關(guān)于礦井綜合防塵技術(shù)的分析研究

王延清

摘?要：礦井防塵工作歷來是礦產(chǎn)開采中的重要內(nèi)容，也是安全工作的難點(diǎn)環(huán)節(jié)之一。礦井中的大量粉塵不僅會(huì)對(duì)人體造成危害，還會(huì)誘發(fā)爆炸風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)重大的安全事故，從行業(yè)發(fā)展的角度而言，對(duì)于礦井綜合防塵技術(shù)的研究迫在眉睫?；诖?，本文對(duì)粉塵的界定與危害進(jìn)行闡述，并結(jié)合礦井的實(shí)際現(xiàn)狀對(duì)綜合防塵技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，從而推進(jìn)礦井綜合防塵技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)礦產(chǎn)開采行業(yè)的安全與持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：礦井;綜合防塵;技術(shù)分析

目前，隨著我國社會(huì)安全意識(shí)的提升，礦產(chǎn)開采行業(yè)在長(zhǎng)期的安全治理中成效顯著。然而，由于機(jī)械化應(yīng)用水平的提升，在礦井作業(yè)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，致使影響礦井作業(yè)安全的因素增多，也給礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的安全工作帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因此，目前最為緊迫的安全問題主要表現(xiàn)在礦井的粉塵領(lǐng)域，加大礦井綜合防塵技術(shù)的應(yīng)用，將有效改善礦井作業(yè)安全環(huán)境，為企業(yè)生產(chǎn)安全和作業(yè)人員安全提供安全保障。

1 礦井粉塵概述

1.1 粉塵的界定

礦井中由于使用機(jī)械化作業(yè)，并且空氣流通條件相對(duì)較差，粉塵的產(chǎn)生不可避免。礦井中的粉塵主要是指在空氣中長(zhǎng)時(shí)間懸浮的固體微粒，由于其質(zhì)量較輕、體積極小，能夠長(zhǎng)時(shí)間的在空間中懸浮。經(jīng)過實(shí)踐測(cè)定，礦井生產(chǎn)中無防塵措施條件下，井下綜放工作面粉塵的濃度可達(dá)2000-3000mg/m3，綜掘工作面粉塵濃度約為500-1000mg/m3，炮掘工作面粉塵濃度為50-100mg/m3。一般而言，礦井作業(yè)中所產(chǎn)生的10μm左右的粉塵，沉降時(shí)間約4-9小時(shí);1μm左右的粉塵沉降時(shí)間達(dá)數(shù)十天，而0.5μm左右的粉塵將長(zhǎng)期懸浮。[1]

1.2 粉塵的危害

礦井作業(yè)中所產(chǎn)生的粉塵具有較大的危害，其主要包括對(duì)作業(yè)人員的危害和作業(yè)安全的危害。礦井中粉塵粒徑較小，懸浮于空氣之中，且礦井空氣流通量低于地面，使作業(yè)人員井下大量吸入粉塵，長(zhǎng)些以往將對(duì)人體的肺部產(chǎn)生極大的危害，導(dǎo)致嚴(yán)重的肺部功能障礙和病變。另外，一般礦井作業(yè)中以煤礦開采為主，由于煤礦粉塵具有爆炸性，在達(dá)到礦井中粉塵量達(dá)到一定的濃度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生劇烈的爆炸而造成嚴(yán)重的安全事故。根據(jù)研究數(shù)據(jù)推算，礦井中粉塵濃度的安全下限為30-50mg/m3，上限為1000-2000mg/m3。其就爆炸力而言，300-500mg/m3為最強(qiáng)爆炸值，并且當(dāng)火源溫度為650-990℃時(shí)將會(huì)引發(fā)粉塵爆炸。

2 礦井綜合防塵技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 智能定位噴霧防塵控制系統(tǒng)

礦井中對(duì)綜采工作面智能系統(tǒng)的應(yīng)用將極大的提升防塵的效率，它利用安裝在采煤機(jī)、液壓支架等位置的無線檢測(cè)信息傳感器，將實(shí)時(shí)的粉塵濃度監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行傳輸，以對(duì)機(jī)械割煤、放煤及移架等作業(yè)位置實(shí)施實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)割煤、放煤及移架等作業(yè)位置的變化，選擇在作業(yè)風(fēng)流的下方實(shí)現(xiàn)數(shù)道噴霧的自動(dòng)順序的控制，并可根據(jù)變化提供延時(shí)功能，延時(shí)功能即根據(jù)機(jī)組先進(jìn)的速度及所需噴霧量的多少，進(jìn)行自動(dòng)的配置與調(diào)整，使噴霧開啟與關(guān)閉更加智能化，從而實(shí)現(xiàn)噴霧系統(tǒng)的自動(dòng)跟蹤式防塵、降塵，以更有效的控制采掘區(qū)的作業(yè)粉塵濃度，使礦井作業(yè)綜采工作面的粉塵濃度始終處于安全范圍，確保作業(yè)過程的安全。

2.2 礦井大功率除塵風(fēng)機(jī)

礦井通風(fēng)效果不佳是礦產(chǎn)開采中的常見問題，也是粉塵危害的主要原因之一。在綜掘工作面安全井下大功率除塵風(fēng)機(jī)，將有效的改善作業(yè)區(qū)空氣流通能力，使作業(yè)粉塵能夠快速的排出礦井。大功率除塵風(fēng)機(jī)可以在礦井作業(yè)過程中，依托綜掘機(jī)上的負(fù)壓風(fēng)筒的口進(jìn)入氣液分離箱，并依賴分離箱中的水霧對(duì)粉塵進(jìn)行加濕，形成水包塵類型的霧沫，并將霧沫送達(dá)絲網(wǎng)除霧器進(jìn)行分離吸附，在重力、液體張力等作用下使粉塵被收集，并隨著水滴被清除，在實(shí)踐測(cè)試中，大功率除塵風(fēng)機(jī)的綜掘工作面除塵率達(dá)97%，對(duì)呼吸性微粒的除塵率也達(dá)90%從而達(dá)到了礦井綜合除塵的目的。

2.3 井下噴漿除塵技術(shù)

井下噴漿技術(shù)原理相對(duì)簡(jiǎn)單，主要依靠空氣壓縮為動(dòng)力，它將水泥與沙粒按照科學(xué)的比例進(jìn)行混合，并利用高速噴射管理將其混合物噴灑至巷道表面，待其凝結(jié)后形成硬化保護(hù)層。然而在掘進(jìn)工作面所實(shí)施的錨噴作業(yè)中，時(shí)常會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，最高濃度可達(dá)600mg/m3，遠(yuǎn)超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于進(jìn)入噴漿除塵技術(shù)的運(yùn)用尤為必要。傳統(tǒng)的噴漿除塵主要采取增加防塵罩、安設(shè)水射流除塵風(fēng)機(jī)等措施，但由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)落后，風(fēng)機(jī)功率不足，使除塵效果不佳。為此，現(xiàn)今的進(jìn)入噴漿除塵引用更大功率的機(jī)械式除塵風(fēng)機(jī)，其吸風(fēng)量達(dá)到了300m3/min的標(biāo)準(zhǔn)，且加入三通除塵風(fēng)筒，使上料區(qū)域與噴漿作業(yè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)同時(shí)凈化，并且為進(jìn)一步提升除塵效果，改善巷道空氣質(zhì)量，在噴漿區(qū)域的回風(fēng)流一側(cè)小于20m位置安裝1道水幕，以實(shí)施回風(fēng)流的凈化功能。[2]

2.4 風(fēng)水高壓遠(yuǎn)程放炮自動(dòng)噴霧技術(shù)

礦井炮掘工作面防塵具有持續(xù)時(shí)間短，粉塵產(chǎn)生速度快、濃度高等特點(diǎn)，在除塵技術(shù)中需要充分考慮其特點(diǎn)，進(jìn)行有效的防塵技術(shù)應(yīng)用。槍口式噴霧裝置便是其中的典型代表，它主要采取聲控風(fēng)水聯(lián)動(dòng)組合模式，結(jié)合掘進(jìn)工作面的供水、供風(fēng)管路而成，并在噴霧槍管內(nèi)匯合噴射，并且噴霧過程中能夠隨意調(diào)整方向。在炮掘工作中，放炮所釋放出的沖擊波被傳感器接收后，轉(zhuǎn)換成微電子信息傳送到控制主機(jī)，此時(shí)主機(jī)根據(jù)信號(hào)將電磁閥開啟，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的自動(dòng)噴霧。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其噴霧距離最遠(yuǎn)可達(dá)30m，除塵率達(dá)到90%以上。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著礦井作業(yè)機(jī)械化程度的不斷提升，礦井綜合防塵技術(shù)的要求與標(biāo)準(zhǔn)也將隨之提高，加強(qiáng)礦井綜合防塵技術(shù)的研究與應(yīng)用，將有效的提升礦井除塵的效率，確保井下作業(yè)與人員的安全。當(dāng)前，在安全管理工作逐步滲透的背景下，礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)也逐步實(shí)施了企業(yè)綜合防塵技術(shù)規(guī)范，制定了詳實(shí)的安全標(biāo)準(zhǔn)，并且不斷加強(qiáng)防塵新技術(shù)的研發(fā)工作，井下綜合防塵技術(shù)將得到不斷的改善，礦井綜合防塵技術(shù)將成為安全生產(chǎn)的有利保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]李虎貴.礦井綜合防塵技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐[J].煤礦現(xiàn)代化，2017，（03）：41-43.

[2]陳立文.巷道掘進(jìn)工作面綜合防塵技術(shù)研究[J].山東煤炭科技，2017，（07）：66-68.