蔣建文

[摘 要]在我國(guó)煤礦生產(chǎn)階段，由于存在鉆眼、爆破、機(jī)械作業(yè)、煤矸的載運(yùn)等工序，導(dǎo)致在煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)大量粉塵，對(duì)煤礦工人的身體健康帶來(lái)極其不利的影響。因此，針對(duì)掘進(jìn)工作中產(chǎn)生的大量粉塵，我們必須采取行之有效的防塵措施，以確保煤礦生產(chǎn)的安全性和有效性。

[關(guān)鍵詞]煤礦掘進(jìn)；工作面；防塵；煤層注水 安全

中圖分類(lèi)號(hào)：P633.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）03-0138-02

在礦山生產(chǎn)過(guò)程中，如鉆眼作業(yè)、炸藥爆破、掘進(jìn)機(jī)及采煤機(jī)作業(yè)、頂板管理、礦物的裝載、轉(zhuǎn)載及運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量的礦塵?，F(xiàn)階段在我國(guó)，在煤礦掘進(jìn)工作中，結(jié)合自身相關(guān)生產(chǎn)條件，并通過(guò)采取相應(yīng)防塵措施，不但可以大幅度降低掘進(jìn)工作面的粉塵，給煤礦生產(chǎn)提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，還可以加強(qiáng)煤礦機(jī)掘工作面的掘進(jìn)速度，很好地預(yù)防或降低了煤礦工作人員塵肺病的產(chǎn)生。本文從掘進(jìn)工作面粉塵的構(gòu)成入手，確定了粉塵產(chǎn)生的根源，通過(guò)對(duì)截齒破煤機(jī)理、煤層性質(zhì)、工作結(jié)構(gòu)與參數(shù)、掘進(jìn)機(jī)工作方式等方面的研究、分析，確立了掘進(jìn)防塵的舉措。

一、礦山綜合防塵

礦山綜合防塵是指采用各種技術(shù)手段減少礦山粉塵的產(chǎn)生量、降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對(duì)人體、礦山等產(chǎn)生危害的措施。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，認(rèn)識(shí)到從礦塵的源頭抓起，控制礦塵源并減少礦塵源的產(chǎn)生以及實(shí)行生產(chǎn)的全過(guò)程控制是解決礦塵問(wèn)題的根本途徑。通過(guò)改革工藝設(shè)備和工藝操作方法，從根本上杜絕和減少有害物的產(chǎn)生以消除或控制塵源。在此基礎(chǔ)上再采用合理的通風(fēng)除塵措施，建立嚴(yán)格的檢查管理制度，這樣才能有效地防治粉塵。最后還得通過(guò)人員個(gè)體防護(hù)以減少吸入人體粉塵的一項(xiàng)補(bǔ)救措施，從而將粉塵對(duì)人體的危害降低到最小化。

二、采掘工作面粉塵的產(chǎn)生原因

煤礦工作中，在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)巷道階段由于掘進(jìn)工作的進(jìn)行，煤巖破碎會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，這其中由于截齒的壓碎與摩檫產(chǎn)生大量的粉塵，其數(shù)量幾乎占掘進(jìn)工作面所有粉塵的五分之四，此外，由于煤塊塌落后撞擊地面產(chǎn)生的粉塵、運(yùn)輸溜子轉(zhuǎn)載摩擦擋煤板產(chǎn)生的破碎而滋生的粉塵，還有沉積在煤礦掘進(jìn)工作面上的粉塵、因?yàn)橥L(fēng)工作形成的次生粉塵等等，都是掘進(jìn)工作面粉塵的構(gòu)成成分。

三、礦塵的危害

礦塵具有很大的危害性，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）污染工作場(chǎng)所，危害人體健康，引起職業(yè)病。工人長(zhǎng)期吸入礦塵輕者會(huì)患呼吸道炎癥、皮膚病，重者會(huì)患?jí)m肺病。

（2）某些礦塵在一定條件下可以爆炸。煤塵、硫化塵能夠在完全沒(méi)有瓦斯存在的情況下爆炸，對(duì)于瓦斯礦井，煤塵、硫化塵則有可能參與瓦斯同時(shí)爆炸。

（3）加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器使用壽命。隨著礦山機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化、智能化程度的提高，礦塵對(duì)設(shè)備性能及其使用壽命的影響將會(huì)越來(lái)越突出。

（4）降低工作場(chǎng)所能見(jiàn)度，增加工傷事故的發(fā)生。在礦井綜掘工作面割煤時(shí)，工作面煤塵濃度高達(dá)4000～8000？/m3，工作面能見(jiàn)度極低，往往會(huì)導(dǎo)致誤操作，造成事故發(fā)生。

（5）加大礦井的生產(chǎn)成本。由于產(chǎn)生粉塵大，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)沉積粉塵多，需安排人工定期或不定期進(jìn)行清掃，甚至用水沖洗造成耗水量大，從而加大礦井生產(chǎn)成本。

（6）煤礦向大氣排放的粉塵對(duì)礦區(qū)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生很大影響，對(duì)生活環(huán)境、植物生長(zhǎng)環(huán)境可能造成嚴(yán)重破壞。

四、煤礦掘進(jìn)工作面的防塵準(zhǔn)備工作

1.規(guī)范制度，提高防塵管理意識(shí)

只有當(dāng)一個(gè)組織具有健全的工作制度并且得以良好的貫徹執(zhí)行時(shí)，我們才說(shuō)這個(gè)組織具有較好的管理制度和運(yùn)行機(jī)制。所以，在煤礦掘進(jìn)工作面防塵階段，也應(yīng)該需要一個(gè)適宜的組織管理結(jié)構(gòu)，實(shí)行總工程師負(fù)責(zé)制，對(duì)內(nèi)向項(xiàng)目部負(fù)責(zé)，對(duì)外向業(yè)主負(fù)責(zé)。明確個(gè)人的管理職責(zé)和權(quán)限，任務(wù)到位，防止推脫和權(quán)力交叉的現(xiàn)象，組織管理結(jié)果可以體現(xiàn)在建立健全的崗位責(zé)任制上。

2.防塵前設(shè)備控制

加強(qiáng)防塵設(shè)備管理是煤礦掘進(jìn)工作面防塵的重點(diǎn)，預(yù)防設(shè)備異常的發(fā)生是機(jī)械運(yùn)行管理的主要內(nèi)容。為了保障煤礦掘進(jìn)工作面防塵的安全性與使用性，應(yīng)該建立完善的設(shè)備定檢制度，防塵設(shè)備需要進(jìn)行定期的檢測(cè)，對(duì)于一些使用頻率高的機(jī)械設(shè)備，更是要依據(jù)規(guī)定檢測(cè)并建立相應(yīng)的維護(hù)記錄以隨時(shí)了解其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，保證其正常的運(yùn)行和及時(shí)的維護(hù)。

3.場(chǎng)地準(zhǔn)備

煤礦掘進(jìn)工作面防塵前先檢查基面是否達(dá)到施工條件，如果有其他作業(yè)隊(duì)時(shí)不可交叉施工，做好材料的堆放、運(yùn)輸、出場(chǎng)等的準(zhǔn)備事項(xiàng)，如有高空、電力設(shè)備等，應(yīng)做好相應(yīng)的防護(hù)和職工安全生產(chǎn)的教育工作，各項(xiàng)條件符合施工要求時(shí)方可進(jìn)行施工；首先清掃基層，使基面干凈無(wú)雜物和灰塵顆粒，清掃后專(zhuān)用的高壓吹風(fēng)機(jī)把灰塵吹凈，基面在達(dá)到干燥、干凈、無(wú)浮灰等條件下開(kāi)始防塵工作；此外，加強(qiáng)巡視管理是項(xiàng)目管理的重點(diǎn)，預(yù)防現(xiàn)場(chǎng)異常事件的發(fā)生是日常風(fēng)險(xiǎn)管理的主要內(nèi)容。

五、采掘工作面防塵方法

1、煤層注水

所謂的煤層注水技術(shù)，是指在煤礦保護(hù)層回采之前，在煤層上部進(jìn)行鉆孔，并通過(guò)鉆好的孔注入壓力水，使水分滲入到煤體內(nèi)部，在對(duì)原先的“煤-瓦斯”兩相平衡體系實(shí)施破壞之后，形成全新的“煤-瓦斯-水”三相體系，該體系下由于介質(zhì)的互相影響及作用，致使煤體物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和熱力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生改變。通常按照鉆孔的深度我們可以將煤層注水分為深孔注水技術(shù)和淺孔注水技術(shù)。深孔注水是在回采工作面的前方平行工作面進(jìn)行打孔，孔的深度通常是工作面斜長(zhǎng)的三分之二，鉆孔直徑在75～100mm之間，在封孔工作結(jié)束后，可以開(kāi)始注水工作。和淺孔注水相比較，深孔注水的施工成本更高，鉆孔施工也十分困難，一般只針對(duì)那些中厚或者較厚的煤層使用。深孔注水的優(yōu)點(diǎn)則是預(yù)濕范圍廣，可以使煤層下煤體得到充分濕潤(rùn)，并對(duì)采煤工作不構(gòu)成影響。但是在個(gè)別礦區(qū)，因?yàn)闆](méi)能徹底地破壞煤礦保護(hù)層，使得注水工作很難按計(jì)劃實(shí)施，導(dǎo)致注水量小，這也嚴(yán)重影響了煤層注水在煤礦安全中的應(yīng)用效果。

2、裝巖灑水

在煤礦掘進(jìn)工作面實(shí)施爆破以后，我們通常會(huì)在裝巖以前在巖煤上噴灑適當(dāng)?shù)乃?，保證巖煤得到適當(dāng)?shù)臐駶?rùn)，以避免在裝巖煤階段引起不必要的粉塵飛揚(yáng)。一般來(lái)說(shuō)，裝巖灑水分為人工灑水和噴霧器灑水兩種：在進(jìn)行人工裝巖的時(shí)候，我們通常都是采取人工灑水的方式；而在使用裝巖機(jī)進(jìn)行裝巖時(shí)，我們可以在距離工作面5m的頂幫兩側(cè)，懸掛上兩個(gè)噴霧器，對(duì)裝巖機(jī)及巖煤實(shí)施噴霧式灑水。

3、 掘進(jìn)機(jī)噴霧灑水

噴霧灑水工作主要有引射噴霧、內(nèi)噴霧和外噴霧三部分組成。采用高壓水噴霧滅塵，就是來(lái)自外部的低壓水，通過(guò)高壓水泵將壓力增高到要求的水壓，然后噴嘴噴射出去。我們知道，噴霧灑水工作是煤礦保護(hù)層回采工作面中極其有效的防塵措施。其中關(guān)于水的除塵機(jī)理具體有下面三點(diǎn)：首先，由于在濕潤(rùn)煤體階段受到原煤體中的原生煤塵影響，導(dǎo)致煤塵喪失飛揚(yáng)能力；其次，注水可以將煤體中的細(xì)小部分進(jìn)行液體包裹，如果在煤體開(kāi)采發(fā)生破碎事件時(shí)，可以避免細(xì)粒煤塵到處飛揚(yáng)的現(xiàn)象產(chǎn)生；最后，由于水的濕潤(rùn)性，從而增強(qiáng)了煤體塑性指標(biāo)，很大程度上削弱了煤塵的脆性影響。在煤體受到外力作用的情況下，原本很多的脆性破碎轉(zhuǎn)化為塑性形變，從而減免了煤體破碎后產(chǎn)生大量塵粒的問(wèn)題，大幅度抑制了煤塵產(chǎn)生。通過(guò)對(duì)新墳孫村礦進(jìn)行煤層注水工作后發(fā)現(xiàn)，除塵率高達(dá)73%，很好地滿足了預(yù)定的除塵效果。

4、通風(fēng)除塵

綜掘工作面的通風(fēng)除塵技術(shù)主要包括機(jī)掘工作面的除塵技術(shù)和收塵技術(shù)。通風(fēng)回流在治理瓦斯的問(wèn)題上，不但可以預(yù)防煤與瓦斯突出，還能夠很好地減少工作面上回風(fēng)流中粉塵濃度，其具體原因主要是因?yàn)樵跐駶?rùn)煤體時(shí)，水分的存在阻礙了瓦斯運(yùn)動(dòng)，從而使得在煤體破壞后一些瓦斯不會(huì)涌采掘空間，反而會(huì)以變相的形式被煤體運(yùn)出工作面。通過(guò)分段砌筑封閉墻，在封閉墻中鋪設(shè)管路進(jìn)行瓦斯抽采，抽采管路為240mm的鐵管，抽采流量為91m3/min，封閉墻間距為110m。封閉墻的組成由砌筑兩道墻體，并在其內(nèi)部充填黃泥，墻體厚度800mm，墻與墻之間的距離不小于4m，這樣可以很好地起到密閉和防爆的作用。每個(gè)封閉墻內(nèi)鋪設(shè)兩道管路，在新的封閉墻砌筑充填完成時(shí)，根據(jù)瓦斯抽采量適時(shí)關(guān)閉里段抽采閥門(mén)，保障了高抽巷瓦斯抽采的連續(xù)性。在煤礦保護(hù)層上的回收期，我們可以將高抽巷側(cè)上方的石板巷回風(fēng)巷段封閉采空區(qū)瓦斯抽放管，同時(shí)與上隅角采空區(qū)瓦斯抽采。抽巷形成的采空區(qū)瓦斯的頂板裂隙排水渠，對(duì)下部采空區(qū)瓦斯發(fā)揮作拉動(dòng)用，減少采空區(qū)氣體排涌向工作面和的上隅角。該系統(tǒng)通風(fēng)設(shè)備簡(jiǎn)單，風(fēng)筒成本低，易于管理，能有效排除工作面局部瓦斯積聚和滯留的粉塵，通風(fēng)和除塵系統(tǒng)相互獨(dú)立，在任何情況下不會(huì)影響通風(fēng)系統(tǒng)正常工作，安全性能好等。

5、巷道水幕凈化

巷道水幕無(wú)疑是目前風(fēng)流凈化與減少煤塵濃度的一種常見(jiàn)方法。所謂的水幕，就是巷道的兩幫或頂部水管上面設(shè)置噴霧器若干，進(jìn)行噴霧而形成水幕。在安裝噴霧器時(shí)，應(yīng)遵循兩個(gè)原則，即：布滿巷道斷面，并且盡量設(shè)置在接近塵源的地方。

6 、沖洗井壁巷幫

在恢復(fù)煤礦掘進(jìn)工作面以前，我們應(yīng)在風(fēng)筒出口外1m的地方，從外向里地對(duì)巷道進(jìn)行沖洗，從巷道兩幫、頂板、支架，直到工作面為止，盡可能地洗去井壁巷幫上的煤塵。

7、個(gè)體防護(hù)

考慮到煤礦工作中個(gè)體的人身健康問(wèn)題，我們應(yīng)該借助佩戴防塵面具等措施來(lái)降低個(gè)體吸入粉塵的概率。通常來(lái)說(shuō)，防護(hù)用具有口罩、防塵帽等，個(gè)體防護(hù)的根本目的是保證個(gè)體呼吸到清潔空氣，而不影響到其生體健康。

8、清掃積塵及安設(shè)隔爆裝置

沉積在巷道中的積塵，一旦受到振動(dòng)和沖擊再度飛揚(yáng)起來(lái)，成為懸浮煤塵，就為煤塵爆炸提供了條件。因此，巷道必須定期清除浮煤、清掃或沖洗沉積的煤塵和刷漿。

六、機(jī)掘工作面綜合防塵系統(tǒng)

掘進(jìn)工作面的綜合防塵系統(tǒng)采用了高壓外噴霧高效降塵系統(tǒng)、機(jī)載液動(dòng)除塵器抽塵凈化系統(tǒng)和光控自動(dòng)水幕除塵系統(tǒng)，總體安裝布置如圖4所示。

（1）高壓內(nèi)噴霧降塵系統(tǒng)。綜掘機(jī)截割頭截齒座上有噴嘴，水通過(guò)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)加壓后隨著截割的同時(shí)及時(shí)的噴霧除塵，從而降低作業(yè)產(chǎn)塵量，第一時(shí)間內(nèi)有效除塵。

（2）高壓外噴霧降塵系統(tǒng)。外噴霧的降塵效果在很大程度上取決于截割滾筒周?chē)欠衲苄纬删鶆虻膰婌F水幕，以阻止粉塵向外擴(kuò)散并消除盡可能多的粉塵。

（3）機(jī)載液動(dòng)除塵器除塵系統(tǒng)。機(jī)載液動(dòng)除塵器是由掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)高壓油直接驅(qū)動(dòng)的掘進(jìn)機(jī)機(jī)載除塵凈化裝置，液動(dòng)除塵器除具有控制掘進(jìn)機(jī)作業(yè)所產(chǎn)生粉塵并實(shí)現(xiàn)就地凈化的功能外，它對(duì)風(fēng)流的強(qiáng)抽吸作用還能增強(qiáng)掘進(jìn)機(jī)切割頭附近風(fēng)流的流動(dòng)速度，防止瓦斯在切割頭附近積聚，提高掘進(jìn)機(jī)作業(yè)的安全性。

（4）巷道光控凈化水幕。在綜掘面除采用高壓外噴霧及機(jī)載液動(dòng)除塵器除塵系統(tǒng)外，對(duì)于未被沉降處理進(jìn)入回風(fēng)流的粉塵，在距迎頭15m的位置安裝1道光控凈化水幕。噴霧架安裝在橋式轉(zhuǎn)載機(jī)上，可以隨機(jī)移動(dòng)，噴霧采用低壓水，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)人員接近水幕時(shí)，自動(dòng)停止噴霧，人員遠(yuǎn)離水幕時(shí)自動(dòng)打開(kāi)噴霧。

（5）壓入式風(fēng)筒口距綜掘面迎頭的距離。壓入式風(fēng)筒口距綜掘面迎頭的距離直接影響綜合防塵的效果。距離過(guò)小則工作面產(chǎn)生的粉塵和高壓噴霧霧粒極易被強(qiáng)大的風(fēng)流帶出工作面，不利于機(jī)載除塵器的收塵；距離過(guò)大則排塵風(fēng)速過(guò)小，不易形成吹、吸氣流和有效排出瓦斯。

總之，通過(guò)將煤層注水技術(shù)應(yīng)用到煤礦安全生產(chǎn)中來(lái)，不但可以大幅降低管理難度，還能很好地控制生產(chǎn)成本，最終求得人力資源管理的最優(yōu)化解。為此，我們務(wù)須不斷探索煤層注水技術(shù)在煤礦安全中的應(yīng)用策略，做到事前控制，提前排除，預(yù)先處理，未雨而綢繆，防患于未然。全面加強(qiáng)煤層注水技術(shù)水平，使煤礦安全生產(chǎn)作業(yè)更加安全穩(wěn)定地進(jìn)行，確保實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)零故障目標(biāo)，以便更好地為社會(huì)主義現(xiàn)代化服務(wù)。

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