煤矿粉尘的防治措施有哪些？

  井下主要产生粉尘的地点有：采掘工作面、运煤系统转载点、胶带输送机以及刮板输送机等运送过程中。为了能够更好的保证矿工的身体健康，降低职业病的发生率，给井下工人创造一个良好的工作环境，采取以下防尘和降尘措施。

  冲淡和排除矿尘是矿井通风的基本任务之一。合理的选择和控制通风参数，是搞好防尘工作的重要措施。

  决定通风除尘效果的重要的因素是风速，当风速过低时，排尘量较小，且粗粒矿尘将与空气分离下沉而不能及时排出。当风速较大时，能使落尘扬起，增加了巷道中的矿尘量，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，除尘效果又开始下降。所以，排除井巷中的浮尘要在一定的风速范围内。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。

  净化风流是使井巷中的含尘空气通过特定的设备或设施时，将粉尘捕获而使风流净化的技术措施。净化风流的目的主要是提高风质，一般要求矿井进风流中粉尘浓度不应大于0.25mg/m2，采区进风流中粉尘浓度不应大于0.5mg/m2。目前较常用的净化风流方法是在巷道（或风筒）中装设喷雾器或采用湿式除尘风机。

  喷雾器的布置应以巷道整个断面都布满水雾、形成水幕为原则，并尽可能安装在靠近产尘的地点，以缩小含尘空气弥漫的范围。

  风筒中设水幕时，喷雾器的安装应使喷出的水雾迎着含尘风流方向，以提高降尘效果。

  湿式除尘是利用水或其它液体，使之与尘粒接触而达到分离捕集粉尘目的的方法。这是我国煤矿常用的综合防尘措施，它最重要的包含湿式凿岩、喷雾洒水以及水封爆破与水泡泥等技术措施。

  湿式凿岩是一种湿式作业方法，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，用以湿润、冲洗和排出产生的矿尘，从而大幅度减少井巷空气中的含尘量。湿式凿岩的降尘效果十分显著，降尘率一般可达90％以上。因此，湿式凿岩是目前岩巷掘进普遍采用的有效防尘措施。我国许多矿区的采煤工作面也正在积极推广湿式煤电钻打眼（称之为湿式钻眼），已取得了良好效果。

  湿式凿岩的降尘效果主要根据供水方式、水质、水压、水量以及添加的润滑剂。

  供水方式分为中心供水方式和侧向供水方式。中心供水方式是指水通过胶皮软管进入凿岩机后部，沿着机膛内的水钎再进入针子中心孔内，然后经过钻头的出水眼到达钻孔底部的供水方式。侧向供水方式是指水不通过机体，而是通过凿岩机前端直接安装在钎尾的一个供水套和钎尾上的小孔进人钎子中心孔的，再经过钻头的出水孔进人钻孔底部的供水方式。实验表明，侧向供水的防尘效果和凿岩速度较中心供水为佳。

  水质的好坏主要指水中固体悬浮物含量的多少。固体悬浮物愈多，湿润钻粉的能力越低，而且还可能会引起水针堵塞，中断作业。《规程》规定：防尘用供水均应过滤。水采矿井和水采区不受限制。

  水压直接影响供水量的大小。水压高能保证对孔底的冲洗作用，但是水压过高有可能从钎尾返水，冲洗机腔内的润滑油，阻止活塞前进，甚至会损坏凿岩机。水压较小又达不到较好的除尘效果。因此，在实际中水压的大小还需进一步研究。

  水量系指钻眼时送达眼底的有效水量。单位时间内送达钻孔底部的水量的多少是直接影响湿式凿岩降尘效果的重要的条件。供水量要足够，生成的矿尘在与空气接触前能立即被水包围和湿润，这样就会防治矿尘和空气接触而使矿尘表明产生吸附气膜影响湿润效果。水量越大，与水接触的时间越长，则湿润效果越好。

  在水中添加湿润剂，能够更好的降低水的表面张力，提高和煤尘的接触能力，湿润剂还能大大的提升矿尘的湿润速度，提高降尘效果。

  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，矿尘就不易飞起。在炮采炮掘工作面，爆破时能产生大量粉尘和有害化学气体，还能使已经沉降的粉尘再度飞扬，污染空气。因此，爆破时一定要采取喷雾洒水措施，以达到降尘、消烟和溶解有害化学气体的功效。对掘进工作面而言，要求在距工作面5~8m的巷道顶部设置喷雾装置，一般按煤巷、半煤岩巷及岩巷分设1、2、3道喷雾装置，在爆破时打开闸门进行喷雾。

  喷雾洒水将压力水通过喷雾器在旋转或冲击作用下，使水流雾化成细散的水滴喷射于空气中。在雾体作用范围内高速流动的雾滴与尘粒碰撞接触后，尘粒被湿润，在重力作用下下沉，由于沉落的尘粒被湿润粘结，所以使之失去飞扬能力，而且在此过程中，不但增加煤的水分，降低煤尘爆炸性，而且在发生爆炸时，还可以阻止爆炸火焰的传播。因此，《规程》规定：采煤机一定得安装内、外喷雾装置。截煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不小于2MPa，外喷雾压力不小于1.5MPa，喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾装置异常喷雾，外喷雾压力不小于4MPa。无水或喷雾装置损坏时必须停机。液压支架和放顶煤采煤工作面的放煤口，一定得安装喷雾装置，降柱、移架或放煤时同步喷雾。破碎机一定得安装防尘罩和喷雾装置或除尘器。《规程》规定：掘进机作业时，应使用内、外喷雾装置，内喷雾装置的使用水压不小于3MPa，外喷雾装置的使用水压不小于1.5MPa;如果内喷雾装置的使用水压小于3MPa或无内喷雾装置，则一定要使用外喷雾装置和除尘器。《规程》规定：井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、输送机转载点和卸载点，以及地面筛分厂、破碎车间、带式输送机走廊、转载点等地点，都必须安设喷雾装置或除尘器，作业时进行喷雾降尘或用除尘器除尘。

  根据试验，影响喷雾降尘效果的决定因素是雾滴粒径、水粒与尘粒的相对速度、供水流量以及供水压力。

  雾滴粒径是指雾滴的直径大小，单位用微米（μ m ）表示。雾滴粒径是影响喷雾洒水降尘效果的重要的因素。雾粒越小时，在空气中分布密度越大，与矿尘相互碰撞机会越多，捕尘效果越好。但是雾粒过小，容易气化，而且和尘粒接触后，由于重量不大而无法沉降。实验表明，对于粒径小于5μ m 的浮尘，雾滴粒径在40~50μ m 时捕尘结果最佳。一般雾滴粒径在10~200μ m 范围内降尘效果较好。

  雾滴与尘粒的相对速度决定着粉尘与雾滴的接触效果，雾滴运动速度越快，则动能越大，与尘粒碰撞时有利于克服水的表面张力，使尘粒迅速湿润降落。但是速度过快，尘粒与水接触的时间缩短，也会降低捕尘效果。

  供水压力将会影响流量和雾粒的相对速度，压力大时，将会增加尘粒与水粒的碰触、湿润、凝聚，有利于尘粒的湿润降落。

  当雾滴不变的情况下，供水流量越大则降尘效果越好。这是因为流量的增加将提高雾滴的运动速度和密度，从而增加了雾粒与尘粒的碰撞的机会，使湿润效果提高。

  除此之外，单位体积空气中的耗水量越多，捕尘效果越好；巷道中的粉尘的密度越大，则捕尘效果越好。最后，粉尘的湿润性也是影响捕尘效果的一个主要的因素。易湿润的粉尘被水湿润的可能性越大，则捕尘效果越好。

  （1）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%。

  （2）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。

  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，在水中添加湿润剂，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。

  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增大，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。

  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。为了能够更好的保证密封效果，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。

  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。

  水封爆破和水炮泥是由钻孔注水湿润煤体演变而来的，它是将注水和爆破结合起来，借助炸药爆破时产生的压力将水强行注入（压人）煤体中，这样不但可以提高捕尘效果，气化的水还可消除炮烟，溶解由于炸药爆炸而产生的有害化学气体（如二氧化氮）。而且由于水是不可压缩的流体，所以在爆破压力的作用下，水还能强行渗入煤层中有助于提高爆破效果。

  1、水封爆破水封爆破的具体做法有2种。一是在工作面打好炮眼后，装入防水炸药，·然后将注水器插人炮眼中进行水封；二是在工作面打好炮眼后，先注入高压水使之沿煤层节理、裂隙渗透，当煤壁见水时，装入防水炸药，再将注水器插入炮眼中进行水封。

  2、水炮泥水炮泥是用装满水的塑料袋来代替炮泥填入炮眼中。塑料袋的形式有2种：一种是装水后扎上口，另一种是装水后自动封口的。自动封口水炮泥（如2-14图所示），注水时用特制水针从细管口插入，向袋内注水，当水注满后，拔出水针，水压将袋内的细管挤向袋壁，自动封口。水炮泥的充填方法（如2-15图所示）。据测定，使用水炮泥的降尘率可达70%~80%，空气中的有害化学气体可减少37%~46%。

  1、沉降在巷道四周、支架及设备、物料上的矿尘，即落尘，一旦受到冲击，就能再度飞扬。落尘既影响生产环境，又是井下煤尘爆炸的一个隐患。当巷道周壁沉积的煤尘厚度达0.05 mm 时，若受到气浪冲击，使之成为浮尘即可达到爆炸下限浓度。因此，《规程》规定：

  矿井必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉，应定期对主要大巷刷浆。

  清扫煤尘的方法分人工清扫和机械清扫2种。常采用的机械清扫是用干式吸尘机和湿式清扫车清扫。

  冲洗岩帮的目的是清除散落沉积在巷道两帮和支架上的粉尘，防止其在打眼、爆破、装岩和架设支架时受到震动而再次飞扬。为此，当爆破之后恢复作业之前，要设专人使用胶皮水管、沿巷道由外向里逐步将巷道两帮、顶底部、支架和工作面上的矿尘全部清理洗涤干净，不留空白区。

  1、个体防尘主要是佩带防尘口罩。普通纱布口罩阻尘效果不好，工作时呼吸阻力较大，在潮湿后戴着还很不舒服，所以不适合井下防尘使用。我国目前生产的防尘口罩有2种：带换气阀的和不带换气阀的。不带换气阀的属于简易型防尘口罩，其特点是：轻便、容易清洗、成本低，阻尘率可达96%~98%。

  带换气阀的防尘口罩如2-16图所示，由1面具、2过滤盒和3呼气阀组成。面具1是用橡皮模压制而成的，边缘包有泡沫塑料，能较严密地紧贴面部；口罩下部两侧各有一个进气口朝下的过滤盒，盒里装有滤布或滤纸，用以截住粉尘；口罩下部中央为呼气阀3。吸气阀和呼气阀均为单向阀，吸气时呼气阀关闭，新鲜空气经吸气口、滤布或滤纸进人体内；呼气时，吸气阀关闭，呼出的气体经呼气阀排出。防尘口罩的阻尘率为91.2%~99.5%，呼吸时阻力较小（不超过29.42 Pa )，轻便耐用，使用范围较广，可在潮湿和淋水条件下佩带使用。

  煤科总院重庆分院研制出 AFM -1型防尘安全帽（头盔）或称送风头盔与 LKS -7.5型两用，在该头盔间隔中，安装有微型轴流风机、主过滤器、预过滤器，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。

  AYH 系列压风呼吸器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。