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【摘 要】 岩巷综掘工作面是煤矿粉尘职业危害最严重的地点之一。通过对国内外岩巷综掘工作面粉尘防治技术的归纳梳理，总结了通风排尘、喷雾降尘、除尘器除尘、物理化学防尘和个体防护等防尘技术的发展状况，分析了岩巷综掘工作面现有防尘技术的优缺点，探讨了加强应用基础研究、形成先进适用防尘技术、研制专用防尘装备、开发新型高效防尘技术和建立完备技术标准体系的总体发展趋势，以期为岩巷综掘工作面粉尘的科学防治提供一定参考。
【关键词】 岩巷综掘机；防尘；降尘
一、前言
矿井粉尘是煤矿生产面临的主要职业危害之一，严重威脅广大矿工的身心健康。据最新的资料表明，在我国实际的严重尘肺病患者有120万之多，占到全世界尘肺病患者的一半以上，每年因此死亡的人数超过4000人，每年由此引起的直接损失超过80亿元。而在所有因各种粉尘引起的尘肺病中，煤矿工人占到的比例最高。综掘工作面是煤矿井下最主要的产尘地点之一，未采取任何措施时的粉尘浓度可高达1200mg/m3以上。特别是岩巷综掘工作面，粉尘分散度和游离SiO2含量高，对人体的危害极大。要实现岩巷综掘工作面粉尘浓度的达标，必须依靠防尘技术水平的不断进步。
二、工程概况
平煤一矿位于平顶山矿区中部，现生产能力为500万t/a。目前平煤一矿戊二采区现有两个综掘工作面，分别为戊二轨道下山和戊二皮带下山掘进工作面，均为全岩巷掘进工作面。由于该采区巷道机械化施工程度高，工作强度大，因此，两综掘工作面施工期间在无防尘措施生产时产尘量较大，平均全尘浓度达631.2mg/m3，平均呼尘浓度达468.5mg/m3，工作面10m范围内能见度不到2m。为了防止综掘工作面局部瓦斯积聚，采用大功率局扇供风的工作面风量偏大，导致粉尘运动速度较高，粉尘分散度较大，无法进行集中降尘。采用水喷雾、洒水降尘技术后，降尘效果不很理想。为了有效地降低综掘工作面的粉尘浓度，中国矿业大学课题组针对一矿戊二采区综掘工作面的实际情况，提出了综合降尘技术，该技术包括柔性附壁风筒等防尘措施和高压添加剂喷雾、除尘风机、除尘雾帘等降尘措施。
三、生产中粉尘的主要来源及分布规律
煤矿井下的粉尘主要来自采煤、掘进、运输等作业场所，在矿井建设期间70%-80%的粉尘是由掘进工作面产生的。据实测，整个矿井从入风到回风风流中的粉尘含量为一条“山峰”曲线，曲线的升降急缓与生产工序、生产强度有关。一般情况下，在综掘机机组截割工序时达到高峰，随之即呈现有规律的衰减趋势。
四、矿井除尘措施分类
矿井防尘的措施的基本原则是，以预防为主，实施综合防尘，将尘处理在尘源地点，把已经浮游的粉尘降下来或捕集起来，充分发挥综合除尘的作用。
1、通风除尘。通风除尘是指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出，降低作业场所的矿尘浓度。主要影响因素是风速，矿尘的粒径、形状、湿润程度等。对于通风除尘考虑到除尘效果有最佳排尘风速、最低排尘风速和极限排尘风速。对于岩巷综掘工作面而言选择通风排尘虽能带走粉尘但是并不能够降尘，粉尘危害还是没有解决。
2、湿式除尘。湿式除尘是矿井井下应用最普遍的一种方法，是用水或其他液体与尘粒相接触而分离捕集粉尘的方法。湿式除尘又分为两种除尘方式：一种是用水湿润煤岩体，使在割岩过程中减少粉尘的产生，或者直接用水冲洗矿尘和落尘；另外一种方式是用喷雾来捕集悬浮在空气中的粉尘，主要采用喷雾、除尘雾帘等方法。湿式除尘能很大程度上降低产尘量和空气中的粉尘。
五、实际应用
根据一矿现场施工的需要，试验地点选在戊二采区皮带下山综掘工作面，皮带下山巷道设计全长约1800m，施工坡度6°—15°下山，巷道设计布置在戊8煤层顶板以上10-15m的岩层中，岩石硬度系数f≤6，巷道净宽6.0m，净高4.0m，净断面21m2，属于全岩巷掘进工作面。巷道每天掘进度在5m左右，截止到2014年5月底，该巷已掘进约750m。掘进机采用“三一重工”的EBZ260D大坡度硬岩掘进机。采用压人式通风，利用2×45kW对旋轴流式局部通风机向掘进工作面供风，风筒采用直径为1000mm的大直径胶质阻燃风筒，有效供风风量不低于580m3/min左右。该综合降尘技术采用KCS—408ZZ矿用湿式振弦除尘风机和由中国矿业大学课题组自主研制的柔性附壁风筒、高压添加剂喷雾除尘装置以及矿用降尘液，在巷道内配备一个乳化液泵和一个容积为1.6m3、内含过滤装置的泵箱。试验所需的添加剂（即矿用降尘液）定量加入到泵箱中，使泵箱内溶液的浓度达到高压添加剂喷雾降尘所需的浓度需求，然后通过乳化液泵压送到工作面。
1、高压添加剂喷雾。高压添加剂喷雾装置主要由乳化液泵、贮液泵箱、高压胶管以及喷雾头构成。水源直接用泵箱中含有定量添加剂的高压溶液，压力在3～4MPa。由于泵内含有过滤装置，有效地避免了雾化喷头易堵塞的现象。高压溶液经喷雾头喷出后，溶液雾化效果好。喷雾头安放在掘进机截割头的上部及左右两边，对截割头切割煤体时的产尘部位进行了有效地包裹，使雾滴就近、集中作用于截割处产生的粉尘，减少粉尘逸散量。
2、除尘风机。根据巷道每天掘进度，为了使除尘风机与附壁风筒到较好的配合，形成良好的附壁效应，除尘风机集尘风筒前端进风口与附壁风筒前端的垂距应保持在一定范围内（O.5～5.5m）；同时，为了防止高压添加剂喷雾未润湿粉尘前被除尘风机收入，而使高压添加剂喷雾的降尘效率降低，根据KCS—408ZZ矿用湿式振弦除尘风机的使用参数及实践经验，除尘风机集尘风筒前端进风口距离高压添加剂喷雾头不应小于5m，所以除尘风机安装在掘进机机尾上，使集尘风筒前端进风口与附壁风筒前端出风口的垂距为5.5m。为了增加湿式除尘风机的降尘效果，湿式除尘风机所用水源可采用泵箱内含有添加剂的水。
3、除尘雾帘。除尘雾帘为沿巷道断面布置的刚性骨架、能封闭巷道全断面的除尘网和喷雾组成，除尘雾帘需安设两道，第一道距工作面距离约50m，第二道距工作面距离约80m，在综掘机开始切割岩体时，将喷雾开启（下山施工时，需在除尘雾帘下部开挖截水沟，将截水沟内的水直接引至储水箱内，以减少工作面积水，利于施工），除尘网在喷雾的湿润下，形成了一种帷幕，能将巷道内的粉尘再度捕降下来，经过技术人员的实际测试，在经过工作面高压添加剂喷雾、除尘风机和除尘雾帘三道除尘工序后，巷道内的粉尘捕降率能达到90%以上，降尘、除尘效果非常明显。
由于该综合防尘技术极大地改善了综掘工作面的环境，为井下安全生产创造了有利的条件，为此，该综合防尘技术在该矿掘进工作面得到有力的推广和应用。
六、结束语
岩巷综掘工作面采用大功率综掘机强力切割岩体，产尘量特别大且粉尘分散度高，仅仅凭借某一种防尘技术很难将粉尘浓度控制在国家规定的限值以下。建立从减少粉尘产生、快速排出和沉降粉尘、高效捕获粉尘，到积极进行个体防护的综合防尘技术体系是实现岩巷综掘工作面防尘、降尘的必由之路。岩巷综掘工作面粉尘防治是一项复杂的系统工程，注重应用基础研究、形成高效防尘技术、研发适用专用装备、丰富发展新型防尘技术以及建立完备的技术标准体系是该领域未来发展趋势所在。
参考文献：
[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿作业场所职业危害防治规定（试行）[S].北京：国家安全生产监督管理总局，2010
[2]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程.北京：国家安全生产监督管理总局，2011
[3]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全生产"十一五"规划[S].北京：国家安全生产监督管理总局，2007
[4]李满.化学抑尘剂在抑制煤尘中的应用探讨[J].中国煤炭，2007（8）
[5]何清海.综掘工作面粉尘防治新技术[J].矿业安全与环保，2008（06）
【关键词】 岩巷综掘机；防尘；降尘
一、前言
矿井粉尘是煤矿生产面临的主要职业危害之一，严重威脅广大矿工的身心健康。据最新的资料表明，在我国实际的严重尘肺病患者有120万之多，占到全世界尘肺病患者的一半以上，每年因此死亡的人数超过4000人，每年由此引起的直接损失超过80亿元。而在所有因各种粉尘引起的尘肺病中，煤矿工人占到的比例最高。综掘工作面是煤矿井下最主要的产尘地点之一，未采取任何措施时的粉尘浓度可高达1200mg/m3以上。特别是岩巷综掘工作面，粉尘分散度和游离SiO2含量高，对人体的危害极大。要实现岩巷综掘工作面粉尘浓度的达标，必须依靠防尘技术水平的不断进步。
二、工程概况
平煤一矿位于平顶山矿区中部，现生产能力为500万t/a。目前平煤一矿戊二采区现有两个综掘工作面，分别为戊二轨道下山和戊二皮带下山掘进工作面，均为全岩巷掘进工作面。由于该采区巷道机械化施工程度高，工作强度大，因此，两综掘工作面施工期间在无防尘措施生产时产尘量较大，平均全尘浓度达631.2mg/m3，平均呼尘浓度达468.5mg/m3，工作面10m范围内能见度不到2m。为了防止综掘工作面局部瓦斯积聚，采用大功率局扇供风的工作面风量偏大，导致粉尘运动速度较高，粉尘分散度较大，无法进行集中降尘。采用水喷雾、洒水降尘技术后，降尘效果不很理想。为了有效地降低综掘工作面的粉尘浓度，中国矿业大学课题组针对一矿戊二采区综掘工作面的实际情况，提出了综合降尘技术，该技术包括柔性附壁风筒等防尘措施和高压添加剂喷雾、除尘风机、除尘雾帘等降尘措施。
三、生产中粉尘的主要来源及分布规律
煤矿井下的粉尘主要来自采煤、掘进、运输等作业场所，在矿井建设期间70%-80%的粉尘是由掘进工作面产生的。据实测，整个矿井从入风到回风风流中的粉尘含量为一条“山峰”曲线，曲线的升降急缓与生产工序、生产强度有关。一般情况下，在综掘机机组截割工序时达到高峰，随之即呈现有规律的衰减趋势。
四、矿井除尘措施分类
矿井防尘的措施的基本原则是，以预防为主，实施综合防尘，将尘处理在尘源地点，把已经浮游的粉尘降下来或捕集起来，充分发挥综合除尘的作用。
1、通风除尘。通风除尘是指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出，降低作业场所的矿尘浓度。主要影响因素是风速，矿尘的粒径、形状、湿润程度等。对于通风除尘考虑到除尘效果有最佳排尘风速、最低排尘风速和极限排尘风速。对于岩巷综掘工作面而言选择通风排尘虽能带走粉尘但是并不能够降尘，粉尘危害还是没有解决。
2、湿式除尘。湿式除尘是矿井井下应用最普遍的一种方法，是用水或其他液体与尘粒相接触而分离捕集粉尘的方法。湿式除尘又分为两种除尘方式：一种是用水湿润煤岩体，使在割岩过程中减少粉尘的产生，或者直接用水冲洗矿尘和落尘；另外一种方式是用喷雾来捕集悬浮在空气中的粉尘，主要采用喷雾、除尘雾帘等方法。湿式除尘能很大程度上降低产尘量和空气中的粉尘。
五、实际应用
根据一矿现场施工的需要，试验地点选在戊二采区皮带下山综掘工作面，皮带下山巷道设计全长约1800m，施工坡度6°—15°下山，巷道设计布置在戊8煤层顶板以上10-15m的岩层中，岩石硬度系数f≤6，巷道净宽6.0m，净高4.0m，净断面21m2，属于全岩巷掘进工作面。巷道每天掘进度在5m左右，截止到2014年5月底，该巷已掘进约750m。掘进机采用“三一重工”的EBZ260D大坡度硬岩掘进机。采用压人式通风，利用2×45kW对旋轴流式局部通风机向掘进工作面供风，风筒采用直径为1000mm的大直径胶质阻燃风筒，有效供风风量不低于580m3/min左右。该综合降尘技术采用KCS—408ZZ矿用湿式振弦除尘风机和由中国矿业大学课题组自主研制的柔性附壁风筒、高压添加剂喷雾除尘装置以及矿用降尘液，在巷道内配备一个乳化液泵和一个容积为1.6m3、内含过滤装置的泵箱。试验所需的添加剂（即矿用降尘液）定量加入到泵箱中，使泵箱内溶液的浓度达到高压添加剂喷雾降尘所需的浓度需求，然后通过乳化液泵压送到工作面。
1、高压添加剂喷雾。高压添加剂喷雾装置主要由乳化液泵、贮液泵箱、高压胶管以及喷雾头构成。水源直接用泵箱中含有定量添加剂的高压溶液，压力在3～4MPa。由于泵内含有过滤装置，有效地避免了雾化喷头易堵塞的现象。高压溶液经喷雾头喷出后，溶液雾化效果好。喷雾头安放在掘进机截割头的上部及左右两边，对截割头切割煤体时的产尘部位进行了有效地包裹，使雾滴就近、集中作用于截割处产生的粉尘，减少粉尘逸散量。
2、除尘风机。根据巷道每天掘进度，为了使除尘风机与附壁风筒到较好的配合，形成良好的附壁效应，除尘风机集尘风筒前端进风口与附壁风筒前端的垂距应保持在一定范围内（O.5～5.5m）；同时，为了防止高压添加剂喷雾未润湿粉尘前被除尘风机收入，而使高压添加剂喷雾的降尘效率降低，根据KCS—408ZZ矿用湿式振弦除尘风机的使用参数及实践经验，除尘风机集尘风筒前端进风口距离高压添加剂喷雾头不应小于5m，所以除尘风机安装在掘进机机尾上，使集尘风筒前端进风口与附壁风筒前端出风口的垂距为5.5m。为了增加湿式除尘风机的降尘效果，湿式除尘风机所用水源可采用泵箱内含有添加剂的水。
3、除尘雾帘。除尘雾帘为沿巷道断面布置的刚性骨架、能封闭巷道全断面的除尘网和喷雾组成，除尘雾帘需安设两道，第一道距工作面距离约50m，第二道距工作面距离约80m，在综掘机开始切割岩体时，将喷雾开启（下山施工时，需在除尘雾帘下部开挖截水沟，将截水沟内的水直接引至储水箱内，以减少工作面积水，利于施工），除尘网在喷雾的湿润下，形成了一种帷幕，能将巷道内的粉尘再度捕降下来，经过技术人员的实际测试，在经过工作面高压添加剂喷雾、除尘风机和除尘雾帘三道除尘工序后，巷道内的粉尘捕降率能达到90%以上，降尘、除尘效果非常明显。
由于该综合防尘技术极大地改善了综掘工作面的环境，为井下安全生产创造了有利的条件，为此，该综合防尘技术在该矿掘进工作面得到有力的推广和应用。
六、结束语
岩巷综掘工作面采用大功率综掘机强力切割岩体，产尘量特别大且粉尘分散度高，仅仅凭借某一种防尘技术很难将粉尘浓度控制在国家规定的限值以下。建立从减少粉尘产生、快速排出和沉降粉尘、高效捕获粉尘，到积极进行个体防护的综合防尘技术体系是实现岩巷综掘工作面防尘、降尘的必由之路。岩巷综掘工作面粉尘防治是一项复杂的系统工程，注重应用基础研究、形成高效防尘技术、研发适用专用装备、丰富发展新型防尘技术以及建立完备的技术标准体系是该领域未来发展趋势所在。
参考文献：
[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿作业场所职业危害防治规定（试行）[S].北京：国家安全生产监督管理总局，2010
[2]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程.北京：国家安全生产监督管理总局，2011
[3]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全生产"十一五"规划[S].北京：国家安全生产监督管理总局，2007
[4]李满.化学抑尘剂在抑制煤尘中的应用探讨[J].中国煤炭，2007（8）
[5]何清海.综掘工作面粉尘防治新技术[J].矿业安全与环保，2008（06）