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[摘 要]煤矿产业在数年来一直是各界都在关注的行业，随着我国经济的快速发展，煤炭产业也相应逐步崛起，每年的单矿或单面产量都在不断上升，生产机械化水平逐步提升。然而，随之而来的防尘问题也逐渐引起关注，粉尘的污染问题极大威胁着矿工人员的健康和生命安全。本文分析了综采掘工作面的高效除尘措施。
[关键词]煤矿、采掘面、高效除尘、探析
中图分类号：TD42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0276-01
煤矿巷道采掘作业的各个环节产生大量粉尘，工人长期处于煤尘环境中，易引起尘肺病，严重危害工人健康。同时，大量煤尘积聚也可能在一定条件下爆炸，可能对煤矿安全生产构成威胁，特别是在煤矿机械化程度提高、煤尘和岩粉大量增加的情况下，在煤炭开采和掘进作业的各个环节都必须采取科学有效的措施来减少粉尘。
一、煤矿粉尘的危害性
1煤尘具有自燃性和爆炸性
对于煤矿企业而言，在生产过程中，始终面临着煤尘危及煤矿工人生命安全的局面，存在自燃和爆炸威胁。中国的不少煤矿出现过煤尘、粉尘爆炸的事故。
2对人体的危害
二氧化硅（SIO2）是一种对人体有害的物质，大量的吸入会导致尘肺病，煤矿采掘生产线上会有大量的这种物质，而如果长时间吸入煤尘，就会引起尘肺病。
3粉尘对生产的影响
对于灰尘，它通常会降低工作场所的能见度。在井下的某些工作面上，如果煤尘浓度过高、能见度降低，将导致误操作，增加工伤事故率。灰尘不仅对工作的效率有影响，在某种情况下，灰尘对机械的磨损有着严重的影响，使机械的寿命不断减少。
二、高效除尘的探析的背景和意义
矿井粉尘是煤矿生产中最主要的职业危害，工人长期吸入较高浓度呼吸性粉尘可导致尘肺病的发生，严重威胁广大矿工的身体健康。随着煤矿开采深度、开采强度、开采规模的持续增加，矿尘产生量也不断增大，特别是呼吸性粉尘呈大幅上升趋势。因此，加强矿尘防治工作是煤矿安全生产面临的十分重要而紧迫的任务。
在现代化矿井，综采、综掘工作面是煤矿井下最大的产尘场所，其中采煤机、掘进机截割产尘最大。近些年来，淮北矿业集团大力发展和推行综合机械化掘进和采煤技术，较大程度上缓解了采掘生产接替紧张的局面，提高了生产效率，但同时也带来了采煤机、掘进机产尘难于治理的突出问题。目前，国内外主要采取喷雾降尘、电动除尘风机等措施。电动除尘风机除尘虽然除尘效率较高，但存在电气安全隐患，对于有瓦斯涌出的掘进工作面，有可能因电气失爆造成瓦斯煤尘相关的事故，因此在高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的应用受到很大制约，且由于处理风量和有效吸程有限，单独用其来净化高浓度粉尘效果较差，相当量的含尘空气不能被吸入除尘器中净化，此外易造成二次扬尘。因此，喷雾降尘成为国内外煤矿最常用、最普遍的技术手段。然而，我们调研发现，生产矿井的掘进机内喷雾系统基本上处于瘫痪状态（全国范围亦是如此）、采煤机内喷雾也常常失效，外喷雾系统雾化效果差、降尘效率低。
以淮北矿业集团邹庄矿、许疃矿为试验现场，结合现场条件，研发采煤机、掘进机机载外喷雾降尘系统，对于提高采掘工作面粉尘治理效果，保障掘进工人的身体健康，维护企业良好社会形象，具有重要意义。
三、除尘措施
1通风排尘
通风排尘是通过风流的流动稀释和排出掘进过程中产生的粉尘，降低工作面粉尘浓度。决定通风排尘效果的主要因素有风速、风流方向及粉尘密度、粒度、形状、湿润程度等。如：风速过低，粗粒粉尘将与空气分离下沉，不易排出而滞留在采掘空间，增加粉尘的浓度；风速过高，虽然能够将粉尘带走，但又使采掘空间的落尘重新吹起，反而会增加粉尘浓度。因此，必须在《煤矿安全规程》规定的风速范围内，寻求最佳排尘风速，提高通风排尘能力。
2煤层注水
煤层注水是利用水的压力通过钻孔把水注入即将回采的煤层中，使煤体得到预先湿润，以便减少采煤时浮游粉尘的产尘量。这种措施减尘效果较好。国外采用煤层注水的工作面占比很高，而我国采用煤层注水的工作面数量则较少。近些年来，针对裂隙发育差和孔隙率低的煤层注水困难的问题，我国逐渐发展和完善了煤层脉冲式等注水方法，实现了对该类煤层煤体的有效湿润。
3喷雾降尘
喷雾降尘具有经济、简便和实用的优点，是目前煤矿井下最常用的降尘措施，它是将压力水通过喷头（喷雾器）在旋转或冲击的作用下，使水流雾化成微细水滴喷射于含尘空气中；其实质是尘粒与雾滴不断发生碰撞、湿润、凝聚、增重而不断沉降的过程。根据喷头在采煤机、掘进机上安装位置的不同，可分为内喷雾和外喷雾两种。内喷雾通过安装在截割机构上的喷头喷出雾滴，直接抑制采煤机、掘进机作业时割落岩体瞬间产生的粉尘；外喷雾则是捕集掘进面空气中悬浮的粉尘。根据喷雾压力的大小，可分為低压喷雾和高压喷雾，其中高压喷雾多用于外喷雾上以提高降尘效率。它能在极短的距离内生成水雾，喷射出的气流使水雾与粉尘的碰撞几率增加，同时增加了雾滴的带电性，易于捕捉微细粉尘。采煤机、掘进机内喷雾降尘技术常常因喷嘴堵塞或系统密封漏水而被停用。在过去很长一段时间内，外喷雾也常因水压不足等各方面原因未能有效发挥作用。近年来，采煤机内喷雾、采煤机、掘进机高压外喷雾、采煤机尘源智能跟踪高压喷雾及液压支架、放煤口自动高压喷雾降尘技术都有了成功应用。
4化学除尘
湿式作业是煤矿采掘工作面综合防尘的主要技术措施，目前煤矿企业在进行湿式除尘时要以清水为液质，但清水表面张力较高，微细粉尘不易被水迅速有效地湿润，对粉尘尤其呼吸性粉尘的捕捉效率普遍较低。为了改善水对煤的润湿能力，提高防尘效果，许多国家研究了以在水中添加表面活性剂为主的化学除尘技术。我国关于化学抑尘剂的研究和应用起步较晚，但发展迅速。在20世纪70年代末，我国一些科研院所的研究人员开始研究化学抑尘剂。20世纪80年代取得了显著的进展，不少成果还申请了专利。20世纪90年代以来，有关化学抑尘剂的研究成果不断出现，先后研制出淀粉接枝丙烯酸盐高倍吸水树脂作抑尘剂、提出聚丙烯酸钠溶胶吸尘剂、NCZ-1粘尘剂及CZYNS系列喷雾降尘用湿润剂、煤层注水用湿润剂、泡沫降尘剂及相关装备等。通过现场应用，均取得了较好的防尘降尘效果，降尘效率皆比仅用清水提高25%～40%。
5除尘器除尘
除尘器除尘是岩巷综掘工作面的防尘措施之一，即利用除尘器运行时产生的负压，通过吸尘风筒与靠近尘源的吸尘罩，在尘源处形成一个负压区，将含尘空气由吸尘罩经吸尘风筒吸入除尘器中进行净化处理。根据是否利用水或其他液体，除尘装置可分为干式和湿式两大类。由于湿式除尘器结构较为简单、体积较小、投资少、使用较方便，煤矿大多采用湿式除尘器进行除尘，即以水为除尘介质，利用粉尘与水滴和水膜的拦截、碰撞和扩散等作用分离捕集粉尘。目前常用的除尘器有湿式除尘风机、湿式振弦除尘风机等。由于除尘风机会形成局部的抽出式通风，不利于瓦斯的稀释、排出，该技术在高突矿井的应用受到限制。
6个体防护
粉尘污染的个体防护用品，从传统的棉纱口罩，发展到带气阀的化纤滤料自吸式防尘口罩、气流安全帽、呼吸器和过滤式送风防尘口罩等，这些个体防护装置的作用是使佩戴者能呼吸净化过的清洁空气而不影响正常工作。个体防护措施的阻尘效率高，是防止呼吸性粉尘危害矿工身体的最后一道防线。
煤矿工作面防尘技术越来越受到重视，改善了工作环境，保障了工人的身心健康，促进了矿山的安全生产。通过实践，喷雾降尘以其工艺简单、成本低的优点而成为国内外煤矿最常用、最普遍的技术手段。因此，研发高效的采煤机、掘进机喷雾降尘技术是本领域的一个重要发展趋势之一。
参考文献
[1]谭强，陈宣宇.煤矿职业病危害分析及控制措施探析[J].中国卫生产业，2018（18）：168-169.
[2]卢有成.煤矿综采工作面综合防尘新技术应用探析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014（01）：176-177.
[3]吴钦培，郝庆谟.煤矿开采巷道掘进作业降尘与防尘技术浅析[J].科技与企业，2014（12）：164.
[4]刘学宝，葛峰，邢化强.强爆炸性煤层高档普采过程中综合防尘技术的探析[J].山东煤炭科技，2011（01）：202-204.
[关键词]煤矿、采掘面、高效除尘、探析
中图分类号：TD42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0276-01
煤矿巷道采掘作业的各个环节产生大量粉尘，工人长期处于煤尘环境中，易引起尘肺病，严重危害工人健康。同时，大量煤尘积聚也可能在一定条件下爆炸，可能对煤矿安全生产构成威胁，特别是在煤矿机械化程度提高、煤尘和岩粉大量增加的情况下，在煤炭开采和掘进作业的各个环节都必须采取科学有效的措施来减少粉尘。
一、煤矿粉尘的危害性
1煤尘具有自燃性和爆炸性
对于煤矿企业而言，在生产过程中，始终面临着煤尘危及煤矿工人生命安全的局面，存在自燃和爆炸威胁。中国的不少煤矿出现过煤尘、粉尘爆炸的事故。
2对人体的危害
二氧化硅（SIO2）是一种对人体有害的物质，大量的吸入会导致尘肺病，煤矿采掘生产线上会有大量的这种物质，而如果长时间吸入煤尘，就会引起尘肺病。
3粉尘对生产的影响
对于灰尘，它通常会降低工作场所的能见度。在井下的某些工作面上，如果煤尘浓度过高、能见度降低，将导致误操作，增加工伤事故率。灰尘不仅对工作的效率有影响，在某种情况下，灰尘对机械的磨损有着严重的影响，使机械的寿命不断减少。
二、高效除尘的探析的背景和意义
矿井粉尘是煤矿生产中最主要的职业危害，工人长期吸入较高浓度呼吸性粉尘可导致尘肺病的发生，严重威胁广大矿工的身体健康。随着煤矿开采深度、开采强度、开采规模的持续增加，矿尘产生量也不断增大，特别是呼吸性粉尘呈大幅上升趋势。因此，加强矿尘防治工作是煤矿安全生产面临的十分重要而紧迫的任务。
在现代化矿井，综采、综掘工作面是煤矿井下最大的产尘场所，其中采煤机、掘进机截割产尘最大。近些年来，淮北矿业集团大力发展和推行综合机械化掘进和采煤技术，较大程度上缓解了采掘生产接替紧张的局面，提高了生产效率，但同时也带来了采煤机、掘进机产尘难于治理的突出问题。目前，国内外主要采取喷雾降尘、电动除尘风机等措施。电动除尘风机除尘虽然除尘效率较高，但存在电气安全隐患，对于有瓦斯涌出的掘进工作面，有可能因电气失爆造成瓦斯煤尘相关的事故，因此在高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的应用受到很大制约，且由于处理风量和有效吸程有限，单独用其来净化高浓度粉尘效果较差，相当量的含尘空气不能被吸入除尘器中净化，此外易造成二次扬尘。因此，喷雾降尘成为国内外煤矿最常用、最普遍的技术手段。然而，我们调研发现，生产矿井的掘进机内喷雾系统基本上处于瘫痪状态（全国范围亦是如此）、采煤机内喷雾也常常失效，外喷雾系统雾化效果差、降尘效率低。
以淮北矿业集团邹庄矿、许疃矿为试验现场，结合现场条件，研发采煤机、掘进机机载外喷雾降尘系统，对于提高采掘工作面粉尘治理效果，保障掘进工人的身体健康，维护企业良好社会形象，具有重要意义。
三、除尘措施
1通风排尘
通风排尘是通过风流的流动稀释和排出掘进过程中产生的粉尘，降低工作面粉尘浓度。决定通风排尘效果的主要因素有风速、风流方向及粉尘密度、粒度、形状、湿润程度等。如：风速过低，粗粒粉尘将与空气分离下沉，不易排出而滞留在采掘空间，增加粉尘的浓度；风速过高，虽然能够将粉尘带走，但又使采掘空间的落尘重新吹起，反而会增加粉尘浓度。因此，必须在《煤矿安全规程》规定的风速范围内，寻求最佳排尘风速，提高通风排尘能力。
2煤层注水
煤层注水是利用水的压力通过钻孔把水注入即将回采的煤层中，使煤体得到预先湿润，以便减少采煤时浮游粉尘的产尘量。这种措施减尘效果较好。国外采用煤层注水的工作面占比很高，而我国采用煤层注水的工作面数量则较少。近些年来，针对裂隙发育差和孔隙率低的煤层注水困难的问题，我国逐渐发展和完善了煤层脉冲式等注水方法，实现了对该类煤层煤体的有效湿润。
3喷雾降尘
喷雾降尘具有经济、简便和实用的优点，是目前煤矿井下最常用的降尘措施，它是将压力水通过喷头（喷雾器）在旋转或冲击的作用下，使水流雾化成微细水滴喷射于含尘空气中；其实质是尘粒与雾滴不断发生碰撞、湿润、凝聚、增重而不断沉降的过程。根据喷头在采煤机、掘进机上安装位置的不同，可分为内喷雾和外喷雾两种。内喷雾通过安装在截割机构上的喷头喷出雾滴，直接抑制采煤机、掘进机作业时割落岩体瞬间产生的粉尘；外喷雾则是捕集掘进面空气中悬浮的粉尘。根据喷雾压力的大小，可分為低压喷雾和高压喷雾，其中高压喷雾多用于外喷雾上以提高降尘效率。它能在极短的距离内生成水雾，喷射出的气流使水雾与粉尘的碰撞几率增加，同时增加了雾滴的带电性，易于捕捉微细粉尘。采煤机、掘进机内喷雾降尘技术常常因喷嘴堵塞或系统密封漏水而被停用。在过去很长一段时间内，外喷雾也常因水压不足等各方面原因未能有效发挥作用。近年来，采煤机内喷雾、采煤机、掘进机高压外喷雾、采煤机尘源智能跟踪高压喷雾及液压支架、放煤口自动高压喷雾降尘技术都有了成功应用。
4化学除尘
湿式作业是煤矿采掘工作面综合防尘的主要技术措施，目前煤矿企业在进行湿式除尘时要以清水为液质，但清水表面张力较高，微细粉尘不易被水迅速有效地湿润，对粉尘尤其呼吸性粉尘的捕捉效率普遍较低。为了改善水对煤的润湿能力，提高防尘效果，许多国家研究了以在水中添加表面活性剂为主的化学除尘技术。我国关于化学抑尘剂的研究和应用起步较晚，但发展迅速。在20世纪70年代末，我国一些科研院所的研究人员开始研究化学抑尘剂。20世纪80年代取得了显著的进展，不少成果还申请了专利。20世纪90年代以来，有关化学抑尘剂的研究成果不断出现，先后研制出淀粉接枝丙烯酸盐高倍吸水树脂作抑尘剂、提出聚丙烯酸钠溶胶吸尘剂、NCZ-1粘尘剂及CZYNS系列喷雾降尘用湿润剂、煤层注水用湿润剂、泡沫降尘剂及相关装备等。通过现场应用，均取得了较好的防尘降尘效果，降尘效率皆比仅用清水提高25%～40%。
5除尘器除尘
除尘器除尘是岩巷综掘工作面的防尘措施之一，即利用除尘器运行时产生的负压，通过吸尘风筒与靠近尘源的吸尘罩，在尘源处形成一个负压区，将含尘空气由吸尘罩经吸尘风筒吸入除尘器中进行净化处理。根据是否利用水或其他液体，除尘装置可分为干式和湿式两大类。由于湿式除尘器结构较为简单、体积较小、投资少、使用较方便，煤矿大多采用湿式除尘器进行除尘，即以水为除尘介质，利用粉尘与水滴和水膜的拦截、碰撞和扩散等作用分离捕集粉尘。目前常用的除尘器有湿式除尘风机、湿式振弦除尘风机等。由于除尘风机会形成局部的抽出式通风，不利于瓦斯的稀释、排出，该技术在高突矿井的应用受到限制。
6个体防护
粉尘污染的个体防护用品，从传统的棉纱口罩，发展到带气阀的化纤滤料自吸式防尘口罩、气流安全帽、呼吸器和过滤式送风防尘口罩等，这些个体防护装置的作用是使佩戴者能呼吸净化过的清洁空气而不影响正常工作。个体防护措施的阻尘效率高，是防止呼吸性粉尘危害矿工身体的最后一道防线。
煤矿工作面防尘技术越来越受到重视，改善了工作环境，保障了工人的身心健康，促进了矿山的安全生产。通过实践，喷雾降尘以其工艺简单、成本低的优点而成为国内外煤矿最常用、最普遍的技术手段。因此，研发高效的采煤机、掘进机喷雾降尘技术是本领域的一个重要发展趋势之一。
参考文献
[1]谭强，陈宣宇.煤矿职业病危害分析及控制措施探析[J].中国卫生产业，2018（18）：168-169.
[2]卢有成.煤矿综采工作面综合防尘新技术应用探析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014（01）：176-177.
[3]吴钦培，郝庆谟.煤矿开采巷道掘进作业降尘与防尘技术浅析[J].科技与企业，2014（12）：164.
[4]刘学宝，葛峰，邢化强.强爆炸性煤层高档普采过程中综合防尘技术的探析[J].山东煤炭科技，2011（01）：202-204.