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摘要首先对煤矿采掘过程中粉尘产生的来源、特性和危害进行了简单的介绍,其次分析了煤矿采掘作业过程中粉尘的具体治理措施,最后重点从科学管理和新技术新工艺的引进方面,重点论述了如何做好呼吸性粉尘的防治工作,以期对相关工作者能有所助益。在煤矿开采作业中,粉尘问题一直是严重威胁一线矿工生命安全的重要因素。直径在10um以上的粉尘,很容易被人类的鼻腔、支气管黏液吸收;直径在5~10um之间的粉尘,有沉入人类气管深部的危险;而直径在5um以下的粉尘则会沉积在人类气管管壁和肺部气泡内很难被去除而引起肺尘病,这是煤矿工人职业病诱发的主要原因。因此要重视煤矿采掘作业过程中产生的粉尘污染问题并采取措施进行防治。
1煤矿采掘粉尘产生的途径及特性危害
1.1煤矿粉尘产生的途径
煤矿粉尘主要是在煤矿各环节的生产中产生,特别是在煤矿井下风速较大的情况下,开展煤矿采掘作业时,煤矿粉尘污染现象会更为明显。煤矿采掘工作面是煤矿粉尘的主要来源,其排放的粉尘量占到了总粉尘排放量的60%左右。做好煤矿采煤工作面的防尘工作,不仅可以防范瓦斯和煤尘事故,而且对煤矿井下采掘工作面的环境改善和矿工的生命安全都起到积极的作用。通常煤矿井下粉尘主要来自于:采煤机的割煤过程、煤矿支架的移架过程、放煤设备的放煤过程、破击设备的破击过程。其中采煤机的割煤过程和煤矿支架的移架过程产生的煤矿粉尘量最多。此外,在掘进煤矿巷道的过程中也会产生大量的粉尘。要想把采煤工作面粉尘的防治工作做好,必须根据煤矿粉尘的具体来源,采取相应的治理措施,综合进行治理,以降低粉尘的浓度。
1.2煤矿井下粉尘的危害特性
煤矿井下粉尘的主要成分是微小煤尘和岩屑微尘,其特性和危害通常说来主要有以下几点:(1)在空气中长时间漂浮的粉尘,会有一圈空气膜保围在它的外表,由于空气膜的保围会使粉尘和粉尘之间或粉尘和空气中的微小水滴之间的相互作用受到阻碍,会严重影响到粉尘的沉降过程;(2)粉尘表面的氧分子会随着粉尘扩散度的增加而增多,这样会加快粉尘的氧化速度;(3)在岩屑微尘中的二氧化硅,由于其表面积较大,一旦煤矿工人吸入体内后,会很容易在煤矿工人的肺泡内产生沉积现象,长期的日积月累会使煤矿工人产生尘肺病;(4)煤矿工作面上瞬时产生的粉尘所带的电量要比已经进入煤矿通风系统的粉尘所带的电量要多,如果不及时采取相应处理措施,一旦粉尘浓度积累过大,在作业场所很容易发生粉尘爆炸或燃烧,甚至会对机械设备的运作产生影响,使机械设备的老化速度加快,增大一些精密仪器的使用误差。
2煤矿采掘作业中粉尘的治理措施
2.1采煤工作面粉尘治理措施
(1)布置采煤机径向雾屏。
通过在采煤机靠近滚筒的摇臂上加装焊接有6~9个喷座的直线和弧形金属管连接器,采用10MPa以上的供水压力和5L/min左右的流量来给喷座供水,在人行道一侧形成一道径向雾屏的方式来对采煤机滚筒产生的粉尘加以有效地降低和管控。
(2)采用高压喷雾降尘。
高压喷雾降尘主要是靠水雾的高压力来把粉尘冲散,以达到对其浓度进行降低的目的。这种降尘方法的降尘效果比较理想,操作起来也比较简单,容易实施,它的降尘率可以高达90%左右。它对水的压力要求控制在8~12MPa以上,对流量的控制要求在15L/min。其工作原理主要是通过高压力来把水雾分子的飞行速度,还有涡流强度带电量的大小加以提高,来使水雾分子和粉尘颗粒高速碰撞和凝聚,这样可以把粉尘外因有空气膜而出现的排斥现象有效避免,显著提高两者的结合度,来达到高效除尘的目的。在采煤机上风侧5m至下风侧10m内设置五个测点,在逆风割煤和顺风割煤两种情况的全尘分布情况以及采取高压喷雾除尘技术前后的对比情况如图1和图2所示。
从图1和图2中可以看出,喷射高压水雾之前的全尘浓度梯度变化明显,全尘浓度都较高,并且采煤机滚筒中心位置浓度相对较高,下风侧浓度相对较低,这是由于全尘本身颗粒较大,很难悬浮在空气中,容易自行沉降,喷射高压水雾之后全尘浓度梯度整体都有了明显的降低。可见采用高压喷雾降尘效果还是比较显著的。
(3)对特殊地区安装设计特殊的自动阀控喷雾设备。
对一些特殊地区产生的粉尘如煤矿支架的移架过程,放煤设备的放煤过程,可以通过设计特殊自动阀控喷雾设备的方法来达到降尘除尘的效果。可以通过在除尘设备上安装四通阀或者磁化器的方式,来去除煤矿支架移动过程中产生的粉尘和放煤设备在放煤过程中产生的粉尘,这样也可以对下风邻架的降尘工作和呼吸性粉尘的磁化水喷雾降尘工作起到很好的作用
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