国家能源集团神东补连塔煤矿内蒙古鄂尔多斯市017000
摘要：综采工作面通风防尘是煤矿开采管理的重要内容，由于所处环境复杂，粉尘对职工身体与开采环境都造成较大伤害，鉴于此，采用科学的通风防尘技术具有重要意义。
关键词：综采工作面；通风防尘；防尘技术；煤矿通风
引言
井下粉尘作为井下生产的必然伴生产物,不仅是威胁矿井生产作业安全的主要因素,还会对回采作业人员的身体健康造成诸多负面影响。而且井下生产机械设备在矿井粉尘的长期影响下还极易出现各类故障,导致设备寿命周期缩短。
1综采工作面通风防尘的重要性
通风防尘是煤矿生产过程中一项重要的研究内容。做好通风防尘工作,不仅有利于保障煤矿工人的身体健康,还可有效防止煤矿重大安全事故发生,比如煤尘浓度过高、瓦斯爆炸等。目前,中国多数煤矿采用喷雾洒水防尘方式,但受水雾颗粒粒径、附着能力等因素影响,喷雾洒水降尘效果差,而且喷雾洒水后会造成采掘工作面污水量大,影响巷道质量标准化。就传统的综采工作面综合防尘技术而言，其多采用顺槽喷雾洒水措施、煤层注水以及机械喷雾洒水等措施，但事实证明，作面运行的过程中采用的传统防尘效果并未发挥出其应有的作用。积极探索综采工作面通风防尘的应用能够保证煤矿生产的有效进行，是当年井下作业安全生产的作业内容。
2工作面产生高质量浓度粉尘原因分析
以某煤矿2301工作面为例，第一，煤尘挥发性强。2301工作面回采煤层为石炭系煤层,呈破碎状,煤尘挥发指数为47%,属高挥发性煤尘;工作面采煤机割煤后煤体破碎严重,煤尘在风流作用下被带入工作面。第二，受放顶煤工艺影响。2301工作面回采煤层高度为6.43m,采煤机割煤高度为3.5m,放顶煤厚度为3.0m,在低位放煤时产生高浓度粉尘并涌入工作面,导致工作面粉尘质量浓度高。第三，受运输顺槽粉尘影响。2301运输顺槽内安装有一部DTL型带式输送机,输送能力为1500t/h,工作面回采时输送机运输量大,而运输顺槽中风流速度达2.0m/s,且该巷为进风巷,在高速风流作用下顺槽内粉尘被带入工作面。喷雾洒水效果差。2301工作面原防尘系统以静压水源作为降尘、捕尘源,由于静压水喷雾后水雾颗粒小且与粉尘的黏着性差,在风流作用下水雾集聚性差,对工作面底部粉尘的降尘效果不佳。
3综采工作面通风防尘技术应用
3.1通风安全的技术措施
第一，在对U型通风系统调整之前,首先要将通风系统两边巷道总回风巷和工作面范围内的所有工作人员全部撤出,要特别注意在巷道的各出口设置警戒,在警戒期间禁止所有人员进入调风区域。调整结束后必须在通风系统稳定工作三十分钟以上,并经过瓦斯监测技术人员测得各个地方的气体浓度在正常范围内时,才可以准许进入通风区域。在U型通风时,必须每天派专业的瓦斯监测技术人员对各个地方测量压力、风量等参数。第二，每月要对双风机的风电闭锁进行试验,并将试验结果记录下来,还需要对双电源进行自动切换,指定专人对均压风机、线路和开关等进行实时看管与维护,禁止随意停转风机。第三，在回风巷和均压风机处要设置监控摄像和专线电话,并要求安排专人看管风门,禁止将两道风门同时敞开。第四，当运转均压风机发生故障时,应该将原风机立即切换为备用风机,在此故障发生的期间正压通风区域内作业的所有人员必须停止作业。当故障被排除并恢复到正常运转风机后,工作作业的人员才可以恢复作业。第五，使用均压技术通风时,应该遵守以下的规定:在矿井通风工作中要有完善的风阻和区域风压资料、检测手段等;指定专人定期对采空区、空气温度、漏风方向、漏风量等进行观测及分析;对巷道中均压区域内的风流流动的状态进行经常检查。
3.2采用相应的防尘设备
首先，用于煤矿开采的吸尘器。采矿业中最常见的采样器类型是重量采样器。该装置被指定用于煤矿健康和安全法案的合规粉尘采样。它由恒流采样泵，尺寸选择旋风器和滤筒组成。对于采煤作业，采样泵应进行校准，以2lpm的速度运行。在金属/非金属采矿作业中，泵应以1.7lpm的速度运行。过滤器收集可吸入的灰尘，应由合格的实验室称重，以确定采样过程中收集的灰尘质量。灰尘的质量和采样的空气量用于计算可呼吸粉尘的浓度，单位为毫克/立方米。收集样品后必须确保旋风器组件保持直立位置，否则砂砾罐中的过大灰尘颗粒可沉积在过滤器上并使样品无效。另外，防尘监测仪。个人防尘监测仪（PDM）是另一个由NIOSH开发和测试的实时采样器，经MSHA批准用于地下煤矿，并已达到商业化生产。PDM使用锥形元件振荡微量天平（TEOM）来获得可吸入粉尘浓度的实时重量测量。TEOM是一个空心管，以已知频率振动，末端安装有过滤器。当可吸入粉尘沉积在过滤器上时，TEOM频率发生变化，这可能与粉尘浓度有关。PDM为佩戴者提供读数，该读数显示班次中该点的累积粉尘浓度以及已达到的允许暴露限制的百分比。佩戴者可以使用该信息来监控班次期间的灰尘暴露以防止过度曝光。采样器安装在标准帽灯外壳中，采样口位于帽灯处。
3.3泡沫抑尘技术措施
回采工作面中采用的泡沫抑尘装置主要是由泡沫分配器、半圆形喷洒机构、主机、压风管以及除尘器等几部分构成的。工作面上设置两套泡沫抑尘装置，一套设置于前切割头上，另一套则设置于后切割头上。采煤机割煤时，应在放水管中加入适量添加剂，混合均匀后导入泡沫产生器当中，之后再将高倍数泡沫直接喷洒到烟尘源头上。装置运行中产生了大量颗粒，且颗粒较细，具有良好的黏附性，因此切割作业可在泡沫中完成。在切割过程中产生的烟尘可以直接被泡沫颗粒所吸附，有效降低了煤尘扩散速度，减少了污染的产生，提高了工作面的作业质量。
3.4装置捕尘技术措施
传统的除尘措施很容易受到风流的影响，削弱整体除尘效果。基于此，技术人员通过不断的努力研究制定了自动循环水幕捕尘装置，该装置是由水帘、喷水装置、净水槽、污水槽、水泵以及进回水管路组成的，通过水泵将水槽中的水抽出，借助水帘，形成水幕，强化捕尘效果。污水入槽后可在短时间内沉淀，待其满足循环使用要求后，再一次进入水槽，确保水资源的循环利用。在回采工作面上，设置三个左右的自动循环水幕捕捉装置，分别安装在机头、机尾和工作面中间位置上，距离地面高度约3m左右，这样在工作面施工作业中，可及时开启捕尘装置，降低煤尘污染的影响。捕尘的过程中如出现水槽煤泥量超出正常水平的情况，则可及时采取有效措施进行控制和改进，快速替换水源。
3.5弱水防尘技术
通过名字我们就可想而知,弱水防尘技术的主要工具就是水,相关的工作人员通过使用少量的水来进行防尘工作,自从弱水防尘技术的开发并应用以来,在相当大的程度上节约了水资源,把水资源充分利用,并且使防尘工作得到了突飞猛进的发展,为防尘工作又提供了一种新的技术手段,不仅达到了节能环保的目的,还大大节约了资源,保护了环境,起到了双赢的效果。
结语
粉尘作为矿井生产中的必然产物之一,一直是威胁矿井生产安全和人员健康的重要因素,针对其开展有效的防治探究,在探明粉尘主要来源的基础上,采用针对性的防治手段,实现对粉尘产生的有效控制,是提升生产安全性、增强矿井综合效益的必要手段。
参考文献
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[2]张晓俊.东曲煤矿综采工作面综合防尘、防灭火技术应用[J].煤炭与化工，2018(11):107-109.
[3]王英虎．煤矿综采工作面综合防尘研究与应用[J]．煤炭与化工，2017(10):55-56.
作者简介：卞涛，1985年2月出生，安徽亳州人，研究生学历，工程师，现在补连塔煤矿从事技术管理工作。