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[摘 要]掘进工作面是煤矿井下最主要的产尘点之一。随着机械化程度的不断提高，巷道不断加大加长，采用单一的降（除）尘技术和措施无法满足生产需要。本文从掘进工作面粉尘的构成入手，确定了粉尘产生的根源，通过对截齿破煤机理、煤层性质、工作结构与参数、掘进机工作方式等方面的研究、分析，确立了掘进防尘的举措。
[关键词]煤矿；掘进工作面；防尘举措
中图分类号：TD82-9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0372-02
0 前言
矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。在矿山生产过程中，如钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载、转载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。在同一矿井里，产尘的多少也因地因时发生着变化。一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮游矿尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45%～80%；掘进工作面产尘量占20%～38%；锚喷作业点产尘量占10%～15%；运输巷道产尘量占5%～10%；其他作业点占2%～5%。
1 矿尘的危害
矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面：
（1）污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。工人长期吸入矿尘轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病。
（2）某些矿尘在一定条件下可以爆炸。煤尘、硫化尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘、硫化尘则有可能参与瓦斯同时爆炸。
（3）加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。随着矿山机械化、电气化、自动化、智能化程度的提高，矿尘对设备性能及其使用寿命的影响将会越来越突出。
（4）降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。在矿井综掘工作面割煤时，工作面煤尘浓度高达4000～8000㎎/m3，工作面能见度极低，往往会导致误操作，造成事故发生。
（5）加大矿井的生产成本。由于产生粉尘大，导致现场沉积粉尘多，需安排人工定期或不定期进行清扫，甚至用水冲洗造成耗水量大，从而加大矿井生产成本。
（6）煤矿向大气排放的粉尘对矿区周围的生态环境也会产生很大影响，对生活环境、植物生长环境可能造成严重破坏。
2 掘进工作面的除尘举措
2.1 压、抽配合综合除尘
掘进工作面空气中绝大部分是小于10微米的微细粉尘，如果不及时通风稀释与排出，将由于粉尘的不断积聚而造成空气流的严重污染，危害矿工的身心健康。因此，采用长压短抽式通风系统除尘是矿井综合防尘的重要一环（如图1所示），通过压、抽风量的配合综合除尘，即通过局扇风机将新鲜空气压入掘进工作面迎头处，再通过除尘风机将带有粉尘的空气进行净化，而后排入回风流。
2.2 放炮自动喷雾装置除尘
由于掘进工作面迎头受矿井地质构造影响，难免会遇到岩石或煤加石构造，此时则需要采取放炮作业，放炮产生的粉尘最大，放炮自动喷雾装置具有良好的除尘效果（如图2所示）。当掘进工作面放炮后，爆破冲击波将翻板6掀到图所示的虚线位置，重锤5落下，同时风水管路的阀门3被打开，压风管9和进水管8与喷嘴1联通，高压风与静压水同时进入管内，水在高压风的作用下从喷嘴l喷出水雾，起到消尘作用。为了防止水倒流进入压风管内，在进风管上安设逆止阀4。另外，为了保证风压高于水压在0.1MPa，进风管和进水管上分别安设了风压调节阀7，进行人工调节风水压力比，以获得最佳的效果。
2.3 水幕净化风流
水幕是在敷设于巷道顶部或两帮的水管上间隔地安上数个喷雾器喷雾形成的，如图3所示。喷雾器的布置应以水幕布满巷道断面为原则，并尽可能靠近尘源，缩小含尘空气的弥散范围。
2.4 机掘工作面综合防尘系统
掘进工作面的综合防尘系统采用了高压外喷雾高效降尘系统、机载液动除尘器抽尘净化系统和光控自动水幕除尘系统，总体安装布置如图4所示。
（1）高压内喷雾降尘系统。综掘机截割头截齿座上有喷嘴，水通过掘进机液压系统加压后随着截割的同时及时的喷雾除尘，从而降低作业产尘量，第一时间内有效除尘。
（2）高压外喷雾降尘系统。外喷雾的降尘效果在很大程度上取决于截割滚筒周围是否能形成均匀的喷雾水幕，以阻止粉尘向外扩散并消除尽可能多的粉尘。
（3）机载液动除尘器除尘系统。机载液动除尘器是由掘进机液压系统高压油直接驱动的掘进机机载除尘净化装置，液动除尘器除具有控制掘进机作业所产生粉尘并实现就地净化的功能外，它对风流的强抽吸作用还能增强掘进机切割头附近风流的流动速度，防止瓦斯在切割头附近积聚，提高掘进机作业的安全性。
（4）巷道光控净化水幕。在综掘面除采用高压外喷雾及机载液动除尘器除尘系统外，对于未被沉降处理进入回风流的粉尘，在距迎头15m的位置安装1道光控净化水幕。喷雾架安装在桥式转载机上，可以随机移动，喷雾采用低压水，可实现当人员接近水幕时，自动停止喷雾，人员远离水幕时自动打开喷雾。
（5）压入式风筒口距综掘面迎头的距离。压入式风筒口距综掘面迎头的距离直接影响综合防尘的效果。距离过小则工作面产生的粉尘和高压喷雾雾粒极易被强大的风流带出工作面，不利于机载除尘器的收尘；距离过大则排尘风速过小，不易形成吹、吸气流和有效排出瓦斯。
3 结语
矿山综合防尘是指采用各种技术手段减少矿山粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度，以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。随着科学技术的飞速发展，认识到从矿尘的源头抓起，控制矿尘源并减少矿尘源的产生以及实行生产的全过程控制是解决矿尘问题的根本途径。通过改革工艺设备和工艺操作方法，从根本上杜绝和减少有害物的产生以消除或控制尘源。在此基础上再采用合理的通风除尘措施，建立严格的检查管理制度，这样才能有效地防治粉尘。最后还得通过人员个体防护以减少吸入人体粉尘的一项补救措施，从而将粉尘对人体的危害降低到最小化。
参考文献
[1] 陈卫红，刑景才.粉尘的危害与控制.北京：化学工业出版社，2001.
[2] 张殿印，王纯.除尘设计手册.北京：化学工业出版社，2003.
[3] 孙一坚.工业通风.北京：中国建筑工业出版社，1994.
[关键词]煤矿；掘进工作面；防尘举措
中图分类号：TD82-9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0372-02
0 前言
矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。在矿山生产过程中，如钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载、转载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。在同一矿井里，产尘的多少也因地因时发生着变化。一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮游矿尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45%～80%；掘进工作面产尘量占20%～38%；锚喷作业点产尘量占10%～15%；运输巷道产尘量占5%～10%；其他作业点占2%～5%。
1 矿尘的危害
矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面：
（1）污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。工人长期吸入矿尘轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病。
（2）某些矿尘在一定条件下可以爆炸。煤尘、硫化尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘、硫化尘则有可能参与瓦斯同时爆炸。
（3）加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。随着矿山机械化、电气化、自动化、智能化程度的提高，矿尘对设备性能及其使用寿命的影响将会越来越突出。
（4）降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。在矿井综掘工作面割煤时，工作面煤尘浓度高达4000～8000㎎/m3，工作面能见度极低，往往会导致误操作，造成事故发生。
（5）加大矿井的生产成本。由于产生粉尘大，导致现场沉积粉尘多，需安排人工定期或不定期进行清扫，甚至用水冲洗造成耗水量大，从而加大矿井生产成本。
（6）煤矿向大气排放的粉尘对矿区周围的生态环境也会产生很大影响，对生活环境、植物生长环境可能造成严重破坏。
2 掘进工作面的除尘举措
2.1 压、抽配合综合除尘
掘进工作面空气中绝大部分是小于10微米的微细粉尘，如果不及时通风稀释与排出，将由于粉尘的不断积聚而造成空气流的严重污染，危害矿工的身心健康。因此，采用长压短抽式通风系统除尘是矿井综合防尘的重要一环（如图1所示），通过压、抽风量的配合综合除尘，即通过局扇风机将新鲜空气压入掘进工作面迎头处，再通过除尘风机将带有粉尘的空气进行净化，而后排入回风流。
2.2 放炮自动喷雾装置除尘
由于掘进工作面迎头受矿井地质构造影响，难免会遇到岩石或煤加石构造，此时则需要采取放炮作业，放炮产生的粉尘最大，放炮自动喷雾装置具有良好的除尘效果（如图2所示）。当掘进工作面放炮后，爆破冲击波将翻板6掀到图所示的虚线位置，重锤5落下，同时风水管路的阀门3被打开，压风管9和进水管8与喷嘴1联通，高压风与静压水同时进入管内，水在高压风的作用下从喷嘴l喷出水雾，起到消尘作用。为了防止水倒流进入压风管内，在进风管上安设逆止阀4。另外，为了保证风压高于水压在0.1MPa，进风管和进水管上分别安设了风压调节阀7，进行人工调节风水压力比，以获得最佳的效果。
2.3 水幕净化风流
水幕是在敷设于巷道顶部或两帮的水管上间隔地安上数个喷雾器喷雾形成的，如图3所示。喷雾器的布置应以水幕布满巷道断面为原则，并尽可能靠近尘源，缩小含尘空气的弥散范围。
2.4 机掘工作面综合防尘系统
掘进工作面的综合防尘系统采用了高压外喷雾高效降尘系统、机载液动除尘器抽尘净化系统和光控自动水幕除尘系统，总体安装布置如图4所示。
（1）高压内喷雾降尘系统。综掘机截割头截齿座上有喷嘴，水通过掘进机液压系统加压后随着截割的同时及时的喷雾除尘，从而降低作业产尘量，第一时间内有效除尘。
（2）高压外喷雾降尘系统。外喷雾的降尘效果在很大程度上取决于截割滚筒周围是否能形成均匀的喷雾水幕，以阻止粉尘向外扩散并消除尽可能多的粉尘。
（3）机载液动除尘器除尘系统。机载液动除尘器是由掘进机液压系统高压油直接驱动的掘进机机载除尘净化装置，液动除尘器除具有控制掘进机作业所产生粉尘并实现就地净化的功能外，它对风流的强抽吸作用还能增强掘进机切割头附近风流的流动速度，防止瓦斯在切割头附近积聚，提高掘进机作业的安全性。
（4）巷道光控净化水幕。在综掘面除采用高压外喷雾及机载液动除尘器除尘系统外，对于未被沉降处理进入回风流的粉尘，在距迎头15m的位置安装1道光控净化水幕。喷雾架安装在桥式转载机上，可以随机移动，喷雾采用低压水，可实现当人员接近水幕时，自动停止喷雾，人员远离水幕时自动打开喷雾。
（5）压入式风筒口距综掘面迎头的距离。压入式风筒口距综掘面迎头的距离直接影响综合防尘的效果。距离过小则工作面产生的粉尘和高压喷雾雾粒极易被强大的风流带出工作面，不利于机载除尘器的收尘；距离过大则排尘风速过小，不易形成吹、吸气流和有效排出瓦斯。
3 结语
矿山综合防尘是指采用各种技术手段减少矿山粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度，以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。随着科学技术的飞速发展，认识到从矿尘的源头抓起，控制矿尘源并减少矿尘源的产生以及实行生产的全过程控制是解决矿尘问题的根本途径。通过改革工艺设备和工艺操作方法，从根本上杜绝和减少有害物的产生以消除或控制尘源。在此基础上再采用合理的通风除尘措施，建立严格的检查管理制度，这样才能有效地防治粉尘。最后还得通过人员个体防护以减少吸入人体粉尘的一项补救措施，从而将粉尘对人体的危害降低到最小化。
参考文献
[1] 陈卫红，刑景才.粉尘的危害与控制.北京：化学工业出版社，2001.
[2] 张殿印，王纯.除尘设计手册.北京：化学工业出版社，2003.
[3] 孙一坚.工业通风.北京：中国建筑工业出版社，1994.