煤矿职业危害综合防尘体系建设分析

李向楠

（黄陵一号煤矿 安监部，陕西 黄陵727300）

1 概述

职业危害主要指在生产劳动过程及其环境中产生或存在的，对职业人群的健康、安全和作业能力可能造成不良影响的一切要素或条件的总称。煤矿职业危害因素包括粉尘、有害气体、噪音、高温等。

黄陵一号煤矿是年产6Mt的现代化大型矿井。矿井采用斜井开拓，工作面采用条带式开采方式。矿井采用走向长壁采煤法，大采高一次采全高，全部跨落法管理顶板。掘进工艺为综掘，矿井机械化程度达到100%。矿井开采单一煤层，主要大巷沿煤层布置，所采煤层为2号煤层。

近年来，一号煤矿加强职业危害防治工作的建设，加大科技投入，积极改善工作环境，尤其在职业危害综合防尘管理上，建立了完善的体系，保证了综合防尘效果。根据黄陵一号煤矿井下粉尘概况，首先对井下粉尘的来源进行了分析，包括煤层属性、运输机等，针对这些粉尘来源，采用综合防尘体系，分别对综采工作面、掘进工作面、运输系统等不同部位，采用不同的防尘手段，取得了良好的效果。

2 井下粉尘来源分析

1）黄陵一号煤矿所采煤层为2号煤层，其变质程度相对较低，属于第二变质阶段之烟煤，即弱粘煤—气煤范畴，所以煤层开采中（主要是回采及掘进中）造成大量的煤尘，约占矿井全部粉尘的70%～80%。

2）一号煤矿采用胶带运输，胶带运输距离长，且胶带巷与辅助运输巷相通，运输中各转载点的运煤以及运输中受风流影响，对井下空气造成大量的污染。

3）由于一号煤矿采用无轨胶轮车作为辅助运输，车辆在行驶过程中的扬尘受较大风速的风流的影响，对矿井空气造成一定的污染。

综上所述，矿井综合防尘技术主要从以上三方面进行研究与分析，建立完善的防治体系，从而从源头进行井下空气的净化。

3 职业危害综合防尘体系建设

3.1 综采工作面综合防尘体系

一般来说，综采工作面的粉尘浓度是炮采工作面的十几倍甚至几十倍，造成如此高粉尘浓度的主要原因是由于进风流的污染，采煤机的切割和装载，正常移架，运输机的载运和转载以及工作面片帮和顶板冒落等几个方面。

从上述原因可以看出，采煤机割煤、移架是综采工作面防尘的重点。对此相应的采用了采煤机内外喷雾、风水联动强力除尘、移架时自动喷雾等防尘装置来进行空气中粉尘的净化。

（1）内外喷雾

滚筒采煤机的喷雾系统分为内喷雾和外喷雾两种方式。采用内喷雾时，水由安装在截割滚筒上的喷嘴直接向截齿的切割点喷射，形成“湿式截割”；采用外喷雾时，水由安装在截割部的固定箱上、摇臂上或挡煤板上的喷嘴喷出，形成水雾覆盖尘源，从而使粉尘湿润沉降。

（2）风水联动强力除尘

在采煤机摇臂上外接一组风水联动喷雾装置，利用高压水流与高压风流的混合汽化，提高喷雾装置的整体除尘效果。

（3）采煤机架间喷雾

该喷雾装置每五架为一组，主要由PLC可编程主机、隔爆兼本安型稳压电源、电动球阀、遥控发送器、遥控接收器和无线发射器等组合而成。每三套自动喷雾降尘装置配接一个本安电源。该系统可以实现移架喷雾，当生产工人移架时，无线发射器探测到移架手柄运动，发出喷雾指令，本组喷雾点自动喷雾，当停止运动移架手柄后，延时30秒（时间可以随意设定）后自动停止喷雾。通过这些方法的有效实施，综采工作面防尘取得了良好的效果。

3.2 掘进工作面综合防尘体系

在煤矿生产环节中，井巷掘进是产生粉尘的主要生产环节之一。掘进工作面工序多，产尘量大，尘源分散多变，粉尘分散度高，严重危害着矿工的身体健康，影响安全生产。据统计，85%以上的煤矿尘肺病患者的工作地点在岩巷掘进工作面，煤巷和半煤岩巷的煤尘瓦斯燃烧爆炸事故发生率也占较大的比重。

（1）煤层注水。依靠水在煤体裂隙中的渗透、压差、毛细和分子扩散运动，使注入煤层中的水沿着煤的裂隙分割的煤块渗透并储存于裂隙与空隙之中，增加煤体的水分，使煤体得到预先湿润，以减少生产时产生浮游矿尘的能力。经过反复试验，采取静压注水的方式进行煤层注水，注水孔孔深18m，每班施工2个，每孔注水时间4小时以上，降尘效果非常有效。

（2）泡沫除尘。泡沫除尘采用西安西科煤矿安全通风防灭火研究所研发的WSR－ⅠA型矿用泡沫抑尘系统与威萨尔（抑尘专用液）组成，该技术与水雾除尘相比，具有用水量少、粉尘湿润速度快、泡沫粘性好、除尘效率高等特点。

（3）转载点封闭式自动喷雾。运输转载点是产生煤尘的一个重要环节，一号煤矿在皮带的每个转载点安装封闭式自动喷雾装置。即在转载点上安装封闭罩减少风吹扬尘，罩内设有喷雾装置，只要煤经过，喷雾装置便会通过红外感应实现自动喷雾，无煤则自动停止，即达到了降尘效果又不影响煤质。

（4）全断面捕尘网。掘进工作面在水仓处安设全断面捕尘网，捕尘网采用直径20mm钢管架子和防尘网（窗纱）对巷道实施全断面封闭，在钢管中预留一高度为2.5m、宽度为3m的门便于车辆和人员通行。

（5）风水联动净化水幕。积极引进风水联动净化水幕，通过高压水流与高压风流的混合汽化，提高净化水幕的整体除尘效果。改净化水幕具有净化范围大、用水量小、水雾距离远、降尘效率高等优点。

（6）除尘风机。掘进工作面采用KCS－225LZ型矿用湿式螺旋除尘风机，风机的功率为18.5kW。根据井下现场实际情况及除尘要求，将除尘风机安装在综掘机后，有效的降低了该区域的粉尘。

3.3 主运输系统综合防尘体系

一号煤矿由于中央胶带大巷与辅运巷有部分联络巷相连，所以在实际运输中，粉尘随着风流进入到辅运大巷，对井下进风流造成大量的污染，同时，主运输路线的粉尘防治工作也至关重要。

（1）在胶带各运输转载点安设自动喷雾，部分落煤点粉尘较大时对转载点进行全断面封闭，有效地控制了煤流在抛洒时所产生的煤尘。

（2）在胶带大巷安设净化水幕。该装置采用红外感应传感器，可实现喷雾与皮带的联动，主要包括ZP127－Z矿用自动洒水降尘装置主控器、红外传感器、DFH20／7矿用本安型电动球阀、防尘水幕等部分。这套自动喷雾装置当皮带上无煤流经过时，电动球阀自动关闭，从而停止喷雾。降低运输中产生的粉尘。其主要设备机原理见图1。

图1 自动喷雾设备原理

（3）在部分联络巷位置安设除尘风机。通过测定主胶带巷风量的大小，选用吸风量在巷道风量80%左右的除尘风机，以此来净化主胶带巷的空气。

（4）在风流从胶带巷向辅运巷流动的联络巷安设捕尘网，从而减小胶带巷含有粉尘空气的蔓延。具体如下：防尘网门整体框架采用50角铁焊接，其上部和巷道一致，为弧形，在顶部和下部顺着圆弧方向焊接3块钢板，其下部两扇大门，内有一小门可以开合，保证行人、行车，并在门上铺设防尘网，防尘网门上部安设净化水幕。

3.4 辅助运输大巷综合防尘体系

辅助运输大巷空气中粉尘来源主要是车辆行驶时的扬尘，针对这种情况，在2条井筒和2条辅运大巷，每隔500m安装了风水联动自动喷雾，该装置可实现定时喷雾。同时，安装了2个人体热释电感应器（见图2）。

图2 风水联动自动喷雾工作流程

此外，还建立了完善的综合防尘制度，对大巷定期冲洗灭尘，并购置防爆洒水车进行大巷的洒水工作，一定程度上减小了车辆运输中对空气的污染。

3.5 个体防护

防尘口罩是阻止矿尘进入人体的最后一道防线，能够有效降低矿尘进入几率。该矿相关部门严格监督、检查个体防护用品的发放、使用，将个体防护用品的使用纳入规章制度，以制度约束员工养成正确使用个体防护用品的良好习惯，对于矿工身体健康具有积极作用。

4 综合防尘体系实施效果

通过综合分析井下空气中粉尘的来源，从而有针对性地进行技术研究，采取合理的技术手段，形成完善的综合防尘体系，一号煤矿井下空气质量有了明显的改善。

矿井全尘平均浓度下降了87%，呼吸性粉尘浓度下降了89.2%，此外，此方案使矿井防尘自动化水平达到90%以上，做到运输转载点、生产作业地点、运输巷的煤尘治理达到全部自动化，起到了良好的效果，保障了员工的身体健康。

5 结语

完善井下综合防尘体系的建设，是矿井职业危害防治的重要内容之一，通过采取综合防尘措施净化井下空气质量，降低了煤尘爆炸的危险性，改善了空气质量，在完善体系的基础上，还须做好以下几个工作：

1）提高职业危害综合防尘的认识，尤其是井下一线施工队伍管理人员的认识，保证综合防尘设施等能够随着系统的延伸及时补充；

2）加大综合防尘设施的检查力度，确保设施完好，尤其是自动化水平较高的各类设施，必须定期进行维护；

3）加大综合防尘设施的使用动态检查，确保各类设施能够在生产期间正常使用，只有这样，才能在体系建设完善的基础上，切实做好矿井“无尘化”开采，真正使职业危害健康体系建设落到实处。

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