高向阳
河南神火煤电股份有限公司，河南 永城 476600
摘要：首先对煤矿采掘过程中粉尘产生的来源、特性和危害进行了简单的介绍，其次分析了煤矿采掘作业过程中粉尘的具体治理措施，最后重点从科学管理和新技术新工艺的引进方面，重点论述了如何做好呼吸性粉尘的防治工作，以期对相关工作者能有所助益。
关键词：煤矿采掘作业；粉尘污染；治理措施；分析；
前言
煤矿采掘作业中，粉尘问题一直备受关注，不同直径的粉尘对煤矿工人的危害性不同。通常说来，大于10μm的粉尘，虽易被鼻腔、支气管粘液吸收，但会很快排除体外;5~10mm之间的粉尘，很有可能沉入气管深部;如果粉尘小于5μm，将会沉积在气管管壁和肺部气泡上难以剔除，会引起肺泡充血反应，引起较严重的尘肺病，甚至可能引发更为严重的心肺病，导致煤矿工人较高的死亡率;这是目前煤矿工人普遍面临的大威胁，诱发煤矿工人的职业病。
一、煤矿采掘粉尘产生的途径及特性危害
1.井下粉尘产生的途径∶煤矿生产的各环节中，都会产生大量粉尘，当煤矿采掘作业场内风速较大时，这种现象更为明显，甚至有些矿区粉尘排放量占到了煤炭产量的百分之二左右。粉尘主要来源是采煤工作面，其粉尘占据总尘量的比重高达百分之六十。对采煤工作面做好防尘工作，不仅可以防止瓦斯爆炸、煤尘爆炸等重大事故，且可改善井下采掘现场的环境，提高煤矿工作效率。通常，井下粉尘的四个重要来源为∶割煤的采煤机、支架移架、放煤设备、破击设备。做好采煤工作面的防尘工作，必须采取相应治理措施，进行综合整治，降低粉尘浓度。再者巷道掘进工作中，也会产生大量粉尘，也要注意防范和治理。
2.煤矿井下粉尘的特性危害∶煤矿采掘作业中会产生很多的微小煤尘和岩屑微尘，两者构成了煤矿井下粉尘的主要成分。通常说来其特性和危害有∶粉尘在空气中漂浮的过程中，外表包围有一圈空气膜，这样会阻碍粉尘之间或者粉尘和空气中微小水滴之间的相关作用，会使原本的沉降过程难以进行。随着粉尘分散度的增加，吸附在其表面的氧分子会逐渐增多，氧化过程加快。岩屑微尘中的二氧化硅，由于具有较大的比表面积，因此很容易沉入煤矿工人的肺泡中，产生尘肺病。刚刚产生粉尘较之已经进入到通风系统的粉尘带有更多的电量，可能引起粉尘在作业场所的爆炸或者燃烧;如果粉尘浓度过高时，还会影响机械设备的运作，加速设备老化速度，影响精密仪器正常使用。
二、煤矿采掘作业中粉尘的治理措施
1.采煤工作面粉尘治理措施
（1）布置采煤机径向雾屏。通过在采煤机靠近滚筒的摇臂上加装焊接有6~9个喷座的直线和弧形金属管连接器，采用10MPa以上的供水压力和5L/min左右的流量来给喷座供水，在人行道一侧形成一道径向雾屏的方式来对采煤机滚筒产生的粉尘加以有效地降低和管控。
（2）采用高压喷雾降尘。高压喷雾降尘主要是靠水雾的高压力来把粉尘冲散，以达到对其浓度进行降低的目的。这种降尘方法的降尘效果比较理想，操作起来也比较简单，容易实施，它的降尘率可以高达90%左右。它对水的压力要求控制在8~12MPa以上，对流量的控制要求在15L/min。其工作原理主要是通过高压力来把水雾分子的飞行速度，还有涡流强度带电量的大小加以提高，来使水雾分子和粉尘颗粒高速碰撞和凝聚，这样可以把粉尘外因有空气膜而出现的排斥现象有效避免，显著提高两者的结合度，来达到高效除尘的目的。在采煤机上风侧5m至下风侧10m内设置五个测点，在逆风割煤和顺风割煤两种情况的全尘分布情况以及采取高压喷雾除尘技术前后的对比情况。可以看出，喷射高压水雾之前的全尘浓度梯度变化明显，全尘浓度都较高，并且采煤机滚筒中心位置浓度相对较高，下风侧浓度相对较低，这是由于全尘本身颗粒较大，很难悬浮在空气中，容易自行沉降，喷射高压水雾之后全尘浓度梯度整体都有了明显的降低。可见采用高压喷雾降尘效果还是比较显著的。
（3）对特殊地区安装设计特殊的自动阀控喷雾设备。对一些特殊地区产生的粉尘如煤矿支架的移架过程，放煤设备的放煤过程，可以通过设计特殊自动阀控喷雾设备的方法来达到降尘除尘的效果。可以通过在除尘设备上安装四通阀或者磁化器的方式，来去除煤矿支架移动过程中产生的粉尘和放煤设备在放煤过程中产生的粉尘，这样也可以对下风邻架的降尘工作和呼吸性粉尘的磁化水喷雾降尘工作起到很好的作用
2.经济社会效益分析
本矿在综合应用了以上除尘措施后现场测尘实验表明采煤机司机处的粉尘浓度降低72%左右，达到了预期降尘目标。自综合使用以上降尘措施至今，各系统运行正常，无异常发生。改善了3207工作面的生产环境，提高了工作面的可见度，可减少工人生产中的误操作，提高生产积极性。此外，粉尘浓度的降低，使工人免受粉尘危害，保护了工人的身体健康。
3.掘进工作面粉尘治理措施
机械凿岩是煤矿井下采掘工作的主要作业方式，在机械设备强有力的对岩石进行撞击的过程中，大量的粉尘必然会在此过程中产生。对煤矿掘进工作面粉尘量的影响因素主要有∶被开采岩石的岩性和具体的结构特性；开采煤矿的生产强度。湿化处理是在凿岩时通常采用的降尘措施，也可以通过开展捕尘工作来除尘。随着科技的发展，又研究出了一种更易操作且更经济合理的除尘方法-泡沫除尘法，其主要是在水中加入一定比例的泡沫，然后通过一定的机械处理，得到一种水和泡沫的全新混合物，这种全新混合物的体积要比纯水的体积大很多，这样既能节约大量的水，又能增加湿润界面，可以更多地对粉尘形成捕获，其除尘效果也比较理想。
三、煤矿井下降尘工作的科学管理措施
良好的管理机制是保证降尘工序顺利进行的基础，当前，各大煤矿开采量大，粉尘问题一直得不到有效解决，传统的通风、喷水等措施经不能解决问题了，因此应该根据自身实际、引入新技术新工艺，科学管理煤矿井下的除尘工作。
1.对粉尘的管控，应该着重呼吸性粉尘。因为这是直接对煤矿工作人员身体构成威胁的粉尘。要以营造安静、清洁的工作环境为目的。以国外先进工艺为指导，诸如英国的吸尘滚筒，重点开发适合我国煤矿生产的吸尘滚筒，辅以高压水雾降尘、径向雾屏除尘、干湿除尘等方式。对于呼吸性粉尘的防护工作，要注意开展过滤粉尘材料的开发，尽力避免粉尘和工作人员的全方位接触;小型化、方便化除尘器设备的研制，对于煤矿除尘工作大有裨益。
2.参考先进的生物技术，开发用于佩戴的防尘口罩或者用具，阻止粉尘通过气管进入肺泡或者其他组织，保护人体健康;政府和煤矿应该加大对生物科技防尘用具的研发工作。再者，还要做好煤矿的粉尘预警系统和设备的开发，未来新型煤矿应是预警、处理、防治一体化的矿山，在各粉尘来源场内所配备粉尘监测器，对于粉尘浓度、粉尘成分、颗粒直径、二氧化硅含量等进行检测;并在地面设置检测站，如果相关指标超标、达到危害人体的程度时，应该组织煤矿工人撤离，既可保证工人身体安全，也可有效防止瓦斯爆炸和粉尘爆炸等重大事故;随后等到降尘工作开展、煤矿井下的粉尘浓度达到要求之后，工作人员才能继续工作。
结束语
综上所述，粉尘危害已经成为煤矿井下采掘作业中的一个重要问题;它对于煤矿工作的身体健康有着巨大威胁，还会减少机械设备使用寿命，可能引起瓦斯爆炸和粉尘爆炸等重大事故。相关煤矿应该充分了解粉尘产生的来源、特性、危害，要从采煤工作面的径向喷雾、高压喷雾除尘、采掘巷道中的泡沫除尘，以及做好煤矿井下除尘工作的科学管理等方面引进新技术新工艺，重点做好呼吸性粉尘的防治工作，建立预警、处理、防治一体化的未来新型矿山。
参考文献：
[1]赵小峰，张福旺．浅析平煤十矿瓦斯赋存规律的控制因素[J]．科技信息，2010(31)．
[2]周世宁，林柏泉．煤层瓦斯赋存与流动理论[M]．北京：煤炭工业出版社,1999．
[3]侯建军．地下水与瓦斯释放的关系[J]，科技创新报道，2012(19)．