毛锋锋
新疆龟兹矿业有限公司 新疆库车 842000
摘要：随着我国工业化进程的不断推进，对煤炭资源的需求也在不断增长，长期稳定的煤炭资源供应是我国经济发展、社会稳定以及国家安全的重要保障，但煤炭行业属于高危行业，频发的煤矿事故给国家与人民带来了难以估计的损失，严重威胁到了人们的生命安全。井下粉尘是煤矿事故发生的重要原因，煤尘具有爆炸性，当到达一定浓度时，遇到高温火源就会产生爆炸，并产生许多有害气体，引发一系列的安全事故。同时，过高浓度的粉尘也会对工作人员的健康产生影响，引发肺部疾病。因此，为实现企业的可持续发展，加强对综合防尘新技术的研究是必要的。
关键词：综合防尘新技术；煤矿综采工作面；运用
一、引言
煤炭资源作为我国长期依赖的重要资源，在国民经济发展以及人民日常生活中发挥着不可替代的作用。通过调查研究发现，煤炭开采安全事故常发生在较为密闭的空间，如：煤炭开采工作面。井下粉尘的危害主要包括以下两个方面，首先是粉尘具有爆炸性，其次是可以诱发肺部疾病。煤矿开采粉尘危害较为严重，加强防尘技术的研究与应用迫在眉睫。为探究综合防尘新技术在煤矿综采工作面中的有效运用，笔者将从“防”、“治”、“护”、“管”这四个方面进行论述。
二、常见防尘技术的机理
（一）化学降尘机理
化学降尘主要可以分为以下两种：首先是降尘剂，由于水表面存在一定的张力，无法将细微粉尘湿润，从而导致降尘效果不佳，添加降尘剂可以提升水溶液对粉尘的浸润性，从而提升除尘效率。其次是泡沫除尘，泡沫与粉尘接触时，会产生泡沫群，泡沫群的表面积较大，与粉尘的接触面积更大，且泡沫与粉尘间的粘附性也会增加。
（二）物理防尘机理
物理防尘机理主要可以分为以下几个方面：首先是除尘器降尘，将含有粉尘的气体送入除尘器，可以过滤掉粉尘，我国由于对除尘器的研究起步较晚，除尘技术较为落后，设备效率不高。其次是液压支架间封闭尘源防尘，液压支架支护作业是综采工作面产生粉尘的主要原因，液压支架间封闭尘源防尘是从源头着手，将架间封闭尘源装置设置在两个支架顶梁之间，填补两支架之间缝隙漏洞，阻止行人区域和支架工操作区域内落入粉尘。再者是防尘帘，通过在采煤工作面与井内工作人员间布置空气幕，可以避免粉尘向采煤人员的扩散。
（三）煤层注水降尘机理
在井下采煤人员进行采煤活动之前，在采煤层上进行钻孔，并将压力水注入煤层，压力水进入煤层内部后，可以有效降低煤炭粉尘的含量，预湿煤体防尘的原理如下：通过注入压力水，可以改变煤体物理化学性质，压力水的存在会增加煤中水分与粉尘间的粘着力，致使煤体的强度下降，煤体中粉尘将会被黏结为较大的尘粒，飞扬能力被降低。煤体内微小部分都可以被水包裹，当煤体中的裂隙和层理被水浸润后，水会浸入孔隙内部，整个煤体就被水包裹起来。通过研究表明，煤体浸润水分增加到1%时，除尘率可以提升至45%左右。此外，煤层注水也有助于预防瓦斯爆炸，对于推动煤炭开采安全有着重要的作用。
三、综合防尘新技术在煤矿综采工作面中的有效运用
（一）以防为本、有效控制产尘源
（1）煤层短壁注水
在采煤工作面在每次循环前采取短壁注水可以从源头上实现对井下粉尘的控制，为保证煤层短壁注水可以充分发挥作用，应注意以下几个方面：首先工作面注水孔比循环进度至少深40cm，在利用煤层注水封孔器进行封孔后，应对注水孔进行静压注水，注水孔的布置数量应大于4个，且注水孔的间距应控制在2m之内。其次，在对注水孔进行注水时应采用分水器进行联注，短壁注水结束的标志为煤壁渗水。再者，为了检验短壁注水的效果，需要借助专业的检测仪对水压及水量进行检测。通过进行煤层短壁注水，可以从一定程度上降低薄煤层的工作面及掘进工作面煤尘浓度。值得注意的是，地质结构直接影响了矿井施工，当长臂煤层不适用时，短壁注水往往可以取得较好的除尘效果。
（2）长钻孔动压注水
将长钻孔动压注水运用于采煤工作面可以有效降低生产时的产尘量，为保证长钻孔动压注水可以发挥预期的效果，注水采煤工作面应配备一台以上的高压注水泵，注水钻孔的布置方式应采用单向或双向布置。在具体实施中，单向钻孔长度应比工作面少20cm，双向钻孔长度一般比工作面的1/2少5cm。单孔注水节水后，应采用静压进行补水，每个注水钻孔都应配置流量表与压力表，当注水至煤壁渗水时，结束注水。若钻孔进入工作面超前动压影响明显范围内,可进行二次静压补水。地质结构对注水效果有着明显的影响，对于孔隙率较低、注水困难的煤层，可以选用脉冲性高压水，在煤层内形成裂隙网，加强注水的渗透效果。
（3）矿用自动洒水车
矿用自动洒水车借助于大功率的空气压缩机，将产生的高压注入密闭水箱，密闭水箱内的水在高压作用下经喷嘴喷出，这种方式具有较好的灭尘效果，可以有效减少人工灭尘的工作量，降低人工灭尘可能带来的安全隐患。矿用自动洒水车常运用于铺设轨道的井下采区巷道。
（二）以治为中，消除尘飞扬现象
（1）喷雾负压二次降尘技术
为了使井内粉尘可以发生沉降现象，从而实现降低空气粉尘浓度的目的，可以采用喷雾负压二次降尘技术。
喷雾负压二次降尘设备主要包括：固定装置、喷雾装置以及吸尘除尘装置。一是架间喷雾负压二次降，在综放工作面煤壁至液压支架立柱间形成全断面雾场, 同时将在喷口附近形成一个负压场, 使粉尘从侧部和后部吸尘口吸入, 粉尘在除尘口位置处可与雾场充分混合、凝结、沉降, 从而避免了液压支架人行道除尘盲区的出现，进一步实现全断面除尘。二是放煤口喷雾负压二次降尘技术，在四联杆斜柱上布置U形管，U形管一段设有喷嘴，在喷嘴与吸口间形成环流风，实现降尘的目的。
（2）单旋、对旋系列喷雾
随着工业生产技术的不断发展，矿井在生产过程中产生的粉尘数量也在增加，传统的喷雾设施无法实现对全断面的覆盖，且传统方式用水量较大，不利于煤炭企业的可持续发展。采用单旋、对旋系列喷雾既可以提升喷雾距离，实现全断面喷雾，也可以减少喷雾用水，从而有效降低粉尘浓度。通过比较发现，传统喷雾下的粉尘浓度在200-300mg/m3，而改进后的粉尘浓度为60-100 mg/m3，单旋、对旋系列喷雾的安装、更换操作都更为便捷。
（3）粉尘浓度超限高压自动喷雾
通过电缆与主机相连的粉尘传感器将接收到的粉尘浓度超限数值信号转换成特定的电信号, 通过主机控制电磁阀，从而达到自动喷雾的目的。粉尘浓度超限高压自动喷雾的工作原理如下：当粉尘浓度超出设定值时，电磁阀打开，进行喷雾，当粉尘浓度低于设定值时，电磁阀关闭，停止喷雾。粉尘浓度超限高压自动喷雾技术主要运用于采、掘工作面回风巷或其他产尘量较高的场合。
（4）泡沫降尘技术
泡沫降尘技术是指将发泡剂存放于水箱中，当设备阀门打开时，经喷雾头喷出的发泡剂会在水的作用下成为泡沫态，对井内粉尘进行包裹，从而实现降尘的作用。泡沫降尘的效率为传统降尘方式的2倍，但耗水量不足传统降尘技术的1/2。
（三）以护为宗，保障井下工作人员的健康
（1）佩戴高效防尘口罩
为了切实保障矿井职工的健康安全，有效规避因井下粉尘引起的肺部疾病，入井人员必须配备符合标准的防尘口罩，肺部疾病是我国较为严重的职业病之一，个体防护是职业健康防护的重要防线，也是预防肺部疾病的重要举措，随着近年来生产工艺的不断进步，煤炭产量逐年提升，致使矿井粉尘浓度也大大提升，仅仅依靠除尘设备难以将粉尘浓度处理到标准之下，国内许多煤矿企业采用自吸式防尘口罩，这类口罩成本低、密合性较差，导致防尘效果不佳，随着滤尘量的增加，会使佩戴者的呼吸阻力增大。而送风式口罩可以使呼吸罩内处于正压状态，改善了佩戴者的体验感。
（2）综掘机司机呼吸器
在综掘工作面，即便采用了防尘设施，但由于综掘机司机距离切割头的距离较近，通常保持在3-4cm，致使防尘效果不佳，综掘机司机的身体健康难以得到保障。为了尽可能降低井下粉尘对综掘机司机的影响，可以采用综掘机司机呼吸器装置，该呼吸装置借助于井下通风机正压风筒新鲜风流，供综掘机司机呼吸, 使综掘机司机呼吸环境和巷道内粉尘完全隔离。
（四）以管为体，实现统一化
（1）树立正确的煤矿开采理念
煤矿企业若想实现可持续发展、健康发展，应当及时转变生产理念，逐步形成“生命高于一切、健康重于一切”的生产理念，切实保障井下矿工的生命健康，提升职工的工作满意度，企业管理人员应注重对职工身心健康的关注，将职工身心健康保障工作放在重要位置，改善职工的工作环境、生活环境，尽可能的减少井下粉尘对职工健康的危害，降低肺部疾病的发生率。
（2）健全组织机构及管理制度
随着我国相关规章制度的不断健全，国家已经颁布了一系列法律文件以确保职业健康工作，煤矿安全生产管理工作及煤矿职业危害防范工作已经在煤矿企业中相继开展，人们对煤矿职业病的重视程度大幅度提升，国内粉尘防范工作逐步与国际相接轨，煤矿企业应严格落实责任制，将“谁使用、谁负责”、“谁制造、谁治理”作为企业生产经营的重要原则，建立“分源、分界、分责”制度，实现产尘点分源防治及除尘区域无缝隙管理。为提升企业对防尘工作的重视程度及防尘积极性，还可以采用相应的奖惩机制。
（3）实现防尘技术装备系列化
随着我国工业化进程的不断推进，煤炭生产效率在逐步提升，矿井在生产过程中产生的粉尘数量也在增加，局部浓度过高现象严重，仅依赖单项技术难以实现对粉尘的治理，应逐步实现防尘技术装备系列化。在采煤工作面可以采用煤层注水、高压喷雾、粉尘检测超限自动喷洒等技术，在综掘工作面可以采用短壁注水、附壁风筒除尘系统等，在炮掘工作面可以采用放炮前后及时冲洗煤尘、高压远程喷雾以及除尘风机等。
结束语
综上所述，井下粉尘作为诱发肺部疾病等职业病的重要因素，矿井内粉尘浓度直接与员工的身体健康相关联，此外，粉尘具有爆炸性，当粉尘浓度到达一定值时，遇到高温火源便会发生爆炸，进而造成难以预估的损失，为了塑造较好的煤矿企业社会形象，帮助企业提升经济效益及社会效益，对综合防尘新技术在煤矿综采工作面中的运用进行研究是必要的。
参考文献
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