煤矿巷道掘进的综合降尘及防尘探究

姚德标

摘要：高浓度的粉尘会大大增加煤矿巷道掘进施工安全风险，极有可能会酿成安全事故，危害现场工作人员的生命财产安全，因此必须要采取科学合理的降尘及防尘措施，降低粉尘浓度，创造安全的作业环境。本文将对煤矿巷道掘进粉尘来源加以分析，并提出优化煤矿通风系统以及降尘防尘的有效举措，希望能够在煤矿巷道掘进施工中起到参考和借鉴的作用，从而为煤矿开采的顺利高效开展奠定坚实的基础。

Abstract： High concentration of dust will greatly increase the safety risk of coal mine roadway construction， which may cause safety accidents and endanger the safety of life and property of field workers. Therefore， it is necessary to take scientific and reasonable dust prevention measures to reduce dust concentration and create a safe working environment. This paper will analyze the source of dust in coal mine roadway， and propose effective measures to optimize coal mine ventilation system and dust prevention. It is hoped that it can play a reference and reference role in the construction of coal mine roadway， thus laying a solid foundation for the smooth and efficient development of coal mining.

关键词：煤矿巷道;掘进;综合降尘;防尘

Key words： coal mine roadway;tunneling;comprehensive dust reduction;dustproof

中图分类号：TD714                                        文獻标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）30-0131-02

0  引言

一般来说，煤矿巷道掘进施工中的防尘降尘措施是比较多的，在不同环境和条件下采用的方法理应有所差异，这样才能在保证煤矿开采效率和质量的同时，进一步降低粉尘浓度，维护生产的安全性，现场工作人员的人身安全也将免于遭受威胁。虽然在煤矿巷道中普遍建设有通风系统，但是部分通风系统的性能较差，通风方式不合理，不能够将粉尘浓度加以有效降低。为了转变这一现状，必须要加强对通风系统的优化，使之功能得到最大化的发挥，进而对粉尘起到抑制作用，最大程度的降低煤矿巷道掘进施工安全风险，为煤矿企业经济利益提供可靠保障。

1  煤矿巷道掘进粉尘来源分析

1.1 煤矿粉碎作业  爆破作业在煤矿巷道掘进施工中是比较常见的，通过破坏原有的煤层结构，将大体积煤炭变小，以便于将煤炭顺利运输出去，这是煤矿开采的一个基本要求。然而在对煤矿进行粉碎时经常会滋生大量的粉尘，这会影响到施工人员视物，增加施工的危险性，而长期吸入粉尘会导致施工人员罹患各类呼吸道疾病。据调查显示每年因此类症状死亡人数高达上万，可见在煤矿巷道掘进中采取防尘降尘措施是非常必要的。

1.2 机械设备的运用  现如今机械化生产在煤矿开采中备受推崇，各种机械设备的应用大大减轻了施工人员的劳动强度，提高了煤矿开采效率，但是也引发了一些新的问题，最为突出的就是粉尘浓度的大幅上升。发生这一现象的原因在于煤矿巷道掘进所用机械设备导致岩层破碎，截齿与岩层的反复碰撞会让粉尘在岩层表面积聚，随着施工的推进粉尘就会逸散到空气中，这是煤矿开采中火灾和爆炸事故频发的罪魁祸首。

1.3 煤矿巷道支护施工  对煤矿巷道进行支护可以保持岩层结构的稳定性，防止坍塌事故的发生，较为普遍应用的是液压支架，需要随着煤矿巷道掘进进行移动和调整，这就导致顶板荷载并非一成不变，而是发生了明显变化，空气中的粉尘就会随之增加，能见度的下降会让施工人员频频出现失误操作，煤矿开采风险也会急剧上升。

1.4 煤矿运输  煤炭通常需要通过传送带进行运输，在装载和运输过程中也会产生不少的粉尘，有些煤矿企业为了扩大自身经济效益会超负荷使用运输设备，将体积和重量较大的煤炭放置在传送带上，煤炭与传送带的摩擦是产生粉尘的重要原因之一;此外，装载煤炭时施工人员用力过猛，或者是煤炭从高处落到传送带上，也会有较大的概率会增加粉尘量。

2  煤矿通风系统优化路径

优化煤矿通风系统是防尘降尘的一个有效措施，可以让煤矿开采环境更加安全，人员伤亡事件的发生几率也会大幅下降，充分满足了新时期煤矿开采要求，煤矿企业利益也能快速提升。具体而言，煤矿通风系统的优化需要从以下几个方面着手：

2.1 应用先进的煤矿通风技术  科学技术的进步发展使得各类先进技术手段被应用到各行各业中，国民经济因而保持着高速发展态势，目前在煤矿巷道通风系统中所用的技术可谓多种多样，根据煤矿开采环境选择合适的通风技术，能够取得非常显著的成效，将粉尘浓度控制在允许范围内。以局扇通风技术为例，这类技术的应用对局扇有着严格的要求，不仅需要局扇能够具有较大的风量和较小的噪音，而且要坚固、耐用，更为重要的是局扇的防爆性能也要达到一定的标准，这样局扇通风技术才能在煤矿巷道掘进中发挥效用。因为局扇的功率相对较大，所以每个采掘面所用局扇数量通常不超过两个，局扇的型号也要符合煤矿开采的要求，以达到防尘降尘的作用。

2.2 转变煤矿通风方式  从当前煤矿通风方式来看，往往并未根据煤层倾向角度、粉尘浓度和井田面积等因素进行合理性的选择，使得煤矿巷道掘进施工的安全性较低，施工成本较高，煤矿企业的利益也会有所削减。各种煤矿通风方式的适用范围如下所示：首先，中央并列式通风方式适用于井田面积不大的通风系统中，但是通风系统的线路过长，系统运行过程中也会持续受到阻力，在使用时需要加以注意;对角式通风方式适用于井田面积较大的煤矿中，而煤层较深的则要优选混合式通风方式，这样煤矿巷道掘进施工中通风系统的运行就会更加稳定，将会不断有新鲜空气流入矿井，有利于遏制粉尘的大量滋生。

2.3 矿井通风量的合理分配  矿井通风量的大小对于防尘降尘有着重大影响，实际上在煤矿巷道掘进中并不是通风量越大效果就越好，而是要根据矿井各个地区粉尘浓度对通风系统的通风量加以计算，既要降低系统运行能耗，又要将粉尘从井内迅速排出，唯有如此煤矿开采才能保质保量开展，煤矿企业取得效益也会更为可观。通常情况下，煤矿开采的推进会造成粉尘的不断增加，相应的需要更大的风量能够将粉尘稀释，说明通风系统的通风量是动态变化的，要求工作人员能够定期计算矿井需风量，调整通风系统运行参数，争取将粉尘浓度控制在较低范围内，从而为煤矿开采的可持续进行创造有利条件。

2.4 煤矿通风系统设计优化  煤矿通风系统结构往往是比较复杂的，包含有多个设备和管道，加强通风系统设计是强化系统功能，提高通风系统运行稳定性和安全性的有效途径，因此需要对煤矿通风系统设计进行优化，针对传统设计弊端加以改进，能够在煤矿巷道掘进施工中发挥对粉尘的抑制作用。考虑到矿井内部面积较大，单独一台风机是不能够满足通风需求的，所以在煤矿通风系统中经常是两台风机同时运行，致使倒机停风现象屡见不鲜，风机就不能够稳定运行，矿井通风量较小，粉尘浓度将会升高。对于此类情况的解决对策为，在煤矿通风系统中设置平式百叶窗，以达到平衡点风量的目的，煤矿巷道掘进施工中产生的粉尘就会被快速排出，而不会滞留在矿井内部危害施工效率和人员安全了。

PLC的应用可以促使煤矿通风系统更加智能化、自动化，只需要将控制指令输入到PLC中即可实现对通风系统的自動控制，无需工作人员手动操作系统，主观因素引起的风险事故将会被扼杀在萌芽之中。而且PLC对通风系统中各类设备的管控更加精准，在通风系统中安装有传感装置，当粉尘浓度超过预定标准时系统就会自动启动，直到达到临界值以下。同时在系统设备出现故障时也能够及时发出预警，让工作人员可以快速准确的找到故障点，恢复通风系统的良好运行，这是信息时代下通风系统优化的一个新思路，可以将工作人员从繁琐的通风系统管理工作中彻底解放出来，煤矿巷道掘进施工也会焕发出新的气象。

3  煤矿巷道掘进施工中的防尘降尘措施

①使用机械设备进行作业时不可避免的会产生粉尘，此时可以用除尘器+高压喷雾装置开展防尘降尘工作，喷雾压力不能低于3.5MPa，否则就无法起到对粉尘的去除作用。虽然运用上述装置可以显著提高煤矿开采的安全性，但是这些除尘设备的频繁使用会加大其故障概率，因此煤矿企业应该安排专人负责对这些装置进行保养和维护，以免在需要使用时发现设备存在故障，影响到除尘效果。比如说将水质过滤后输送到喷嘴，防止水中的杂质造成喷嘴的堵塞，还要给喷雾装置提供足够的压力。

②根据煤矿企业制定的设备管理制度对除尘设备进行维护管理，譬如说在使用除尘器降低空气中的粉尘时，在开机前、使用中、关闭后都要按照相关要点进行操作，开机前要接通电源，将除尘器调整到喷雾状态;使用中严格遵循使用手册，不能有丝毫差错;关机除尘器时则要查看过滤网和污水箱，确定没有破损和脏污情况后进行保管，避免受到环境因素影响出现故障问题。

③通过煤层注水和打眼锚杆支护作业来进行防尘。首先利用湿式液压钻机进行打眼，增加空气湿度，抑制粉尘滋生;接下来使用干式孔口捕尘器，该综合捕尘方法效果较好，对于施工人员技术水平没有过高要求，是一种新颖的煤矿巷道掘进施工的防尘降尘措施。

④在掘进巷道内部按技术要求铺设防尘管路，同时安设巷道净化水幕和转载点喷雾，在煤矿巷道掘进前用高压注水方式，配合高压外喷雾装置、除尘风机进行彻底的降尘、防尘。另外，还要加强煤矿巷道掘进施工安全管理水平，将上述工作落实到位，保证降尘效果。

⑤在喷射机后方安装除尘器，借助除尘器来实施抽尘净化，要依据巷道风向设置吸尘罩位置，保证吸尘罩与巷道顶部锚杆呈90°直角，锚喷支护作业与上料口位置相互距离2～4m。此时，采用负压风筒衔接除尘器，保证除尘器前部连接吸尘罩，后部与风筒连接。

⑥尽量降低装载点落差，可以考虑装设溜槽或导向板，优化风流净化水幕位置。一旦喷雾装置发生故障无法启动时，可以采用净化水幕来配合装载运输运转点，实现有效防尘。水幕喷头高度设置要保证倾斜角在35°以内，提高水幕的除尘喷雾降尘效果。

⑦煤矿巷道掘进的防尘工作还要加强个体防护与定期检测，现场全体人员必须佩戴个体防护用具，如自吸式防尘口罩或过滤式送风防尘口罩等;并定期对人员身体状况进行了解，患病者将不能从事一线生产。另外，还要做定期呼吸性粉尘的检测，评估施工作业现场环境，及时发现和处理粉尘超限问题。

4  结语

综上所述，粉尘浓度过高会给煤矿巷道掘进施工带来一系列的负面效应，会影响到施工人员操作的准确性，危害他们的身体健康。煤矿企业必须要采取综合性的防尘降尘措施，减少矿井内部有毒有害气体含量，为煤矿开采提供安全防护，让施工人员能够在良好的环境下进行煤矿生产作业，在此情况下煤矿生产必然会保持连续性和高效性，给煤矿企业创造更多效益，煤矿企业的可持续健康发展也会真正成为现实。

参考文献：

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