煤矿防尘降噪设施设计

煤矿防尘降噪设施设计

宇文利芳

内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司  内蒙古 呼和浩特市 010020

摘要：近年来，社会对煤矿资源的需求量增加，煤矿产 业得到了一定的发展，但也产生了一些安全隐患，影 响了煤矿正常的生产，其中最为常见的安全隐患就是 煤矿粉尘，其不但会对采掘机器和工作人员身体健康 造成不良影响，还容易引发粉尘爆炸事故。因此，研究 和探讨煤矿防尘降尘设施的改进措施具有非常重要 的现实意义。

关键词：煤矿；防尘降噪；设施设计

引言

矿井生产作业过程中，煤岩破碎产生大量粉尘， 煤粉尘浓度达到爆炸范围内，在有氧环境中遇到火 源将会形成粉尘爆炸，威胁井下工人生命安全；同时 工人大量吸入粉尘，严重危害其身体健康，煤矿工人 长期在粉尘浓度超标的环境中作业，容易患尘肺病。 随着矿井机械化程度和开采强度不断增强，采掘工 作面等作业场所产尘量不断增加，以前的矿井综合 防尘宗旨主要为预防煤尘爆炸，已无法满足矿井防 尘建设及职业健康需要。 目前煤矿井下粉尘主要来 源为采煤工作面、掘进工作面、锚喷及打孔作业点、 运输巷道、输送带转载点及其他作业区域。 针对不同作业场所及工艺的产尘特点， 大部分矿井在通风 降尘的基础上采用湿式喷雾降尘为主， 综采工作面 采用煤层注水、采煤机高压外喷雾、降柱移架喷雾、 放顶煤喷雾、采煤机引射喷雾等降尘方式，综掘工作 面采用长压短抽通风除尘、 泡沫除尘和掘进机高压 外喷雾等方式，回风巷采用断面喷雾和防尘网。

1 煤矿井下粉尘性质

一是粒径。粉尘颗粒呈不规则状，可根据粉尘颗 粒径对粉尘进行分类。在风流中，粉尘会发生向前或 横向扩散，粒径在 40 μm 以上的粗尘会迅速下沉，粒 径 10~40 μm 的粗尘会等速沉降，而 0.25~10 μm 粒 径的微尘会长期漂浮在巷道内。 二是分散度。分散度表示当量静区内粒径所占百 分比，粉尘分散度越大，则细微粉尘的占比就越高，对 人体危害越大，治疗难度也越高。 三是黏附性。粉尘的黏附性与环境温度、环境湿 度、粉尘粒径、风速等有关，除尘工作必须考虑的因素 之一就是粉尘的黏附性，从液体和颗粒间的黏附特征 出发实现降尘防尘。 四是湿润性。粉尘颗粒可分为亲水性和疏水性两 种，前者可通过湿式除尘法进行除尘，后者则可通过 高压喷雾与表面活性剂相结合的方式引起粉尘表面 张力变化，从而达到除尘效果。

2 综合治理掘进作业面方法

煤矿开采作业会受到许多因素影响，从而出现大 量粉尘，对于出现的粉尘如果没有采取针对性措施对 粉尘进行处理，将会导致煤矿开采作业无法顺利进 行。在进行粉尘防治时，可以通过各种先进技术手段 进行结合应用，采用综合防粉尘技术，一方面能够有 效提高防尘技术的应用效果，另一方面也能够提高防 尘质量，减少粉尘带来的危害。目前我国煤矿开采期 间，常用的防粉尘措施主要包括“水”、“风”、“净”、 “密”、“护”等方式，通过这些方式完成相应防护作业， 其中水和风是目前掘进工作面防尘作业的常见技术 措施。“水”指的就是在日常作业开展时，通过对水进 行应用，实现湿化处理的一系列作业，而“风”就是利用通风方式去除粉尘。“密”指的是对粉尘进行相对 抽离，需要注意的是，在进行抽离时，需要确保一定密 闭性，避免粉尘飞扬，向周围扩散，造成更严重危害。 此外，“护”和“净”指的是通过个性化防护和净化风流 方式实现对粉尘的有效防治，降低粉尘造成的危害。 对掘进工作面情况进行合理分析，依据分析结果制定 相应防尘防治措施，在实际治理时，涉及不同方面防 尘，例如，在工作面可以采取运输防尘、通风防尘等方 式对粉尘进行防治。同时，在进行粉尘防治时需要全 面结合具体情况，依据实际分析情况，最终选择出符 合需求的防尘技术，提高防尘效果。

3煤矿防尘降尘设施改进措施

3.1 通风排尘

煤矿开采企业可以运用通风系统，在风速和风量 足够大的情况下，带走悬浮的粉尘，从而避免过量粉 尘积累。在较快风速下，粉尘不易堆积在回采工作面， 便于粉尘的扩散；而风速太高时，会把沉积粉尘重新吹至空中，使粉尘浓度增加，所以，最好将风速设置为 每秒 1.5~2 m。

3.2 煤层注水降尘

煤层注水就是通过密封在钻孔内的注水管将水注 入钻孔内，使压力水沿煤层层理、节理、孔隙和裂隙 渗入到即将开采的煤层中，增加煤体内水分，使煤层 预先湿润，减弱开采时的产尘能力。预先湿润的煤层 能使浮游煤尘大量消除在生产之前，与其他捕集或稀 释等防尘方法相比，它是一种最为积极有效的防尘技 术，是一种治本的防尘方法，因此，在现代综合防尘 技术中占有重要地位。 煤层注水降尘的基本原理主要有以下几点：a)将 高压水注入煤体，使煤体预先湿润，将原生煤尘湿润， 使它在释放之前就失去飞扬能力；b)将高压水注入煤 体后，灯体裂隙和节理充满水分，煤体内部破碎面完 全被水吸附包裹，无细微粉尘产生；c)将高压水注入 煤体，改变了煤体的塑性指数、脆性指数等物理性能， 可有效降低煤尘的产生量；d)煤体注水湿润后，在后 续运输作业中处于黏滞状态，减弱了煤尘飞扬和扩散 的能力，从而达到了降尘的目的。

3.3综采工作面降尘技术

矿井通风是稀释作业地点粉尘浓度的主要方 式。 三道沟煤矿通过调整矿井通风系统和优化通风 系统，保证各采、掘工作面及硐室配风量，使井下采、 掘作业地点风速均满足最优排尘风速。 由于三道沟煤矿现开采煤层为可不注水煤层， 未开展煤层注水工作，截煤方式为一次采全高，没有 放煤工序，因此降尘措施有所改变。在综采工作面及 回风巷、输送带运输巷等主要产尘位置，采用以湿式 降尘为主的方式降低作业地点的粉尘浓度。 （1）采煤机滚筒截煤处是综采工作面最大的尘 源， 因此三道沟煤矿综采工作面在采煤机两摇臂上 另外增设 1 套高压外喷雾装置， 向截煤处进行加强 喷雾， 通过喷雾包裹滚筒， 减少截煤产尘向外部运 移，可提高降尘效果。 （2）采煤工作面降架、移架、顶板破碎煤体和采 空区垮落产尘为综采工作面第 2 大尘源。在综采工作 面移变列车处增加 1 台清水泵， 将采煤机冷却用水 和支架喷雾用水分离，既保证了采煤机内、外喷雾用水，又提高了支架喷雾压力，有效降低了架间产尘。工 作面每台支架上安装 1 组喷雾架，实现降架、移架自 动开启喷雾；同时每 10 架安装 1 套负压诱导除尘装 置，固定于支架顶梁，利用压风系统供给风压在喷嘴 的出口处形成负压区域，将周围空气中的粉尘吸入负 压区域，再通过水幕将粉尘进行捕捉，实现降尘的目 的。

3.4运煤系统防尘技术

在煤矿开采期间，经常需要采用皮带进行运输作 业，在运输过程中会产生大量粉尘，为了实现对粉尘 的控制，营造一个良好的生产环境，可以将喷雾装置 安装在的皮带底部，一般来说，应当每间隔 500 m 安 置 1 道皮带喷雾装置，通过对该装置进行应用，能够 完成对皮带正反两个方面的喷雾，从而使能够保持湿 润，最大程度减少由于皮带震动而产生的粉尘量。将 防尘罩安设在皮带转载点，采用不可燃性材料全面封 闭皮带转载点，进而达到控制粉尘飞扬和扩散目的， 此外，通过对防尘罩内部设置的喷雾设施进行应用， 从而达到降尘目的。对于安装在装载喷雾点和底皮带 喷雾装置，两者与矿用自动洒水降尘装置主控箱进行 配合应用，联动控制皮带与底皮带喷雾装置。

结束语

治理煤矿粉尘危害属于一项复杂而长期的过程， 煤矿开采企业可以通过喷雾洒水等措施，降低煤矿作 业过程中的粉尘浓度，使工作人员的作业环境得到有 效改善，从而最大限度地减小工作人员患呼吸道疾病 的概率，切实保障工作人员身体健康，避免发生煤矿 爆炸等安全事故，保证煤矿生产安全。

参考文献

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