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煤礦巷道掘進的綜合降塵與防塵

2021-04-11 17:00*王
當代化工研究 2021年14期
關鍵詞:煤塵防塵降塵

*王 樂

(太原煤炭氣化(集團)有限責任公司爐峪口煤礦 山西 030203)

煤塵、巖塵是煤礦生產過程中的常見問題,一般業(yè)界把煤塵、巖塵統(tǒng)稱為粉塵,如果粉塵濃度過高,可能會引發(fā)很多問題。粉塵濃度過高不僅會引發(fā)爆炸等意外事故,同時還不利于工作人員的身體健康,比如長期在高濃度粉塵環(huán)境中工作的人員,患有塵肺的幾率往往比較高。近年來隨著科學技術的快速發(fā)展,煤礦生產領域機械化水平不斷提升,控制粉塵也成為煤礦管理工作中的一項重要內容。

1.粉塵來源

通過調查研究得知,煤礦生產過程中粉塵的來源主要可以分為這幾個方面:(1)煤礦粉碎、爆破作業(yè)中,原有煤層結構被破壞,大體積煤炭一點點變小,然后由皮帶運輸出去。這一過程中會產生大量粉塵,不僅會對人員視物造成影響,增大了施工危險性,同時長期吸入粉塵,工作人員罹患呼吸道類疾病的幾率也會隨之增高;(2)目前機械設備開始在煤礦開采過程中廣泛應用,這些設備的應用極大的減輕了工作人員的勞動強度,同時煤礦開采效率也顯著提升。但與此同時,很多新問題也隨之產生,粉塵濃度大幅提升就是最為突出的問題之一。運用機械設備破碎巖層的過程中,粉塵不斷聚集在巖層表面,隨著施工的進行,粉塵會飄散在空氣之中,為煤塵爆炸等事故的發(fā)生埋下了隱患[1];(3)煤炭需要利用傳送帶運輸,裝卸、運輸過程中自然也少不了粉塵的產生,一些企業(yè)為了提升經濟效益,還會超負荷運輸,大量煤炭在傳送帶上摩擦,也是產生粉塵的一個重要原因。

2.通風系統(tǒng)的優(yōu)化

(1)使用先進通風技術

隨著近年來科學技術的不斷發(fā)展,各種先進技術開始應用到生產、生活之中。目前國民經濟呈現出了高速發(fā)展的態(tài)勢,就煤礦巷道掘進施工中采用的通風系統(tǒng)來說,使用的技術非常多,需根據開采環(huán)境的不同對通風技術進行合理選擇,這樣才能取得理想的成效,控制粉塵濃度在理想范圍之內。以局扇通風技術為例,此類技術對局扇提出了非常嚴格的要求,不僅要具有合適的風量,同時噪音也不能太大,其型號也要符合使用要求,這樣才能達到理想的降塵、防塵目的[2]。

(2)改變煤礦通風方式

目前在煤礦生產過程中,并沒有嚴格依照煤層傾斜角度、井田面積以及粉塵濃度等,來對通風方式進行合理選擇,因此從整體上來看,煤礦巷道掘進施工之中的安全性不高,需要較高的施工成本,這種情況下企業(yè)利益自然也會削減[3]。具體來說,不同通風方式的適用場合為:中央并列通風適合在井田面積不大的系統(tǒng)之中應用,但由于線路比較長,風阻較大,漏風較多,因此使用過程中需嚴加注意;對角式通風在井田面積比較大的煤礦之中適用;如果煤層比較深,則應優(yōu)先選擇混合式通風,這樣可以確保通風系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,新鮮空氣可以持續(xù)不斷的進入礦井,從而避免粉塵的大量產生。

(3)合理分配通風量

在降塵、防塵方面來看,決定通風除塵效果的主要因素有風速、風流方向及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等。風速過低,粗粒礦塵將與空氣分離下沉,不易排出而滯留在采掘空間,增加煤塵的濃度;風速過高,雖然能夠將煤塵帶走,但又使采掘空間的落塵重新吹起,反而會增加煤塵濃度。一般而言,掘進工作面的最優(yōu)排塵風速為0.4-0.7m/s?!睹旱V安全規(guī)程》中規(guī)定:掘進煤巷最高允許風速為4m/s。這不僅考慮了工作面通風的要求,同時也考慮到煤塵的二次飛揚問題。不僅要降低系統(tǒng)在運行過程中的能耗,同時還要快速的排出井內粉塵,只有這樣才能確保開采保質保量,為企業(yè)創(chuàng)造可觀的效益。

3.綜合防塵

在煤礦巷道掘進施工過程中,很多環(huán)節(jié)都會產生粉塵,巷道內漂浮著大量粉塵,將會對工作人員的身體健康造成威脅,對生產效率與質量的提高非常不利。因此,必須采取有效措施來控制粉塵的產生、擴散,全面改善施工環(huán)境,從而為煤礦的安全、高效生產提供保證。

(1)減塵技術措施

①減塵技術。減塵就是減少和抑制塵源產塵。煤層注水、濕式打眼、水炮泥。在注水方式選擇時,需綜合考慮設備參數、注水孔布置方式以及水壓等方面內容,這樣才能達到有效降塵。煤層注水主要運用水壓力,通過鉆孔方式為煤層注入水溶液、壓力水,當水分含量增加后,原生煤塵變得濕潤,即可達到減少煤體破裂問題的發(fā)生,進而達到降塵目的[4]。運用該方法,煤的物理力學性質發(fā)生了改變,粉塵產生量明顯降低。

②降塵技術。降塵是使懸浮于礦井風流中的礦塵盡快沉降。所謂噴霧降塵,主要是利用霧狀進行水的噴灑,這種方式可用霧捕獲粉塵,霧狀的粉塵會不斷下沉,并沉積在煤體表面,這樣粉塵就不容易飛揚了。一般而言,有掘進機內外噴霧、轉載機頭安設防塵罩和噴霧、工作面使用凈化水幕、防塵網等。在距工作面30m范圍內安設兩道凈化水幕,在距工作面50m處使用凈化水幕并安設防塵網,工作面含塵風流經過第一道凈化水幕后降塵率只有58%~60%,經過第二道凈化水幕后降塵率為75.2%~80%,在經過防塵網后,礦塵濃度只有0.56mg/m3,降塵率達到97.2%。

③除塵技術。利用風機可將空氣中含有粉塵的氣流引入除塵器中,達到凈化巷道空氣的效果。除塵器主要由旋流脫水段、過濾除塵段與配套風機組成,可以將其安裝在轉載機上或掘進機上,其前后總長度不能超過30m,運行過程中其風筒的斷面需在0.19m2以上。為了提升除塵效率,可在風筒末端加設控塵裝置。固定好除塵器后,可與水源、電源連接,并在供水管路處裝設水質過濾器[5]。

(2)防塵技術措施

降塵可以分別從掘進作業(yè)、錨噴支護等方面實施防塵措施。

①掘進作業(yè)中的防塵。在掘進施工過程中,需開啟除塵器、高壓噴霧裝置,并由專人對設備進行管理和維護,以確保掘進過程中這些設備可以正常運行。為避免出現噴霧裝置問題,比如噴嘴堵塞,應時刻確保噴霧供水是潔凈的,這就體現出加設水質過濾裝置的重要性,同時還要確保防塵管路具備充足的壓力,一般其壓力應該在3.0MPa以上。另外,還要以《煤礦安全規(guī)程》的有關內容為參照,制定專人對除塵器進行操作、管理與維護。

②錨噴支護中的防塵。一般來說需要將除塵安裝在噴射器后方,這樣除塵器就可以隨著噴射機不斷移動,在錨噴作業(yè)過程中即可借助于除塵器發(fā)揮其抽塵凈化的作用。吸塵罩需迎著巷道風流的方向設置,具體來說,可以在巷道頂部錨桿上吊掛吸塵罩,并注意其與上料口之間保持2~3m的距離,借助于負壓風筒實現與除塵器的連接。此外,需找到施工地點的下流方向,并選準位置后設置兩道風流凈化水幕,可有效凈化粉塵,同時灑水預濕后,再讓混合石料下井。

③裝載運輸時的防塵。在煤礦生產過程中,需嚴格控制裝載點落差,一般該落差需在0.5m以內,一旦超過該值,則應該安裝溜槽、導向板。選擇下風向20m的位置安裝風流凈化水幕,并在運輸巷道、轉載點等定點塵源安裝自動噴霧降塵裝置。設備一旦啟動,即可開始灑水降塵,這里需要按照設備運行速度確定降塵步驟[6]。如果不能順利啟動設備或噴霧過程中有故障發(fā)生,則必須采取有效措施進行管理與維護,使設備運轉與噴霧灑水結合起來,以達到一體化運轉的目的。為了提升降塵效果,需按照不同點的實際情況對噴頭傾斜角度、數量進行調整和優(yōu)化。

4.防護與檢測措施

在煤礦巷道掘進過程中,要求施工人員佩戴自吸式防塵口罩、過濾式送風防塵口罩等防護用具,使用這些防護用具,可有效減少吸入自體粉塵。在井下施工過程中,有關地點需依照有關規(guī)定和要求進行測塵工作。為了能夠營造出良好的作業(yè)環(huán)境,一旦在作業(yè)過程中發(fā)現存在不符合規(guī)定的地方或有超過數據限制的情況發(fā)生,則必須探索出發(fā)現問題的原因,并采取相關措施使這些問題得到及時有效的解決[7]。

在施工作業(yè)過程中,需收集有關施工現場衛(wèi)生環(huán)境的數據資料,可以CCCGZ-1000型直讀式測塵器測得作業(yè)現場中有關粉塵質量濃度,如果出現數據超標的情況,應及時采取措施使粉塵濃度得到降低。同時,施工人員還要定期到醫(yī)院接受身體檢查,如果發(fā)現疑似塵肺病的人員,需及時將其從煤礦生產一線調離,并及時到醫(yī)院接受后續(xù)檢查與診療。

5.結語

綜上所述,在煤礦生產過程中,如果粉塵濃度過高,將會對巷道路掘進施工造成大量負面效應,對人員操作準確性帶來不利影響,嚴重威脅其身體健康。因此,煤礦企業(yè)應該綜合分析煤礦巷道施工的實際情況,并采取綜合性降塵與防塵措施,以有效減少有毒、有害氣體的濃度,為煤礦安全生產提供有效防護,為井下作業(yè)人員施工作業(yè)提供一個良好環(huán)境。為此,煤礦企業(yè)必須確保生產的高效性、連續(xù)性,這樣才能創(chuàng)造出更多的經濟效益與社會效益,推進企業(yè)的長期、穩(wěn)定發(fā)展。

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