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【摘 要】近些年来,随着煤矿开采业的不断发展和进步,以及科学技术的不断发展,煤矿开采的机械化逐渐普及。随之产生的粉尘也越来越多,这些粉尘对于作业人员的身体健康造成了严重的损害和威胁。同时也不利于环保型社会的进一步发展。由此可见,为了有效防止粉尘对煤矿采掘工作面的工作人员的伤害,就必须采取相应的措施减少粉尘对于人身体的威胁,防尘方法的使用能够在很大程度上减轻粉尘对于作业人员身体健康的伤害,从而也有助于煤矿开采业的可持续发展。
【关键词】煤矿掘进;工作面;防尘方法
一、掘进工作面粉尘的来源
综掘工作面粉尘来源有2个方面:
(1)煤岩破碎过程产生的粉尘。
(2)摩擦及煤岩块塌落过程产生的煤尘。当截齿靠近煤壁并与煤壁接触时,在接触点附近形成三向受力的状态,使煤壁受到挤压而发生破碎,并形成密实核。随着截齿深入煤壁,破碎体进一步被粉碎,密实核也进一步扩散承受剪切力的作用,而此时刀具的能量则会通过密实核传递给周围的煤岩。当截齿离开煤壁时,解除了密实核的约束状态,而其本身所聚集的能量也突然得到释放,从而掉落下来形成煤尘。工作面通风的风流、截割头旋转造成的风流以及煤体下落形成的风流都会造成煤尘的飞扬,因此应在产尘源及时灭尘,否则煤尘就会充斥整个工作面,造成很严重的煤尘污染。
二、采掘工作面防尘方法
(一)煤层注水
所谓的煤层注水技术,是指在煤矿保护层回采之前,在煤层上部进行钻孔,并通过钻好的孔注入压力水,使水分渗入到煤体内部,在对原先的“煤-瓦斯”两相平衡体系实施破坏之后,形成全新的“煤-瓦斯-水”三相体系,该体系下由于介质的互相影响及作用,致使煤体物理性质、化学性质和热力学性质产生改变。通常按照钻孔的深度我们可以将煤层注水分为深孔注水技术和浅孔注水技术。深孔注水是在回采工作面的前方平行工作面进行打孔,孔的深度通常是工作面斜长的三分之二,钻孔直径在75~100mm之间,在封孔工作结束后,可以开始注水工作。和浅孔注水相比较,深孔注水的施工成本更高,钻孔施工也十分困难,一般只针对那些中厚或者较厚的煤层使用。深孔注水的优点则是预湿范围广,可以使煤层下煤体得到充分湿润,并对采煤工作不构成影响。但是在个别矿区,因为没能彻底地破壞煤矿保护层,使得注水工作很难按计划实施,导致注水量小,这也严重影响了煤层注水在煤矿安全中的应用效果。
(二)装岩洒水
在煤矿掘进工作面实施爆破以后,我们通常会在装岩以前在岩煤上喷洒适当的水,保证岩煤得到适当的湿润,以避免在装岩煤阶段引起不必要的粉尘飞扬。一般来说,装岩洒水分为人工洒水和喷雾器洒水两种:在进行人工装岩的时候,我们通常都是采取人工洒水的方式;而在使用装岩机进行装岩时,我们可以在距离工作面五米的顶帮两侧,悬挂上两个喷雾器,对装岩机及岩煤实施喷雾式洒水。
(三)通风除尘
综掘工作面的通风除尘技术主要包括机掘工作面的除尘技术和收尘技术。通风回流在治理瓦斯的问题上,不但可以预防煤与瓦斯突出,还能够很好地减少工作面上回风流中粉尘浓度,其具体原因主要是因为在湿润煤体时,水分的存在阻碍了瓦斯运动,从而使得在煤体破坏后一些瓦斯不会涌采掘空间,反而会以变相的形式被煤体运出工作面。通过分段砌筑封闭墙,在封闭墙中铺设管路进行瓦斯抽采,抽采管路为240mm的铁管,抽采流量为91m3/min,封闭墙间距为110m。封闭墙的组成由砌筑两道墙体,并在其内部充填黄泥,墙体厚度800mm,墙与墙之间的距离不小于4m,这样可以很好地起到密闭和防爆的作用。
每个封闭墙内铺设两道管路,在新的封闭墙砌筑充填完成时,根据瓦斯抽采量适时关闭里段抽采阀门,保障了高抽巷瓦斯抽采的连续性。在煤矿保护层上的回收期,我们可以将高抽巷侧上方的石板巷回风巷段封闭采空区瓦斯抽放管,同时与上隅角采空区瓦斯抽采。
抽巷形成的采空区瓦斯的顶板裂隙排水渠,对下部采空区瓦斯发挥作拉动用,减少采空区气体排涌向工作面和的上隅角。该系统通风设备简单,风筒成本低,易于管理,能有效排除工作面局部瓦斯积聚和滞留的粉尘,通风和除尘系统相互独立,在任何情况下不会影响通风系统正常工作,安全性能好等。
(四)空气幕隔尘
在20世纪60年代英国率先提出了控尘技术,随后由扩展到其他国家的煤矿生产之中。空气幕隔尘是通过条形风口与煤矿中的缝隙形成一个完善的空气射流,从而将粉尘源和煤矿中的空气进行隔离,大大提高了煤矿生产过程中的卫生,且在我国煤矿采掘工作面中已经得到了大量的使用。一般情况下,在煤矿采掘工作中,都是在采煤机机身上进行安装,能够很好的组织采煤过程中产生的粉尘向着工作人员扩散,从而将粉尘源与工作人员很好的隔离开来,在二者之间形成了一个良好的隔离带,从而实现隔尘的目的。
空气幕隔尘技术子啊煤矿采掘工作面中的使用范围较为广阔,通常情况下,可以分为附壁风筒、风喷嘴两种,主要是在煤矿开采过程中形成一个空气屏幕,防止煤矿粉尘的扩散,以保证工作人员开采工作的顺利进行。
(五)水幕净化风流
采取水幕的方式进行矿井内除尘,可以将水幕设置在采矿巷道的顶部以及两侧,就是在排水管道上间隔地安装数个喷雾器形成喷雾,如图1所示。喷雾器的安装原则,应该以喷射的喷雾能够将形成的水幕布满整个采矿巷道断面为准,要尽量靠近粉尘产生的根源部位,目的就是为了缩小含尘空气的扩散和悬浮范围。
矿井内除尘的水幕系统在布置上可以采取光电式、触控式或各种机械配合传动的方式。在布置时,根据巷道的条件,在经济合理又安全可靠的原则下进行。
(六)喷雾降尘
喷雾降尘具有经济节约、实用简便等优点,而且除尘效果较好,现在已经成为最为广泛的煤矿采掘工作面降尘方式之一。
(1)采煤机和掘进机喷雾降尘技术
【关键词】煤矿掘进;工作面;防尘方法
一、掘进工作面粉尘的来源
综掘工作面粉尘来源有2个方面:
(1)煤岩破碎过程产生的粉尘。
(2)摩擦及煤岩块塌落过程产生的煤尘。当截齿靠近煤壁并与煤壁接触时,在接触点附近形成三向受力的状态,使煤壁受到挤压而发生破碎,并形成密实核。随着截齿深入煤壁,破碎体进一步被粉碎,密实核也进一步扩散承受剪切力的作用,而此时刀具的能量则会通过密实核传递给周围的煤岩。当截齿离开煤壁时,解除了密实核的约束状态,而其本身所聚集的能量也突然得到释放,从而掉落下来形成煤尘。工作面通风的风流、截割头旋转造成的风流以及煤体下落形成的风流都会造成煤尘的飞扬,因此应在产尘源及时灭尘,否则煤尘就会充斥整个工作面,造成很严重的煤尘污染。
二、采掘工作面防尘方法
(一)煤层注水
所谓的煤层注水技术,是指在煤矿保护层回采之前,在煤层上部进行钻孔,并通过钻好的孔注入压力水,使水分渗入到煤体内部,在对原先的“煤-瓦斯”两相平衡体系实施破坏之后,形成全新的“煤-瓦斯-水”三相体系,该体系下由于介质的互相影响及作用,致使煤体物理性质、化学性质和热力学性质产生改变。通常按照钻孔的深度我们可以将煤层注水分为深孔注水技术和浅孔注水技术。深孔注水是在回采工作面的前方平行工作面进行打孔,孔的深度通常是工作面斜长的三分之二,钻孔直径在75~100mm之间,在封孔工作结束后,可以开始注水工作。和浅孔注水相比较,深孔注水的施工成本更高,钻孔施工也十分困难,一般只针对那些中厚或者较厚的煤层使用。深孔注水的优点则是预湿范围广,可以使煤层下煤体得到充分湿润,并对采煤工作不构成影响。但是在个别矿区,因为没能彻底地破壞煤矿保护层,使得注水工作很难按计划实施,导致注水量小,这也严重影响了煤层注水在煤矿安全中的应用效果。
(二)装岩洒水
在煤矿掘进工作面实施爆破以后,我们通常会在装岩以前在岩煤上喷洒适当的水,保证岩煤得到适当的湿润,以避免在装岩煤阶段引起不必要的粉尘飞扬。一般来说,装岩洒水分为人工洒水和喷雾器洒水两种:在进行人工装岩的时候,我们通常都是采取人工洒水的方式;而在使用装岩机进行装岩时,我们可以在距离工作面五米的顶帮两侧,悬挂上两个喷雾器,对装岩机及岩煤实施喷雾式洒水。
(三)通风除尘
综掘工作面的通风除尘技术主要包括机掘工作面的除尘技术和收尘技术。通风回流在治理瓦斯的问题上,不但可以预防煤与瓦斯突出,还能够很好地减少工作面上回风流中粉尘浓度,其具体原因主要是因为在湿润煤体时,水分的存在阻碍了瓦斯运动,从而使得在煤体破坏后一些瓦斯不会涌采掘空间,反而会以变相的形式被煤体运出工作面。通过分段砌筑封闭墙,在封闭墙中铺设管路进行瓦斯抽采,抽采管路为240mm的铁管,抽采流量为91m3/min,封闭墙间距为110m。封闭墙的组成由砌筑两道墙体,并在其内部充填黄泥,墙体厚度800mm,墙与墙之间的距离不小于4m,这样可以很好地起到密闭和防爆的作用。
每个封闭墙内铺设两道管路,在新的封闭墙砌筑充填完成时,根据瓦斯抽采量适时关闭里段抽采阀门,保障了高抽巷瓦斯抽采的连续性。在煤矿保护层上的回收期,我们可以将高抽巷侧上方的石板巷回风巷段封闭采空区瓦斯抽放管,同时与上隅角采空区瓦斯抽采。
抽巷形成的采空区瓦斯的顶板裂隙排水渠,对下部采空区瓦斯发挥作拉动用,减少采空区气体排涌向工作面和的上隅角。该系统通风设备简单,风筒成本低,易于管理,能有效排除工作面局部瓦斯积聚和滞留的粉尘,通风和除尘系统相互独立,在任何情况下不会影响通风系统正常工作,安全性能好等。
(四)空气幕隔尘
在20世纪60年代英国率先提出了控尘技术,随后由扩展到其他国家的煤矿生产之中。空气幕隔尘是通过条形风口与煤矿中的缝隙形成一个完善的空气射流,从而将粉尘源和煤矿中的空气进行隔离,大大提高了煤矿生产过程中的卫生,且在我国煤矿采掘工作面中已经得到了大量的使用。一般情况下,在煤矿采掘工作中,都是在采煤机机身上进行安装,能够很好的组织采煤过程中产生的粉尘向着工作人员扩散,从而将粉尘源与工作人员很好的隔离开来,在二者之间形成了一个良好的隔离带,从而实现隔尘的目的。
空气幕隔尘技术子啊煤矿采掘工作面中的使用范围较为广阔,通常情况下,可以分为附壁风筒、风喷嘴两种,主要是在煤矿开采过程中形成一个空气屏幕,防止煤矿粉尘的扩散,以保证工作人员开采工作的顺利进行。
(五)水幕净化风流
采取水幕的方式进行矿井内除尘,可以将水幕设置在采矿巷道的顶部以及两侧,就是在排水管道上间隔地安装数个喷雾器形成喷雾,如图1所示。喷雾器的安装原则,应该以喷射的喷雾能够将形成的水幕布满整个采矿巷道断面为准,要尽量靠近粉尘产生的根源部位,目的就是为了缩小含尘空气的扩散和悬浮范围。
矿井内除尘的水幕系统在布置上可以采取光电式、触控式或各种机械配合传动的方式。在布置时,根据巷道的条件,在经济合理又安全可靠的原则下进行。
(六)喷雾降尘
喷雾降尘具有经济节约、实用简便等优点,而且除尘效果较好,现在已经成为最为广泛的煤矿采掘工作面降尘方式之一。
(1)采煤机和掘进机喷雾降尘技术