煤矿粉尘危害及综合防尘技术探讨

煤矿粉尘危害及综合防尘技术探讨

 范向阳

  潞新公司洗选分公司销售二车间，839003

摘要：煤矿粉尘是井下五大自然灾害之一，是严重威胁工人身心健康的因素。随着煤矿自动化生产技术的不断提升，煤矿粉尘的产生量越来越多，因此如何采取有效措施防治粉尘成为推动煤矿行业绿色发展的重要举措。本文在详细阐述煤矿粉尘危害的基础上，提出针对煤尘的综合防尘技术，以此为煤矿防尘工作提供经验参照。

关键词：煤矿；粉尘；危害；综合防尘技术

煤矿粉尘主要是在煤矿生产过程中产生的各种煤尘颗粒的总称。煤尘是矿井5大灾害之一，其主要集中在煤炭采掘作业生产、煤炭运输等环节。根据统计我国职业病中，其中88%以上的职业病属于尘肺病，尘肺病患者主要分布在煤炭行业。因此采取有效措施防止煤尘产生具有重要意义。

一、煤矿粉尘的危害

根据调查煤矿粉尘产生的原因主要是以下因素：煤矿企业在生产过程中防尘措施不到位，产生粉尘。例如在煤矿采掘作业中，由于采掘面和巷道风速过大，但是煤矿企业却并未采取煤层注水等措施，结果产生较多的粉尘；采掘面没有喷雾扫水装置，或者并未设置相应的除尘装置，导致粉尘产生量较多；作业人员不规范操作，导致粉尘较多。

结合工作经验，煤矿粉尘会产生较大的危害：（1）威胁作业人员的身心健康。煤矿粉尘对人体的危害是最直接的。例如作业人员长期在浓度较高的粉尘环境下作业会导致作业人员出现尘肺病，甚至会直接影响作业人员的生命安全。（2）引起安全事故发生。煤尘具有燃烧性和爆炸性，当井下煤尘浓度达到一定比例后就会在高温高压的环境下产生燃烧或者爆炸，煤尘爆炸时爆温可达2300-2500℃、火焰传播速度可达1120m/s以上、冲击波速度可达2340m/s，造成人员伤亡。例如2022年2月某煤矿发生煤尘爆燃事故，事故造成1人死亡，6人受伤。（3）降低煤矿作业安全性，增加工伤事故。煤尘不仅会容易引发安全事故，而且还会降低井下作业场所能见度，容易发生各种工伤事件。（4）影响煤矿机械设备正常使用。煤尘会加速煤矿机械设备转动部件的磨损，这样无疑增加了机械设备故障发生率。

二、煤矿综合防尘技术

实践证明煤矿粉尘具有严重的危害性，基于节能降耗、安全生产的要求，煤矿企业要结合煤尘发生的区域及原因，大力发展综合防尘技术，以此降低粉尘发生。

1.采煤工作面综合防尘技术

采掘工作面是产生煤尘的主要环节，也是防尘的重点。由于采煤工作面难以实施封闭式的除尘措施，因此依托大数据技术构建智能除尘控制系统（见图1）。其主要是在采煤机滚筒、液压支架、运输转载点以及回风流处布置传感器，以此实现对各工艺过程的动态感知，当煤尘浓度达到预定值后，系统就会发出预警，从而实现自动化控制。具体工作流程为安装在电液控远红外控制箱接受采煤机滚筒割煤、支架移架、放煤等动作时传感器发射的红外信号，并由接受系统对传输的信号进行自动识别，系统将识别的信号反馈给安装在煤矿机械中的喷头，喷头根据系统反馈的信号自动进行喷雾，以此实现对采掘面的自动化高效除尘操作。

2.工作面喷浆作业点综合除尘技术

喷浆作业面属于矿井进风巷道，在喷浆作业面传统的除尘措施难以达标，例如某煤矿由传统的潮喷式改为湿式喷浆作业后，虽然煤尘浓度有所减少，但是其并没有达到规定的要求。其主要原因就是由于采取过滤式的除尘方法会导致含尘气流中的煤尘堵塞滤芯、固化滤网。因此针对此种现象，煤矿企业可以采取在喷浆作业点采取非过滤式的除尘技术。具体就是设置工作面喷浆联动风力扩展非过滤式除尘装置，由采区供液中心全自动反冲式回液过滤系统提供高压水体，经过风力扩展式水膜除尘器的一次加压进行高压雾化处理后与喷浆机联动，实现工作面喷浆时对粉尘的高效抑除。非过滤式除尘装置主要包括非过滤式除尘风机、盘式雾化器、风流导向装置以及脱水器等部件。非过滤式除尘装置安装在操作人员的对侧，这样可以将高速旋转的压缩空气以加快的速度喷出，从而形成强大的汽水幕墙，从而有效遏制了煤尘的扩散，提高了除尘的效果。

3.掘进工作面综合除尘技术

掘进面综合除尘技术主要是针对掘进面煤尘发生较多的问题采取综合除尘措施：一是加强通风除尘。通风除尘主要是利用矿井通风系统，将采掘面产生的煤尘通过风力将其排除以此达到稀释采掘面煤尘的浓度。在使用通风除尘时需要注意风向，采取顺煤流方向的措施；二是湿式除尘综合技术。湿式除尘技术主要包括喷雾降尘、湿式凿岩、洒水除尘以及水泡泥等措施。但是在采取湿式除尘技术时存在水污染的现象，因此目前煤矿企业研发了基于掘进面的高效自清洁干式除尘装置系统，其主要是采取供液中心全自动反冲式回液过滤中心为喷雾和动力源，在掘进机头安装高压干雾装置，以此实现掘进面各煤尘源的智能化控制。自清洁干式除尘器系统（图1）主要包括干式除尘箱体、叠加层板式自清洁滤芯、除尘器全自动挪移装置以及PLC控制系统等。根据调查在掘进工作面风流的作用下，容易在掘进机的后方区域产生二次扬起，因此需要对该区域进行除尘操作。具体就是在掘进机的后面装置传感器监测系统，当传感器监测到煤尘浓度达到预定的值后，设置的自清洁干式除尘装置系统就会利用超声波将液态水雾化为1～10μm的细密气态超细水雾，这样可以有效凝聚粉尘，从而快速将分布在掘进面的煤尘沉降下来，从而达到高效除尘的效果。

图1：掘进工作面高效自清洁干式除尘器系统

三、煤矿综合除尘技术实施的保障措施

为了更好的推动综合除尘技术的发展，煤矿企业一方面要加强人才培训，提升作业人员的专业技能。基于综合除尘技术的应用，要求作业人员不仅要具备较强的环保意识，而且还必须要懂得如何使用综合除尘装置。因此煤矿企业要定期开展教育培训，增强作业人员的综合素养。例如基于自清洁干式除尘装置的使用，要求煤矿企业要及时开展操作技能培训工作，让作业人员熟练操作该装置的使用技巧；另一方面要加强资金投入，鼓励相关人员开展创新研究。基于煤矿生产技术的不断发展，煤矿企业要加强资金投入，引进高性能的除尘技术装备，建立奖励机制，激发作业人员科技创新的积极性。

总之，为了降低煤矿粉尘的危害性，煤矿企业要高度重视防尘工作，依托大数据技术等构建完善的综合除尘控制系统，以此提升粉尘治理效果，营造绿色、健康、安全的煤炭生产环境。

参考文献：

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[2]郭晨路.煤矿采掘输煤除尘技术问题及方案的优化[J].矿业装备2021（05）：150-151

[3]王卫星，任学禹.综合除尘系统在柳湾煤矿选煤厂的应用[J].山西焦煤科技2020（12）：50-54

作者简介：范向阳，男，新疆哈密，1990.02.04，本科，助理工程师，副主任，研究方向：煤矿机械、煤矿粉尘。