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摘要：随着采煤技术水平的不断现代化，采煤工艺的不断优化，产率的不断提高，伴随而来的粉尘量也在不断增加，这就严重威胁了工作人员的身心健康，违背了生产的高效安全原则。因此，综合防尘工作已经成为是煤矿安全防护的重点工作。提高综合防尘技术，不但为可以改善工人的工作环境，而且可以提高工作环境的安全系数，从而为煤矿安全开采起到保驾护航的作用。
【关键词】：煤矿；掘进工作面；粉尘防治；技术
随着科学技术的不断提高，采掘的机械化程度越来越普遍，矿井的开采方法和采煤工艺正向着高科技的方向发展，伴随产生的是粉尘量越来越高，粉尘的危害也在不断加剧。粉尘中的煤尘具备可燃的性质，所以火灾就很容易被引起，情况严重时可能会导致爆炸事故，给矿井的安全运作增加了危险系数；同时粉尘的存在还会降低仪器的精密度和使用寿命；粉尘可以降低生产环境的可见度，而且长期接触粉尘的工作人员容易得(尘肺病)等职业病，这些因素都严重影响着工作人员的身心健康正；正是由于这些原因的存在，矿井粉尘被称为煤矿五大自然灾害之一。所以，雅论是从煤矿企业的安全生产还是从工人的心身健康方面考虑，都应该采取有效的措施对煤矿粉尘进行有效的防治。
一、掘进工作面粉尘的产生
在煤矿生产过程中很多程序都会有大量粉尘产生，比如钻眼过程、炸药的爆破过程、掘进机以及采煤机在作业过程中、以及煤矸的装载及运输等很多生产工序都会伴随大量粉尘的产生。
掘进机在作业时是一个重要的产尘过程，煤岩的破碎会产生大量的粉尘，这个过程涉及煤岩受到截齿的压力和摩檫产生的粉尘(占掘进工作面粉尘的80％以上)、煤块塌落时与机器和地面碰撞产生的粉尘、挡煤板和运输溜子转载造成的摩檫破碎产生的粉尘；工作面上沉积的粉尘在掘进中或通风过程中又被扬起而形成的次生粉尘等。
掘进工作过程产生的粉尘有全尘和呼吸性粉尘之分，其中呼吸性粉尘严重威胁工人的身心健康。因此，采取有效的措施对煤矿粉尘进行有效的防治。
二、掘进工作面防尘方法
目前，世界采掘工作面的粉尘防治大体从三个方面进行的：一是在采煤前，通过注水地方法增加煤体的润湿度，降低粉尘的产生；二是开采过程中，应用科学的防尘技术对尘源进行有效控制；三是使用相关的除尘技术或设备，及时清除产生的粉尘。在国内，对粉尘的治理主要是通过以下几个方面实现的：
（一）煤层注水
在掘进机进巷道之前，使用钻孔将压力水注入煤层，会水沿着煤层的纹理、层隙或断痕向周围渗透，从而会增加煤层的含水量，预先润湿需要开采的煤层，从而有效的控制尘源，减少采掘时产生的粉尘量。
这个方法的降尘效果比较好，一般 0％左右粉尘浓度可以得到有效控制。与采用煤层注水应用比较广泛的国外相比，采用煤层注水的应用数量在我国显得比较微弱。有些煤层注水困难主要是由于孔隙率低和裂隙发育差的问题存在。我国针对这个问题，逐渐开发和完善了煤层脉冲式注水方法，这个方法的使用提高了此类煤层的湿润度，从而在尘源上进行有效控制粉尘的产生。
（二）湿式凿岩、钻眼
凿岩和打钻过程中，使用压力水注入到凿岩机与煤电钻的炮眼眼底，用水湿润和冲洗粉尘，使粉尘变成尘浆流出炮眼，从而达到抑制粉尘飞扬，降低空气中粉尘含量的目的。
（三）掘进机喷雾洒水
掘进机喷雾洒水主要是由引射喷雾、内喷雾和外喷雾三部分构成。
引射喷雾一般安装在掘进机截割臂的两侧，主要由喷嘴和引射风筒组成。在风筒后部形成一个负压区，可以使附近带有粉尘的空气被吸入引射风筒，含粉尘的空气将随水雾一起射出。同时射出的水雾扩散后也可以吸收一部分粉尘，从而可以进一步达到降低粉尘的目的：
内喷雾通过掘进机截割头上的喷嘴向割落的煤岩直接喷雾，在矿尘生成的瞬间将其凝结而沉降。
外喷雾利用安装在掘进机截割臂上的高压喷嘴向煤岩喷雾，用于捕集突破内喷雾的空气中悬浮的粉尘，水粒在空气中与浮游粉尘相碰撞，使粉尘被湿润，增加粉尘本身的重量，沉降下来，从而达到降尘的目的。
高压水喷雾除尘技术，就是将来自外部的低压水，通过高压水泵进行加压，将压力提高到要求的水压，然后通过喷嘴喷射出去。通过大量实践证明，高压喷雾具有非常明显的降尘效果。在掘进机进行截割工作时，需要开动喷雾装置；在掘进机停止工作时，将喷雾装置关闭。
（四）通风除尘
通风除尘技术主要是由除尘技术和收尘技术两部分组成。控制粉尘浓度，一方面要有效控制粉尘的产生：另一方面要将产生的粉尘进行有效清除。通风除尘的效率的主要受风速及粉尘粒度等因素决定。风速不能过低，否则粗粒粉尘不易排出；风速太高，容易使采掘空间的落尘重新吹起，引起粉尘的二次飞扬。
我国主要采用长压短抽通风除尘系统，压入式通风是主要的通风方式。这个系统是通过局部通风机实现的。通过局部通风机直接将新鲜风流压入工作面，安装在风筒的末端的旋流器会起到改善风流的作用，同时以短抽的方式将含尘的空气通过吸尘罩经吸尘风筒进入除尘风机对粉尘进行净化处理工作。
（五）个体防护
个体防护是指工作人员可以通过佩戴各种有效的防护面具从而达到减少个体吸入粉尘的一个有效措施。个体防护的用具主要有防尘口罩、防尘帽等，其目的是使工作人员能呼吸净化后的清洁空气而不影响正常的工作。
（六）加强粉尘浓度的检测
不同煤矿企业需要设立测尘组织机构，建立测尘管理制度和测尘数据报告制度，并配备专职测尘人员。在正常工作条件下，检测人员对工人的主要工作地点进行定时抽样检测；任何一次有代表的采样测定中，总粉尘浓度均不得超过规定的最高允许浓度。
（七）化学除尘
煤矿采掘工作面综合防尘的主要处理措施是湿式作业，湿式作业主要使用的是清水，但由于清水得表面张力较高，使微细粉尘不易被水迅速的湿润，所以对粉尘尤其是呼吸粉尘的捕捉能力比较差。为了改善这个现状，许多国家试图在水中添加表面活性剂，已达到高的除尘效果。国外对表面活性剂的研究，最早是从Walker试验和DropBox试验开始的。
我国关于化学抑尘剂的研究和应用起步较晚，但发展迅速。但是已经取得比较好的成果，我国先后研制出淀粉接枝丙烯酸盐高倍吸水树脂作抑尘剂、提出聚丙烯酸钠溶胶吸尘剂、煤层注水用表面活性剂、高分子泡沫降尘剂等。很多除尘机通过实验证明有比较好的除尘效果。
三、 发展趋势
随着科学技术的迅猛发展，很多高科技新技术正逐渐渗透到社会各领域，新技术的应用给煤矿粉尘防治技术中来。近2O年来，各个国家在煤矿采掘工作面粉尘防治方面都取得了很大程度的进步，新设备、新工艺等不断在市场出现，但仍需要改进完善的地方，采掘工作面粉尘防治技术的发展趋势在以下几个方面得到体现：
(一) 提高喷雾降尘设备的现代化水平，采掘作面喷雾控尘系统参数的合理设计。高效喷雾化的喷嘴设计、喷嘴材料的选择与优化、喷雾压力的合理设计等。
（二）研究减少水的使用量的新技术或者新工艺。达到使用少量的水就可以有效的控制粉尘浓度。主要研究内容：新型高效环保喷雾降尘剂、注水渗透剂、泡沫降尘剂和干式除尘器的研制。
（三）研究高效的控尘、除尘技术、装备和配套工艺。主要研究内容：大风量的控尘、除尘装备；各种除尘系统的配套移动方式；分段注水防尘技术及配套工艺等。
（四）研究难注水煤层的注水技术、装备和配套工艺。对于难注水煤层应从机理上进行深入的研究，突破关键技术，在现有注水丁艺的基础上重点进行煤层注水自动化研究，实现煤层注水监控，从而提高煤层注水防尘的效果。
四、结语
矿井粉尘的防治工作是一项长期而艰巨的任务，它不仅关系到工作人员的身心健康，还严重影响到煤矿企业的安全生产、经济效益等一系列的问题。随着科学技术的迅猛发展，很多高科技新技术正逐渐渗透到矿石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，所以，矿山工作人员应该在总结和改善现有防尘技术的基础上，还要将新的科学技术应用到煤矿生产实践中去，使得粉尘防治技术也随着科学的进步而不断发展。
参考文献：
[1]卢喜山等．综掘面新式机械综合除尘系统的设计及应用[J]．煤矿安全，2001；
[2]煤矿安全规程读本编委会．煤矿安全规程读本[M]．煤炭工业出版社，2005；
[3]周刚．综放工作面喷雾降尘理论及工艺技术研究[D]．青岛：山东科技大学，2009；
[4]刘光荣．掘进机司机[M]．煤炭工业出版社，2004。
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发表于 2020-6-15 14:58:23
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