掘进巷道综合防尘技术措施

于 泽

（山西新元煤炭有限责任公司，山西 阳泉 045000）

巷道在掘进过程中割煤、破岩、爆破、装煤、运输等施工工序都会产生大量的粉尘，污染了作业环境，威胁着作业人员身体健康，降低了工作面能见度；全煤巷掘进时产生高浓度的煤尘在外界火源的作用下很容易引发煤尘爆炸事故等。本文以山西新元煤炭有限责任公司3412回风顺槽为例，分析了巷道在掘进时主要采取的综合防尘技术措施，并对巷道采取措施后取得的应用效果进行分析。

1 概述

山西新元煤炭有限责任公司3412工作面回风顺槽位于井田四采区，巷道设计长度为1940m，为矩形断面，巷道断面规格为宽×高=5.2×3.2m，施工巷道沿3#煤层平行掘进，3412回风顺槽从西辅运大巷开口施工，巷道开口掘进60m后进行风桥挑顶施工，当巷道掘进90m后按设计拐弯施工回风绕道，为了便于3412回风顺槽前期辅助工程施工，巷道前期90m采用爆破施工，巷道在90～1940m采用综合机械化掘进施工。

2 3412回风顺槽施工原防尘措施分析

2.1 施工巷道原防尘措施

（1）炮掘施工防尘措施。3412回风顺槽在爆破施工时，采用型号为ZQC-50/2.5S气动手持式钻机干式钻孔，钻孔期间采用局部通风机进行通风除尘，巷道爆破施工后在巷道开口处进行喷雾洒水除尘。

（2）机掘施工防尘措施。3412回风顺槽机掘施工时，在巷道每隔200m安装一个吊挂式喷雾洒水装置，在所有运输设备转载位置安装喷雾洒水装置，割煤时在转载机切割头内安装洒水装置。在巷道掘进期间开启所有洒水装置进行巷道降尘、除尘。

2.2 存在的问题

（1）3412回风顺槽炮掘期间采用ZQC-50/2.5S气动手持式钻机及螺旋式麻花钎杆配套合金钢钻头进行钻孔，钻孔时主要利用静压风带动钎杆达到钻孔的目的，不具有喷雾洒水功能，在爆破钻眼期间工作面粉尘浓度大。

（2）巷道在爆破掘进期间工作面底板及巷帮浮煤较多，而巷道爆破瞬间会产生高温、高压冲击波，工作面浮煤在冲击波的作用下会产生高浓度的扬尘。

（3）由于3412回风顺槽回采煤层为3#石炭系煤层，煤层发育不稳定，煤尘挥发性大，巷道在机械化掘进期间会产生大量粉尘，不利于工作面安全稳定生产。

（4）巷道在掘进期间每隔200m安装一个吊挂式喷雾洒水装置，该装置主要吊挂在巷道顶板上，利用装置喷洒水雾从而起到降尘作用，但是施工巷道内风速大，洒水喷雾后很容易被风流吹散，降尘效果差。经通风部测定吊挂式喷雾洒水装置对巷道在3.0～3.5m范围内降尘效果相对较好，而在3.0m以下巷道内水雾覆盖量少，降尘效果差

（5）当巷道机械化掘进时掘进机安装洒水管路很容易被煤泥堵塞，经常出现无法洒水、水压不足等现象，同时在掘进破煤时煤尘浓度大，采用喷雾洒水进行降尘效果差，且长时间洒水会造成工作面积水量大，不利于工作面正常掘进。

3 3412回风顺槽综合防尘措施研究

为了进一步降低掘进巷道粉尘浓度，对3412回风顺槽掘进期间采取合理有效的防尘、降尘措施。

（1）湿式钻孔技术。为了降低施工巷道在爆破钻眼时产生的粉尘浓度，采用风水联合湿式钻孔技术，即在钻机压风管侧安装一趟静压水管，在开启钻机时使得风水同时进入钻杆内，在风压带动钻孔的同时钻头部实现洒水功能，从而实现湿式钻眼目的，有效降低钻眼产生的粉尘浓度。

（2）安装挡矸装置。为了避免工作面爆破产生冲击波造成巷道内机械设备损坏及产生高浓度扬尘，设计采用了一套可移动式挡矸装置，并安装在距爆破地点15m处，该装置可有效阻挡爆破时产生的冲击波及飞溅的煤矸石，降低冲击波造成巷道煤尘飞扬。

（3）煤层注水。为降低3#煤层在掘进期间煤尘浓度，决定在工作面进行短壁注水，施工注水钻孔，工作面每掘进15m布置一组注水钻孔，每组3个，注水钻孔布置在据巷道顶板1.5m处，钻孔间距为2.0m，注水钻孔施工完后采用高压注水泵对其进行注水，从而实现掘进煤层湿润作用，降低掘进期间煤尘挥发浓度。

（4）泡沫抑尘装置。为进一步提高掘进机割煤时降尘、除尘效果，采用泡沫抑尘装置代替掘进机传统洒水装置，该装置主要由喷洒装置、泡沫产生器、泡沫分配器、洒水管路等部分组成。在洒水管路里加入添加剂并在泡沫产生器里发生反应产生大量细小泡沫颗粒，从而抑制掘进时产生的粉尘。

（5）安装自动防尘水幕。在掘进巷道每隔300m安装一个自动防尘水幕代替原吊挂式喷雾洒水装置，自动防尘水幕主要由水泵（3kW）、旋转装置、过滤池、联锁开关、水帘、高压喷头以及感应器等部分组成，如图1所示。在正常情况下该装置利用高压喷头喷洒均匀水雾并形成水帘，从而实现捕尘目的。水帘捕尘后污水流入过滤池经过滤再次被利用。当巷道有大型设备或运输设备通过时经感应器与联锁作用可自动开启旋转水幕。

图1 3412回风顺槽自动防尘水幕断面图

（6）其他防尘措施。3412回风顺槽掘进后期为避免巷道浮煤过多产生扬尘，施工巷道每班开工前进行巷道冲洗。随着施工巷道不断延伸，采用每掘进500m安装一台局部通风除尘设备的方法提高通风除尘能力，同时在各设备转载地点安装封闭式洒水装置，降低运输产生的粉尘浓度。

4 施工巷道防尘效果分析

4.1 巷道原防尘措施效果分析

3412回风顺槽在采用综合防尘措施前，对炮掘期间巷道粉尘浓度进行测定，巷道在打眼期间最高粉尘浓度达940mg/m3，巷道爆破后工作面粉尘浓度最高达1410mg/m3，且工作面能见度不足7m。机掘期间巷道及工作面内粉尘最大浓度值达1233mg/m3，巷道综合防尘效果较差。

3412回风顺槽掘进前期因粉尘浓度大，造成设备操作失误4次，造成经济损失达32万元，且巷道掘进进度不足3.0m/d。

4.2 巷道采取综合防尘措施效果分析

3412回风顺槽采用综合防尘措施后，经测定工作面粉尘浓度控制在240mg/m3以下，大大降低了巷道掘进过程中粉尘浓度，同时施工巷道采取综合防尘措施后平均掘进进度达5.5m/d，有效提高了巷道掘进效率，降低了巷道掘进事故率。

5 结语

采取湿式钻孔技术、安装挡矸装置、煤层注水、安装泡沫抑尘装置、安装自动防尘水幕、转载地点安装封闭式洒水等综合防尘措施，有效降低了工作面粉尘浓度，保证了巷道施工安全，提高了巷道施工环境质量，取得了明显成效。