國(guó)外煤礦粉塵控制技術(shù)

在煤礦的生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，如機(jī)采、綜采、炮采、回采、錨噴、裝運(yùn)、選煤等工序，均可產(chǎn)生大量的粉塵，工人長(zhǎng)期在高煤塵濃度的環(huán)境中作業(yè)，吸入呼吸性煤塵可引起塵肺，嚴(yán)重危害著煤礦工人的身體健康。因而，必須采取有效措施加以控制。
一、國(guó)外煤塵控制技術(shù)介紹
在國(guó)外，煤礦生產(chǎn)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的煤塵，主要采取以下技術(shù)控制措施，降低煤塵污染的程度。
1.煤層注水
煤層注水是利用水的壓力通過(guò)鉆孔把水注入既將回采的煤層中，使煤體得到預(yù)先濕潤(rùn)，以便減少采煤時(shí)浮游煤塵的產(chǎn)生量。這種措施降塵效果較好，一般可降低粉塵濃度60%~90%左右。長(zhǎng)鉆孔注水方式具有煤體濕潤(rùn)均勻、濕潤(rùn)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，外都作為主要的注水方式優(yōu)先選用。國(guó)外采用注水降塵的工作面數(shù)量占總工作面數(shù)量的百分比很高，而我國(guó)采用煤層注水的工作面數(shù)量則較低。這一差距不是由于注水技術(shù)或設(shè)備所致，而是由于對(duì)治理粉塵的管理不嚴(yán)，對(duì)有效的注水技術(shù)措施推廣不力造成的。有些國(guó)家在煤層注水中加濕潤(rùn)劑或氯化鈣，提高了濕潤(rùn)程度和降塵的效果。前蘇聯(lián)已研制出測(cè)定煤層注水前后的煤層水分的儀器。
2.噴霧降塵
噴霧降塵是向浮游于空氣中的粉塵噴射水霧，通過(guò)增加塵粒的重量，達(dá)到降塵的目的。這一技術(shù)的關(guān)鍵是噴嘴要能形成具有良好降塵效果的霧流。有些國(guó)家研制出系列噴嘴，美國(guó)和前蘇聯(lián)等國(guó)家還在確定霧流參數(shù)方面進(jìn)行了大量研究，并建立了噴嘴檢驗(yàn)中心，保證噴嘴的生產(chǎn)質(zhì)量和使用效果。
3.利用除塵器除塵
采用除塵器將空氣中的粉塵分離出來(lái)，從而達(dá)到凈化空氣含量的目的。目前，國(guó)外一些主要產(chǎn)煤國(guó)家都在煤礦井下廣泛用除塵器進(jìn)行除塵。美國(guó)采用了除塵風(fēng)機(jī)、濕式纖維除塵器、小旋風(fēng)除塵器等設(shè)備。英國(guó)在掘進(jìn)巷道及掘進(jìn)機(jī)上采用了濕式洗滌除塵器和濕式過(guò)濾除塵器。前蘇聯(lián)在掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)或急傾斜煤層、回風(fēng)巷等處采用了濕式旋流除塵器和吸塵泵。德國(guó)在破碎機(jī)處、轉(zhuǎn)載點(diǎn)、掘進(jìn)機(jī)上采用了干式布袋除塵器。國(guó)外的除塵設(shè)備一般體積大、較笨重，但除塵效率高，消音效果好，處理污染風(fēng)量大。
4.泡沫除塵
泡沫除塵的效果好，一般可達(dá)90%以上，尤其對(duì)5mm以下的呼吸性粉塵，除塵率可達(dá)80%以上。泡沫除塵同噴霧灑水除塵相比，其耗水量減少1/2以上。這種除塵技術(shù)自20世紀(jì)50年代問(wèn)世以來(lái)，一些主要產(chǎn)煤國(guó)家如美國(guó)、前蘇聯(lián)、波蘭等在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，并已研究出定型的符合安全衛(wèi)生和使用要求的廉價(jià)發(fā)泡劑。還根據(jù)不同的塵源要求，研究出不同型號(hào)的泡沫除塵配套系列設(shè)備。
二、不同作業(yè)崗位的防塵措施
1.掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)的防塵
懸臂式掘進(jìn)機(jī)在巷道作業(yè)時(shí)，一般采用開(kāi)式除塵系統(tǒng)，主要的防塵措施有：噴霧灑水、水空氣噴射器除塵。國(guó)外很多國(guó)家是將除塵器安裝在掘進(jìn)機(jī)上進(jìn)行除塵，也有些國(guó)家如德國(guó)、奧地利是將除塵器安裝在掘進(jìn)機(jī)后面20~30m處，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)前移時(shí)，除塵器定期向前移動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，在大斷面巷道掘進(jìn)時(shí)，采用除塵器滯后移動(dòng)的方式。當(dāng)工作面需要處理污染風(fēng)量較少時(shí)，將除塵器安置在掘進(jìn)機(jī)上的方式較多。采用這些方式，可使工作面粉塵濃度降低90%左右。
2.打眼放炮作業(yè)的防塵
打眼放炮時(shí)能產(chǎn)生大量粉塵，粉塵濃度高可達(dá)600mg/m3以上。外一般采用濕式打眼、放炮后噴霧灑水、水幕凈化等措施。在國(guó)外，許多國(guó)家是采用濕式除塵器、水空氣噴射器及環(huán)形灑水措施，來(lái)凈化放炮時(shí)產(chǎn)生的炮煙和粉塵。
3.錨噴支護(hù)作業(yè)的防塵
在錨噴支護(hù)作業(yè)中，可產(chǎn)生大量粉塵，有的高達(dá)600mg/m3以上。目前，國(guó)外多數(shù)國(guó)家是通過(guò)改進(jìn)錨噴工藝來(lái)消除粉塵的產(chǎn)生。德國(guó)主要采用氣力自動(dòng)輸送、機(jī)械攪拌、濕噴機(jī)噴射等措施，來(lái)降低錨噴支護(hù)作業(yè)時(shí)的粉塵濃度，都收到較好的降塵效果。
4.回采工作面的防塵
為減少回采工作面產(chǎn)生的粉塵量，除必須采用預(yù)先濕潤(rùn)媒體的措施外，還應(yīng)采取以下防塵措施：
(1)對(duì)采煤機(jī)的截割結(jié)構(gòu)選擇合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作參數(shù)。德國(guó)、英國(guó)等對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，找出了各參數(shù)之間的相互關(guān)系，控制了煤塵的產(chǎn)塵量。
(2) 在采煤機(jī)上設(shè)置合理的噴霧系統(tǒng)。滾筒采煤機(jī)一般均安置內(nèi)、外噴霧，即從安裝在滾筒上的噴嘴噴出水霧和從安裝在截割部的固定箱、搖臂或擋板上的噴嘴噴出水霧進(jìn)行降塵。噴嘴的布置方式及數(shù)量，噴嘴的選型，合理的噴嘴參數(shù)，這些與降塵效果的關(guān)系都極為密切。國(guó)外對(duì)采煤機(jī)的噴嘴系統(tǒng)和降塵效果極為重視，嚴(yán)格按照噴霧參數(shù)的要求供水，因而降塵效果普遍較好。
(3)對(duì)自移式液壓支架設(shè)置合理的噴霧系統(tǒng)。目前有些煤礦采用在控頂區(qū)內(nèi)安設(shè)噴嘴的方法，降低移架時(shí)產(chǎn)生的高粉塵濃度。在國(guó)外，有些國(guó)家已實(shí)現(xiàn)降架時(shí)進(jìn)行噴霧自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行降塵。
(4)采用佳排塵風(fēng)速和合理的通風(fēng)技術(shù)。佳風(fēng)速隨煤的水分增加而升高，一般在1.5~4m/s之間。采用下行通風(fēng)可以有效地降低回采工作面的粉塵濃度。
5.炮采工作面的防塵
炮采工作面的防塵必須采用濕潤(rùn)煤體、濕式打眼、水泡泥、沖洗煤壁、轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧及采用佳排塵風(fēng)速等綜合措施，才能降低作業(yè)面的粉塵濃度。
6.裝載運(yùn)輸時(shí)的防塵
國(guó)外一般在裝巖機(jī)上安裝自動(dòng)噴霧灑水裝置，在裝車點(diǎn)安裝自動(dòng)噴霧裝置、利用濕潤(rùn)管濕潤(rùn)溜煤眼中的煤炭。或者使用密閉罩、半密閉罩將塵源密封起來(lái)，從下部將含塵空氣抽至除塵器中凈化。國(guó)外一般采用康夫洛自動(dòng)噴霧灑水裝置，在下落煤高度大的地方，裝設(shè)密閉罩或除塵器除塵，從而達(dá)到凈化空氣的目的。
7.罐籠倒煤作業(yè)時(shí)的防塵
國(guó)外一般采用自動(dòng)噴霧灑水措施，抑制煤塵的飛揚(yáng)。還采用將產(chǎn)塵點(diǎn)*密閉，從下部將含塵空氣抽出進(jìn)行凈化處理，從而降低翻籠作業(yè)時(shí)揚(yáng)起的大量粉塵。
三、個(gè)體防護(hù)措施
目前，國(guó)外的個(gè)體防護(hù)用具有自吸式防塵口罩、過(guò)濾式送風(fēng)防塵口罩、氣流安全帽等。由于重點(diǎn)突出，使用面廣，對(duì)保護(hù)礦工的健康起到了積極的作用。個(gè)體防護(hù)措施的阻塵效率高，是解決礦山粉塵危害問(wèn)題的重要技術(shù)措施。