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摘要：近年來伴隨煤礦的機械化程度逐步提高，使井下掘進和采煤作業點空氣中的粉塵濃度很高，因此，解決采掘工作面的粉塵問題刻不容緩。為有效治理礦塵災害，系統研究了當前國內的主要采用的除塵技術，并指出這些除塵技術適用性。降低煤礦井下總粉塵濃度，對實現煤礦的安全、高效生產以及確保職工的安全與健康有著重要的意義。

關鍵詞：煤礦；粉塵濃度；除塵技術

1降低采掘工作面粉塵濃度的多重意義

作為礦山五大自然災害之一的微小顆粒煤炭粉塵，它不僅影響了井下一線職工的身體健康（造成塵肺病），更嚴重的是當粉塵和氧氣的濃度比達到一定界限時導致重特大事故（煤塵爆炸）的概率劇增，其危害程度不言而喻，給礦職家庭、煤企和國家遭受巨大的災難和損失。煤塵濃度過高不但影響了井下采掘面空氣質量，也使得工人可見度降低，這給一線工人操作帶來不便，增加了發生工傷事故的概率。相比瓦斯爆炸，煤塵爆炸產生的沖擊力能量更強，燃燒持續的時間更長，產生一氧化碳更多等特點。

2降低采掘工作面粉塵濃度的技術手段

2.1二次負壓降塵技術

通過在采煤機上加裝二次負壓降塵裝置及配套供水系統，證實了KCP—2F型采煤機二次負壓降塵裝置是適合我國煤礦井下各種類型采煤機使用的高效除塵系統[1]。采煤機二次負壓降塵器系統，利用設置在工作面的由高壓水泵、供水自動控制水箱組成的高壓泵站，將靜壓水(低壓)轉化為高壓水并通過沿順槽至工作面敷設的高壓管路輸送到布置在掘進機的負壓二次除塵裝置;負壓二次除塵裝置將供給的高壓水，轉化成控制掘進機產塵源向外擴散的汽霧流屏障和局部含塵風流凈化除塵系統。高壓汽霧流屏障阻止和減少粉塵向外擴散并且進行凈化;局部含塵風流凈化除塵系統是指掘進機的除塵裝置噴出高壓水的同時產生負壓將煤塵吸到裝置附近就地凈化，從而實現了對掘進機割煤產塵的負壓二次降塵的目的。掘進機負壓二次降塵器是適合我國煤礦井下各種類型掘進機使用的高效除塵系統。具有如下特點，所配高壓水泵結構緊湊、體積小、單位水功率高，方便煤礦井下運輸；供水自動控制水箱適應供水壓力高，可保證使用過程中水箱供水水位穩定，水滿后自動關閉進水閥，水位下降后自動恢復補水，無須人工控制；二次負壓降塵裝置同時具有攔截粉塵外溢的汽霧流屏障和含塵氣流凈化系統，裝置體積小，安裝方便、維護容易，能夠實現對采煤機割煤產塵的有效控制；配套高壓泵即可用于高壓噴霧，也可用于工作面注水；若用于采煤機，二次負壓降塵器成對使用，二次負壓降塵器分別設置在采煤機的前后滾筒搖臂后，分別降塵;用于綜掘機則只是單個使用，耗水量小一半；調節降塵裝置上的緊固螺釘，可使降塵裝置實現在垂直面上一定范圍的上下旋轉，調節噴霧扇形的上下覆蓋范圍，以適應采煤機滾筒高度隨煤層高度變化的特點；對于有高壓水的工作場所，只安裝二次負壓降塵器即可實現該場所的噴霧降塵。主要用于煤礦井下需要高壓噴霧降塵的場合，是各類掘進機、采煤機綜采綜掘工作面采用高壓噴霧降塵的關鍵設備之一。用于高瓦斯礦井還具有沖淡截割滾筒附近瓦斯聚集的作用。適應于煤礦井下風速小于20m/s的任何作業場所，主要是綜采，綜掘工作面。

2.2超聲霧化除塵技術

超聲波技術能夠在化學反應的介質中能夠激發或促進許多化學反應、加快化學反應速度，甚至還可以改變某些化學反應的方向。基于此，超聲霧化除塵技術不需要將含塵氣流抽出后再加以處理。大功率超聲波流體處理系統由超聲波振動部件和超聲波專用驅動電源：超聲波振動部件主要包括大功率超聲波換能器、變幅桿、發射頭，用于產生超聲波振動，并將此振動能量向液體中發射。換能器將輸入的電能轉換成機械能，即超聲波。其表現形式是換能器在縱向作來回伸縮運動，振幅一般在幾個微米。這樣的振幅功率密度不夠，是不能直接使用的。變幅桿按設計需要放大振幅，隔離反應溶液和換能器，同時也起到固定整個超聲波振動系統的作用。工具頭與變幅桿相連，變幅桿將超聲波能量振動傳遞給工具頭，再由工具頭將超聲波能量發射到化學反應液體中。超聲霧化除塵技術，先后在兗礦、硯北礦以及晉煤集團等多個礦井成功應用并取得較好的效果。

2.3泡沫除塵技術

泡沫除塵的技術特點可分為7類[2]，（1）可防止粉塵向外擴散。泡沫能夠無縫覆蓋采掘機的切割滾筒，在泡沫體內完成切割；（2）液體形成泡沫后，增加了其與粉塵的接觸，提高了除塵效率；（3）液膜中的添加劑可大幅度降低水的表面張力，提升濕潤粉塵的速度；（4）泡沫具有很好的粘性，粉塵和泡沫接觸后會迅速被泡沫黏附。（5）對于高瓦斯礦井，泡沫覆蓋切割滾筒能有效抑制由于切割產生的火花，防止瓦斯和煤塵爆炸。（6）耗水量小，避免了水霧除塵耗水量大而引起的綜掘機沉陷，提高了工作效率。（7）主要設備采用強力磁鐵固定，安裝、拆卸、維護方便。

2.4通風除塵技術

目前應用較廣、效果較好的一項除塵技術措施。通風除塵系統通常可分為三種類型，就地式、分散式以及集中式。通風除塵通常是在采掘面塵源處附近設置吸塵罩，利用風機作動力，將生產過程中產生的粉塵連同運載粉塵的氣體吸入罩內，經風管送至除塵器進行凈化，達到排放標準后再經風管排入大氣。2.5煤層注水采用這種除塵方法，除塵率一般在57%~81%、總粉塵濃度可減少至74%~86%以及呼吸性粉塵濃度縮減64%以上。基于采盤區的巷道巷道布置和相應的采煤方法，以及煤層的賦存情況，掌子面采用單向鉆孔布置，沿煤層均勻布置鉆孔。巷道中，距底板約1.3m的位置布置鉆孔扣，采用直徑65mm的鉆孔，其長度為130m，間距20m。為確保鉆孔始終在煤層內，布置鉆孔時，確保其角度與煤層角度大致相同。封孔的深度范圍為2m到10m，采用流量為0.5m3/h，壓力為1.0MPa的水泥砂漿封孔方式。根據實際情況中的煤層注水壓力大小，選取相應的注水方式，即，注水壓力較大時，選用動壓注水方式；注水壓力較小時，選用靜壓注水方式。淮南礦業集團潘一煤礦綜放工作面在回采過程中，采用煤層高壓注水降塵法降低工作面煤塵濃度的技術和取得效果。

3結論

近年來伴隨煤礦的機械化程度逐步提高，使井下掘進和采煤作業點空氣中的粉塵濃度很高，致使采掘工易患塵肺病。煤礦確保生產的同時，需要積極發展安全生產技術，引進先進的除塵技術從而使井下一線工人的作業條件得到改善，確保職工的安全與健康，最終實現安全、高效生產。

作者:崔存海 單位:鶴礦集團職工大學

參考文獻:

[1]王振平，金泰，曲天智.滾筒采煤機防塵技術的實踐與認識[J].煤炭科學技術，1999，27（6）：16-19．

[2]秦占法，王永珍，韓三鋒.采煤機負壓二次降塵技術的研究與應用[J].煤，2008，17（10）：59-78．