ 邹云龙 . 单一煤层顺层钻孔瓦斯抽采半径动态测 定 [J]. 煤炭工程 ,2017,49058-10. ［3］ 孙百锁 , 畅毅科 . 鹿台山矿煤层瓦斯抽采难题与 对策 [J]. 煤炭工程 ,2017,490563-65. 工作，不断加大监督力度。对煤矿中存在的安全隐 患，及时处理整改，同时对相关单位做出处罚。杜 绝在高瓦斯和瓦斯突出矿区建立矿井，从源头上防止 瓦斯事故的发生。对于瓦斯超限瞒报情况务必进行 严肃处理，对检测瓦斯数据弄虚作假的情况，也应 该严肃处理，并追究相关部门或人员责任。对于发 生较大瓦斯事故的煤矿，应该关闭处理。对于具有 重大隐患却没采取有效措施的也应该进行关闭处理。 3 结语 煤矿安全生产人人有责，提高安全生产投入力 （上接第 83 页）