以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施,永

作者:企业发展

目前我国煤炭开采以井工开采为主,按1998年煤炭产量构成,井工矿开采的煤炭产量占93%。由于井下采煤空间狭小,工作地点多变,通风效果差。因此井下采煤、掘进、转载、运输过程中,产生大量粉尘,严重污染井下环境。 为了搞好采煤工作面的粉尘防治,有效降低其粉尘浓度,必须针对井下不同尘源采取相应的治理措施,以达到对粉尘进行综合治理的目的。 1 井下粉尘的特性与危害 煤矿井下粉尘是指在煤矿生产中产生的微细煤尘和岩尘的总称。煤矿井下粉尘具有如下特性: 粉尘表面吸附一层空气薄膜,阻碍粉尘间或水滴与粉尘间的凝聚沉降。 粉尘的分散度增大,吸附在其表面的氧分子增多,加快了粉尘氧化分解过程。 细微岩尘由于表面积增大,岩尘中的游离二氧化硅很容易溶解于人体肺细胞中。 采掘工作面产生的新鲜粉尘较回风道中的粉尘易带电。 由于粉尘具有这些特性决定了以下危害:易引起尘肺;易引起燃烧和爆炸;高浓度粉 尘能加速机械磨损,缩短精密仪器的使用寿命。 2 井下粉尘污染的治理 2.1 采煤工作面粉尘的治理 采煤工作面是煤矿产尘量最大的作业场所,为了搞好采煤工作面粉尘的防治,有效降低其粉尘浓度,必须针对采煤工作面的不同尘源采取相应的防治措施,以达到对粉尘治理的目的。 采煤机径向雾屏降尘。在采煤机摇臂上靠近滚筒部分,加一直的和弧形的金属管连接器,在其上焊6~9个喷座并安装喷嘴。每个喷嘴的流量5L/min,向喷嘴供应10MPa以上的压力水,这样在滚筒靠人行道侧形成一道径向雾屏,对控制和降低滚筒产生的粉尘有较好的效果。 采煤机高压外喷雾降尘。其主要原理是利用高压减小雾粒的浓度,提高雾粒密度、飞行速度、引射风量、涡流强度及带电量,增加了雾粒与尘粒的碰撞机率。高压外喷雾可使总粉尘降尘率达到90%以上。 破碎机转载点粉尘的治理。破碎机防尘有两种措施,即封闭破碎机,避免粉尘外扬(出口用软胶带);在密闭的基础上安装小除尘器,进行抽尘净化。 转载点一般采用喷雾降尘的方法,可用触控液压控制器实现与设备同步的自动喷雾降尘,也可应用与破碎机相同的声波雾化和荷电喷雾降尘。 溜煤眼粉尘的治理。溜煤眼矿尘的控制,关键在于溜煤眼的设计,一般应将溜煤眼布置在回风侧。如因条件限制需设在进风巷道附近时,也应将溜煤眼布置在主要进风巷道的绕道中。溜煤眼口距绕道口的距离应大于冲击风流最大距离(60~100m)。此外,还要采取溜煤眼口密闭、喷雾洒水和通风排尘等综合防尘措施。 2.2 掘进工作面粉尘的治理 凿岩时粉尘的治理。机械凿岩是矿山井下生产过程中的主要产尘源之一,机械凿岩时所产生的矿尘浓度除和矿岩的物理化学性质有关外,主要取决于生产强度等。除矿山井下普遍使用的湿式凿岩降尘及干式孔口捕尘和孔底捕尘外还有泡沫除尘。泡沫除尘技术是一种高效、简便、经济、易操作的新技术。其原理是:在水中加入一定比例的泡沫除尘剂,通过一套机械装置,得致使水的表面张力小于3.5×10-5N/cm2的泡沫溶液。由于将水发泡,不仅节省了大量用水,而且造成了多界面润湿条件,使矿尘增湿并成泥浆,提高了对呼吸性粉尘的捕获率,使其达到90%以上。 爆破作业时粉尘的治理。爆破作业是产尘最集中的生产工序,且其产生的浮游尘粒比干式凿岩时还要细微。因此矿尘的自然沉降速度慢,不利于缩短作业循环时间,其污染影响范围可达几十米甚至上百米。爆破作业的产尘量主要与炸药数量、爆破方法和矿尘物理性质及湿润程度有关。 矿山井下广泛采用水封爆破降尘,水封爆破的降尘率可达60%,且对除去呼吸性粉尘有较好的效果。另外,水封爆破还有降低炮烟(约70%)、减少有毒有害气体(约37%~46%)、降温(约0.5~1.0℃)等作用。此外,还有喷雾降尘、水幕降尘等措施。 装岩时粉尘的治理。除常用的喷雾洒水降尘外还有以下两种:①运输机水电连锁降尘,在运输系统所有装载点、转载点,可根据矿尘大小安设定点喷雾装置,进行经常或不定时喷雾洒水。当运输距离较长时,最好采用水电连锁装置,即输送机启动运转时,控制喷雾阀门的电磁阀自动打开,实现喷雾洒水。②矿车运输自动洒水降尘。采用喷雾洒水的办法浇洒矿车,考虑到矿车运输不连续的特点,矿山多采用机械传动自动控制方式,实现矿车通过时喷雾器工作,矿车通过后喷雾停止。 收尘措施。控制机掘工作面含尘气流向巷道外扩散是一种利用气流的附壁效应,将原压入式风筒供给机掘工作面的轴向风流改变为沿巷道壁运动的旋转风流,并使用风流不断向机掘工作面推进。在掘进司机工作区域的前方建立起阻挡粉尘向外扩散的空气屏幕,封锁住掘进机工作时产生的粉尘;除尘器将工作面的含尘风流吸入吸尘罩,由除尘器净化,从而提高机掘工作面的收尘效率。 2.3 风流净化措施 当入风井巷和采掘工作面的风源含尘量超过0.5mg/m3时,应采取风流净化措施。矿井风流净化分为主进风源净化和局部地点的风流净化两种。对于主进风源,首先要防止地表粉尘进入地下,保护入风质量。当入风流含尘量超标时,可采用水幕净化或静电除尘等措施。对于井下局部尘源的净化,要求采用的除尘装置具有体积小、效率高、阻力小,能有效地除去细微尘粒及工作可靠等特点。 3 煤矿井下防尘科学管理展望 在机械化采掘作业和运输、转载过程中,都要产生大量粉尘,危害十分严重。目前的防降尘技术已远远满足不了日益严重的尘害治理需要。近几年来,英国研制出的吸尘滚筒,已在英国煤矿50%以上的长壁工作面推广使用。 为适应新世纪采矿工业的发展,建立安全、清洁的作业环境,对呼吸性粉尘的控制,是煤矿防尘工作的主要发展方向。我们应在吸收国外防尘技术先进经验的基础上,重点发展适合我国煤矿生产条件的吸尘滚筒、高压水辅助切割降尘技术、高压或超高压喷雾降尘、干式布袋除尘技术、声波雾化除尘技术、预荷电降尘技术等。 另外,利用生物技术制造成的生物聚会物等新材料,可做成低阻力、高阻尘率的个体防护用具,防止呼吸性粉尘及其它有毒、有害气体进入人体,保护人体健康。 王文 桂祥友 王国君

亚洲城,矿山综合防尘是指采用各种技术手段减少矿山粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度,以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。大体上将综合防尘技术措施分为通风除尘、湿式作业、密闭抽尘、净化风流、个体防护及一些特殊的除、降尘措施。一、通风除尘通风除尘是指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出,降低作业场所的矿尘浓度,因此搞好矿井通风工作能有效地稀释和及时地排出矿尘。决定通风除尘效果的主要因素是风速及矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等。风速过低,粗粒矿尘将与空气分离下沉,不易排出;风速过高,能将落尘扬起,增大矿内空气中的粉尘浓度。因此,通风除尘效果是随风速的增加而逐渐增加的,达到最佳效果后,如果再增大风速,效果又开始下降,如图11-4-1所示。排除井巷中的浮尘要有一定的风速。我们把能使呼吸性粉尘保持悬浮并随风流运动而排出的最低风速称为最低排尘风速。同时,我们把能最大限度排除浮尘而又不致使落尘二次飞扬的风速称为最优排尘风速。一般来说,掘进工作面的最优风速为0.4~0.7m/s,机械化采煤工作面为1.5~2.5m/s。《规程》规定的采掘工作面最高容许风速为4m/s,不仅考虑了工作面供风量的要求,同时也充分考虑到煤、岩尘的二次飞扬问题。二、湿式作业湿式作业是利用水或其它液体,使之与尘粒相接触而捕集粉尘的方法,它是矿井综合防尘的主要技术措施之一,具有所需设备简单、使用方便、费用较低和 除尘效果较好等优点。缺点是增加了工作场所的湿度,恶化了工作环境,能影响煤矿产品的质量,除缺水和严寒地区外,一般煤矿应用较为广泛,我国煤矿较成熟的经验是采取以湿式凿岩为主,配合喷雾洒水、水封爆破和水炮泥以及煤层注水等防尘技术措施1.湿式凿岩、钻眼该方法的实质是指在凿岩和打钻过程中,将压力水通过凿岩机、钻杆送入并充满孔底,以湿润、冲洗和排出产生的矿尘。2.洒水及喷雾洒水洒水降尘是用水湿润沉积于煤堆、岩堆、巷道周壁、支架等处的矿尘。当矿尘被水湿润后,尘粒间会互相附着凝集成较大的颗粒,附着性增强,矿尘就不易飞起。在炮采炮掘工作面放炮前后洒水,不仅有降尘作用,而且还能消除炮烟、缩短通风时间。煤矿井下洒水,可采用人工洒水或喷雾器洒水。对于生产强度高、产尘量大的设备和地点,还可设自动洒水装置。喷雾洒水是将压力水通过喷雾器(又称喷嘴),在旋转或冲击的作用下,使水流雾化成细微的水滴喷射于空气中(如图11-4-2)所示,它的捕尘作用有:①在雾体作用范围内,高速流动的水滴与浮尘碰撞接触后,尘粒被湿润,在重力作用下下沉;②高速流动的雾体将其周围的含尘空气吸引到雾体内湿润下沉;③将已沉落的尘粒湿润粘结,使之不易飞扬。原苏联的研究表明,在掘进机上采用低压洒水,降尘率为43%~78%,而采用高压喷雾时达到75%~95%;炮掘工作面采用低压洒水,降尘率为51%,高压喷雾达72%,且对微细粉尘的抑制效果明显。 ** 掘进机喷雾洒水掘进机喷雾分内外两种。外喷雾多用于捕集空气中悬浮的矿尘,内喷雾则通过掘进机切割机构上的喷嘴向割落的煤岩处直接喷雾,在矿尘生成的瞬间将其抑制。较好的内外喷雾系统可使空气中含尘量减小85%~95%。 ** 采煤机喷雾洒水 采煤机的喷雾系统分为内喷雾和外喷雾两种方式。采用内喷雾时,水由安装在截割滚筒上的喷嘴直接向截齿的切割点喷射,形成“湿式截割”;采用外喷雾时,水由安装在截割部的固定箱上、摇臂上或档煤板上的喷嘴喷出,形成水雾覆盖尘源,从而使粉尘湿润沉降。喷嘴是决定降尘效果好坏的主要部件,喷嘴的形式有锥形、伞形、扇形、束形,一般来说内喷雾多采用扇形喷嘴,也可采用其它形式;外喷雾多采用扇形和伞形喷嘴,也可采用锥形喷嘴。综放工作面喷雾洒水①放煤口喷雾放顶煤支架一般在放煤口都装备有控制放煤产尘的喷雾器,但由于喷嘴布置和喷雾形式不当,降尘效果不佳。为此,可改进放煤口喷雾器结构,布置为双向多喷头喷嘴,扩大降尘范围;选用新型喷嘴,改善雾化参数;有条件时,水中添加湿润剂,或在放煤口处设置半遮蔽式软质密封罩,控制煤尘扩散飞扬,提高水雾捕尘效果。②支架间喷雾支架在降柱、前移和升柱过程中产生大量的粉尘,同时由于通风断面小、风速大,来自采空区的矿尘量大增,因此采用喷雾降尘时,必须根据支架的架型和移架产尘的特点,合理确定喷嘴的布置方式和喷嘴型 号。③转载点喷雾转载点降尘的有效方法是封闭加喷雾。通常在转载点(即回采工作面输送机与顺槽输送机连接处)加设半密封罩,罩内安装喷嘴(,以消除飞扬的浮尘,降低进入回采工作面的风流含尘量。为了保证密封效果,密封罩进、出煤口安装半遮式软风帘,软风帘可用风筒布制作。④其它地点喷雾由于综放面放下的顶煤块度大,数量多,破碎量增大,因此,必须在破碎机的出口处进行喷雾降尘。3.水炮泥和水封爆破水炮泥就是将装水的塑料袋代替一部分炮泥,填于炮眼内,如图11-4-5所示。爆破时水袋破裂,水在高温高压下汽化,与尘粒凝结,达到降尘的目的。采用水炮泥比单纯用土炮泥时的矿尘浓度低20%~50%,尤其是呼吸性粉尘含量有较大的减少。除此之外,水炮泥还能降低爆破产生的有害气体,缩短通风时间,并能防止爆破引燃瓦斯。水炮泥的塑料袋应难燃,无毒,有一定的强度。水袋封口是关键,目前使用的自动封口水袋。装满水后,和自行车内胎的气门芯一样,能将袋口自行封闭。水封爆破是将炮眼的爆药先用一小段炮泥填好,然后再给炮眼口填一小段炮泥填好,两段炮泥之间的空间,插入细注水管注水,注满后抽出注水管,并将炮泥上的小孔堵塞。三、净化风流净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设施或设备,将矿尘捕获的技术措施。目前使用较多的是水幕和湿式除尘装置。1.水幕净化风流水幕是在敷设于巷道顶部或两帮的水管上间隔地安上数个喷雾器喷雾形成的,如图11-4-7所示。喷雾器的布置应以水幕布满巷道断面尽可能靠近尘源为原则。净化水幕应安设在支护完好、壁面平整、无断裂破碎的巷道段内。一般安设位置为:①矿井总入风流净化水幕:距井口20~100m巷道内;②采区入风流净化水幕:风流分叉口支流里侧20~50m巷道内;③采煤回风流净化水幕:距工作面回风口10~20m回风巷内;④掘进回风流净化水幕:距工作面30~50m巷道内;⑤巷道中产尘源净化水幕:尘源下风侧5~10m巷道内。水幕的控制方式可根据巷道条件,选用光电式、触控式或各种机械传动的控制方式。选用的原则是既经济合理又安全可靠。2湿式除尘装置所谓除尘装置(或除尘器)是指把气流或空气中含有固体粒子分离并捕集起来的装置,又称集尘器或捕尘器。根据是否利用水或其它液体,除尘装置可分为干式和湿式两大类。目前常用的除尘器有SCF系列除尘风机、KgC系列掘进机除尘器、TC系列掘进机除尘器、mAD系列风流净化器及奥地利Am-50型掘进机除尘设备,德国SRm-330掘进除尘设备等。四、个体防护个体防护是指通过佩戴各种防护面具以减少吸入人体粉尘的一项补救措施。个体防护的用具主要有防尘口罩、防尘风罩、 防尘帽、防尘呼吸器等,其目的是使佩戴者能呼吸净化后的清洁空气而不影响正常工作。1.防尘口罩矿井要求所有接触粉尘作业人员必须佩戴防尘口罩,对防尘口罩的基本要求是:阻尘率高,呼吸阻力和有害空间小,佩戴舒适,不妨碍视野,普通纱布口罩阻尘率低,呼吸阻力大,潮湿后有不舒适的感觉,应避免使用。2.防尘安全帽煤科总院重庆分院研制出AFm-1型防尘安全帽或称送风头盔与LKS-7.5型两用矿灯匹配,在该头盔间隔中,安装有微型轴流风机1、主过滤器2、预过滤器5,面罩可自由开启,由透明有机玻璃制成,送风头盔进入工作状态时,环境含尘空气被微型风机吸入,预过滤器可截留80%~90%的粉尘,主过滤器可截留99%以上的粉尘。经主过滤器排出的清洁空气,一部分供呼吸,剩余气流带走使用者头部散发的部分热量,由出口排出。其优点是与安全帽一体化,减少佩戴口罩的憋气感,3.AYH系列压风呼吸器AYH系列压风呼吸是一种隔绝式的新型个人和集体呼吸防扩装置。它利用的矿井压缩空气在经离心脱去油雾,活性炭吸附等净化过程中,经减压阀同时向多人均衡配气供呼吸。目前生产的有AYH-1型、AYH-2型和AYH-3型三种型号。 关键词:防尘矿山综合

二、回采、掘进工作面除尘

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我矿主要从事煤炭生产,在生产作业过程中,会产生大量的煤尘,在此环境下,作业工人长期接触煤尘,会引起尘肺、煤肺等职业病。粉尘包括煤尘和岩尘两类,煤尘主要来源于采掘工作面,由于采煤过程中,造成煤炭的破碎和运动以及煤炭装载、转载、卸载、仓储等过程中产生煤尘。岩尘主要是岩石巷道掘进过程中产生的。煤矿粉尘产生的因素有自然因素和技术因素,对矿尘防治应采取“预防为主、综合防治”的措施。但具体的尘源点应根据粉尘产生的不同原因采取不同的防治方法。防尘工作的原则是尽量减少浮游粉尘的产生,将粉尘消灭在尘源地点,防止飞扬和进入风流中,使已经浮游的粉尘降下来,搜集清除,将剩余的粉尘用足够的风量加以稀释,但又要防止因风速过大,使已沉积的粉尘重新飞扬。

规程允许的范围内,并尽量靠近最优排尘风速。为控制风速,设计在各进风巷道和回风巷道风量变化较大的地方设有风速监测探头,连续检测各巷道的风速和风量,使风量在满足各用风地点所需量的同时,尽量降低风速。

完善矿井防尘供水管路系统,健全井下防尘设施,井下各运输系统如工作面运输机头、转载点、煤仓等必须安设喷雾洒水装置,并保持正常使用,对各处的喷雾洒水装置和管路要加强管理,防止堵塞和漏水,并保证足够的水量。

等量分流器 DF-3 10台

根据通风质量标准化标准和矿井综合防尘标准及检查评定办法,矿要配备足够的专业防尘人员,并经过专门培训,能胜任本职工作。

快速接头 20 个

2009年5月

n---湿润系数 取3

3、湿式作业:井下风钻、煤电钻均采用湿式打眼,水炮泥爆破。同时,在掘进井巷和硐室时,必须采取冲洗井壁巷帮,爆破喷雾、装岩洒水和净化风流等综合防尘措施。

注水速度取1.5m3/h,注水时间约0.2h左右,全工作面注水时间估算5.0h,现场注水时,可以用快速水分测定仪或观察注水范围内的煤壁,“出汗”渗水作为煤体充分湿润的标志。

4、 注水设备

封孔器 YPA-120 15个

四、井下消防洒水系统

2009年5月

钢制三通 20 个

永安煤矿(采煤、掘进工作面)综合防尘管理措施

在回采工作面上下顺槽及掘进工作面内,装煤点下风方向15-25m处,均设置一道风流净化水幕。

M---煤层平均厚度m 取2.62m

巩义市大峪沟永安煤矿

钻孔长度:L=2.5m

=1.2×3%×2.5×3×4.62=1.25t

对接触煤尘人员,要定期进行身体检查,对尘肺病患者要做到早发现早治疗。

2、注水参数

煤层注水设计

2、冲洗巷壁、清扫和刷白巷道:设计要求在放炮前后对距工作面30m范围内巷道进行冲洗,冲洗时,对巷帮、顶部、底部及巷道支架均要冲洗干净,水压一般为300~400KPa。井下巷道定期进行清扫和刷浆工作,并运出巷道内沉积的粉尘。井下主要巷道及硐室用石灰水或水泥石灰水,将巷道刷白,以减少煤尘和通风阻力。其方法为生石灰∶水=1∶2.5或水泥∶石灰∶水=1∶2∶10(体积比),使用时用压气搅拌和加压,喷刷到巷道周壁上,要求浆膜均匀,厚度约0.2mm,一般刷浆工作每半年一次。

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