于 澤

（山西新元煤炭有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000）

巷道在掘進(jìn)過程中割煤、破巖、爆破、裝煤、運(yùn)輸?shù)仁┕すば蚨紩?huì)產(chǎn)生大量的粉塵，污染了作業(yè)環(huán)境，威脅著作業(yè)人員身體健康，降低了工作面能見度；全煤巷掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生高濃度的煤塵在外界火源的作用下很容易引發(fā)煤塵爆炸事故等。本文以山西新元煤炭有限責(zé)任公司3412回風(fēng)順槽為例，分析了巷道在掘進(jìn)時(shí)主要采取的綜合防塵技術(shù)措施，并對(duì)巷道采取措施后取得的應(yīng)用效果進(jìn)行分析。

1 概述

山西新元煤炭有限責(zé)任公司3412工作面回風(fēng)順槽位于井田四采區(qū)，巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1940m，為矩形斷面，巷道斷面規(guī)格為寬×高=5.2×3.2m，施工巷道沿3#煤層平行掘進(jìn)，3412回風(fēng)順槽從西輔運(yùn)大巷開口施工，巷道開口掘進(jìn)60m后進(jìn)行風(fēng)橋挑頂施工，當(dāng)巷道掘進(jìn)90m后按設(shè)計(jì)拐彎施工回風(fēng)繞道，為了便于3412回風(fēng)順槽前期輔助工程施工，巷道前期90m采用爆破施工，巷道在90～1940m采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)施工。

2 3412回風(fēng)順槽施工原防塵措施分析

2.1 施工巷道原防塵措施

（1）炮掘施工防塵措施。3412回風(fēng)順槽在爆破施工時(shí)，采用型號(hào)為ZQC-50/2.5S氣動(dòng)手持式鉆機(jī)干式鉆孔，鉆孔期間采用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)除塵，巷道爆破施工后在巷道開口處進(jìn)行噴霧灑水除塵。

（2）機(jī)掘施工防塵措施。3412回風(fēng)順槽機(jī)掘施工時(shí)，在巷道每隔200m安裝一個(gè)吊掛式噴霧灑水裝置，在所有運(yùn)輸設(shè)備轉(zhuǎn)載位置安裝噴霧灑水裝置，割煤時(shí)在轉(zhuǎn)載機(jī)切割頭內(nèi)安裝灑水裝置。在巷道掘進(jìn)期間開啟所有灑水裝置進(jìn)行巷道降塵、除塵。

2.2 存在的問題

（1）3412回風(fēng)順槽炮掘期間采用ZQC-50/2.5S氣動(dòng)手持式鉆機(jī)及螺旋式麻花釬桿配套合金鋼鉆頭進(jìn)行鉆孔，鉆孔時(shí)主要利用靜壓風(fēng)帶動(dòng)釬桿達(dá)到鉆孔的目的，不具有噴霧灑水功能，在爆破鉆眼期間工作面粉塵濃度大。

（2）巷道在爆破掘進(jìn)期間工作面底板及巷幫浮煤較多，而巷道爆破瞬間會(huì)產(chǎn)生高溫、高壓沖擊波，工作面浮煤在沖擊波的作用下會(huì)產(chǎn)生高濃度的揚(yáng)塵。

（3）由于3412回風(fēng)順槽回采煤層為3#石炭系煤層，煤層發(fā)育不穩(wěn)定，煤塵揮發(fā)性大，巷道在機(jī)械化掘進(jìn)期間會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，不利于工作面安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

（4）巷道在掘進(jìn)期間每隔200m安裝一個(gè)吊掛式噴霧灑水裝置，該裝置主要吊掛在巷道頂板上，利用裝置噴灑水霧從而起到降塵作用，但是施工巷道內(nèi)風(fēng)速大，灑水噴霧后很容易被風(fēng)流吹散，降塵效果差。經(jīng)通風(fēng)部測(cè)定吊掛式噴霧灑水裝置對(duì)巷道在3.0～3.5m范圍內(nèi)降塵效果相對(duì)較好，而在3.0m以下巷道內(nèi)水霧覆蓋量少，降塵效果差

（5）當(dāng)巷道機(jī)械化掘進(jìn)時(shí)掘進(jìn)機(jī)安裝灑水管路很容易被煤泥堵塞，經(jīng)常出現(xiàn)無法灑水、水壓不足等現(xiàn)象，同時(shí)在掘進(jìn)破煤時(shí)煤塵濃度大，采用噴霧灑水進(jìn)行降塵效果差，且長(zhǎng)時(shí)間灑水會(huì)造成工作面積水量大，不利于工作面正常掘進(jìn)。

3 3412回風(fēng)順槽綜合防塵措施研究

為了進(jìn)一步降低掘進(jìn)巷道粉塵濃度，對(duì)3412回風(fēng)順槽掘進(jìn)期間采取合理有效的防塵、降塵措施。

（1）濕式鉆孔技術(shù)。為了降低施工巷道在爆破鉆眼時(shí)產(chǎn)生的粉塵濃度，采用風(fēng)水聯(lián)合濕式鉆孔技術(shù)，即在鉆機(jī)壓風(fēng)管側(cè)安裝一趟靜壓水管，在開啟鉆機(jī)時(shí)使得風(fēng)水同時(shí)進(jìn)入鉆桿內(nèi)，在風(fēng)壓帶動(dòng)鉆孔的同時(shí)鉆頭部實(shí)現(xiàn)灑水功能，從而實(shí)現(xiàn)濕式鉆眼目的，有效降低鉆眼產(chǎn)生的粉塵濃度。

（2）安裝擋矸裝置。為了避免工作面爆破產(chǎn)生沖擊波造成巷道內(nèi)機(jī)械設(shè)備損壞及產(chǎn)生高濃度揚(yáng)塵，設(shè)計(jì)采用了一套可移動(dòng)式擋矸裝置，并安裝在距爆破地點(diǎn)15m處，該裝置可有效阻擋爆破時(shí)產(chǎn)生的沖擊波及飛濺的煤矸石，降低沖擊波造成巷道煤塵飛揚(yáng)。

（3）煤層注水。為降低3#煤層在掘進(jìn)期間煤塵濃度，決定在工作面進(jìn)行短壁注水，施工注水鉆孔，工作面每掘進(jìn)15m布置一組注水鉆孔，每組3個(gè)，注水鉆孔布置在據(jù)巷道頂板1.5m處，鉆孔間距為2.0m，注水鉆孔施工完后采用高壓注水泵對(duì)其進(jìn)行注水，從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)煤層濕潤(rùn)作用，降低掘進(jìn)期間煤塵揮發(fā)濃度。

（4）泡沫抑塵裝置。為進(jìn)一步提高掘進(jìn)機(jī)割煤時(shí)降塵、除塵效果，采用泡沫抑塵裝置代替掘進(jìn)機(jī)傳統(tǒng)灑水裝置，該裝置主要由噴灑裝置、泡沫產(chǎn)生器、泡沫分配器、灑水管路等部分組成。在灑水管路里加入添加劑并在泡沫產(chǎn)生器里發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生大量細(xì)小泡沫顆粒，從而抑制掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的粉塵。

（5）安裝自動(dòng)防塵水幕。在掘進(jìn)巷道每隔300m安裝一個(gè)自動(dòng)防塵水幕代替原吊掛式噴霧灑水裝置，自動(dòng)防塵水幕主要由水泵（3kW）、旋轉(zhuǎn)裝置、過濾池、聯(lián)鎖開關(guān)、水簾、高壓噴頭以及感應(yīng)器等部分組成，如圖1所示。在正常情況下該裝置利用高壓噴頭噴灑均勻水霧并形成水簾，從而實(shí)現(xiàn)捕塵目的。水簾捕塵后污水流入過濾池經(jīng)過濾再次被利用。當(dāng)巷道有大型設(shè)備或運(yùn)輸設(shè)備通過時(shí)經(jīng)感應(yīng)器與聯(lián)鎖作用可自動(dòng)開啟旋轉(zhuǎn)水幕。

圖1 3412回風(fēng)順槽自動(dòng)防塵水幕斷面圖

（6）其他防塵措施。3412回風(fēng)順槽掘進(jìn)后期為避免巷道浮煤過多產(chǎn)生揚(yáng)塵，施工巷道每班開工前進(jìn)行巷道沖洗。隨著施工巷道不斷延伸，采用每掘進(jìn)500m安裝一臺(tái)局部通風(fēng)除塵設(shè)備的方法提高通風(fēng)除塵能力，同時(shí)在各設(shè)備轉(zhuǎn)載地點(diǎn)安裝封閉式灑水裝置，降低運(yùn)輸產(chǎn)生的粉塵濃度。

4 施工巷道防塵效果分析

4.1 巷道原防塵措施效果分析

3412回風(fēng)順槽在采用綜合防塵措施前，對(duì)炮掘期間巷道粉塵濃度進(jìn)行測(cè)定，巷道在打眼期間最高粉塵濃度達(dá)940mg/m3，巷道爆破后工作面粉塵濃度最高達(dá)1410mg/m3，且工作面能見度不足7m。機(jī)掘期間巷道及工作面內(nèi)粉塵最大濃度值達(dá)1233mg/m3，巷道綜合防塵效果較差。

3412回風(fēng)順槽掘進(jìn)前期因粉塵濃度大，造成設(shè)備操作失誤4次，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)32萬元，且巷道掘進(jìn)進(jìn)度不足3.0m/d。

4.2 巷道采取綜合防塵措施效果分析

3412回風(fēng)順槽采用綜合防塵措施后，經(jīng)測(cè)定工作面粉塵濃度控制在240mg/m3以下，大大降低了巷道掘進(jìn)過程中粉塵濃度，同時(shí)施工巷道采取綜合防塵措施后平均掘進(jìn)進(jìn)度達(dá)5.5m/d，有效提高了巷道掘進(jìn)效率，降低了巷道掘進(jìn)事故率。

5 結(jié)語

采取濕式鉆孔技術(shù)、安裝擋矸裝置、煤層注水、安裝泡沫抑塵裝置、安裝自動(dòng)防塵水幕、轉(zhuǎn)載地點(diǎn)安裝封閉式灑水等綜合防塵措施，有效降低了工作面粉塵濃度，保證了巷道施工安全，提高了巷道施工環(huán)境質(zhì)量，取得了明顯成效。