【摘要】综采工艺的推广，煤矿生产效率大大提高，但是同时也带来了煤尘大量增加的弊端。本文首先论述了国内外现有的综采面防尘技术，然后探讨了我国综采防尘技术的研究方向。
【关键词】综采；防尘；危害；研究方向
煤矿在采煤、掘进、运输、爆破、提升及通风各生产环节中，随着岩体和煤体的破坏、碎裂，便产生大量的矿尘。其中凿岩、打眼、落煤、放顶等工序生成的矿尘最多。随着综采工艺的普遍推广，给煤矿带来了巨大的经济效益，但是，粉尘产生的浓度却成几十倍或上百倍的增加，造成工作面条件恶劣，严重威胁着职工的身心健康。工人长期吸人大量的粉尘，会在短时间内导致尘肺病的发生，而且煤尘还具有爆炸性，容易引发爆炸事故，严重影响矿区和矿井的安全生产。因此研究综合防尘技术是保障矿井的安全生产、保证矿工的身心健康具有十分重要的作用。
1 矿尘的危害
矿尘是有害物质，它的危害表现在以下3个方面：
1.1 煤尘在一定条件下，能发生燃烧和爆炸，从而给矿井造成严重的危害，甚至使整个矿井遭到破坏，难以恢复，并造成矿工大量伤亡。
1.2 矿尘污染环境，降低了生产场所的可见度，影响劳动效率和操作安全。
1.3 引起职业病。矿工长期在含矿尘浓度较高的环境中作业，吸入大量矿尘后，轻者能引起呼吸道炎症，重者可导致尘肺病，严重影响人体健康和寿命。
2 现有的综采面防尘技术
综采工作面粉尘的防治主要通过三个方面来实现的：一是在采煤之前，通过注水工艺来提高煤体的润湿性或采取合理的开采工艺来实现降低煤体产尘的可能性；二是在开采时，利用特定的防尘技术控制尘源，使粉尘存在于特定的空间和位置，不能进一步扩散；三是利用相关除尘技术或设备，及时地把产生的粉尘过滤或排除掉。这三个方面往往成为综采工作面防尘技术的三种基本思路。
2.1采煤机喷雾防尘技术
机械化采煤中，尤以采煤机产尘最为突出，采煤机滚筒割煤及向刮板输送机装煤时产生大量的粉尘，成为综采工作面防尘的重点。目前，国内外对采煤机割煤时采用的喷雾除尘技术主要有以下几个方面：
2.1.1 采煤机滚筒摇臂径向雾屏及液压支架探梁辅助喷雾降尘技术。该技术是在采煤机的滚筒摇臂及在液压支架探梁上装设锥形喷嘴，利用喷嘴喷射空心雾流，形成雾流屏障，以降低在滚筒割煤时产生的粉尘。
2.1.2 采煤机内、外喷雾降尘技术。从传统的技术方面，采煤机内、外喷雾降尘技术常常因内喷雾喷嘴堵塞或系统密封漏水，外喷雾也常因水压不足等各方面原因未能有效发挥作用。而目前，国外已经出现用过滤系统来解决水质不洁而造成的内喷雾堵塞问题。高压外喷雾技术在法国和美国都有较早的应用，降尘效果高达85%-95%。在我国，部分煤矿固定泵供水高压外喷雾技术和机载泵高压外喷雾降尘技术都有了试点应用。
2.2 液压支架移架自动喷雾降尘技术
自移式液压支架在降柱和前移过程中的产尘量约占整个工作面产尘量的30%左右，有的高达1600 mg/m3。早先液压支架防尘主要采用人工控制的手动喷雾防尘措施，但是这种方法，操作繁琐、使用不便，效果较差。目前国内已经研制出了液压支架自动喷雾控制阀，实现了液压支架在降柱、移架、推溜过程中的自动喷雾除尘，效果良好，获得较广的应用。
2.3 煤层预先注水防尘技术
煤层预先注水湿润煤体是采煤工作面防尘的基本措施，目前我国已经有较多的应用。煤层预先注水基本防尘机理是通过打钻孔向煤体中注水，提高煤体的含水量和润湿性，从而减少采煤时粉尘的产生。在向煤体注水过程中，添加表面活性剂，通常可以提高煤层的润湿效果，有利于工作面防尘#采用长钻孔煤层注水在我国各大煤矿已经有了广泛应用，但是随着综采水平的普遍提高，解决长钻孔煤层注水技术的钻孔布置方式、封孔工艺、注水方法及装备上的难题也日渐重要。
2.4 转载点自动喷雾降尘技术
采煤机向刮板输送煤时，机身以及其他转载部位都会产生大量的粉尘。目前对转载点的降尘技术，主要还是通过自动喷雾技术来控制。由于对水的雾化措施不同，该项技术主要体现在以下几个方面:①采用“自动喷雾控制器”喷雾技术；②预荷电喷雾技术；③声波雾化技术；④自调式风水喷雾技术。多种喷雾技术的应用给转载点喷雾防尘带来了更广的技术空间。
2.5 采煤机高压喷雾负压二次降尘技术
该技术主要是利用高压喷雾降尘和负压喷雾降尘原理，喷吸装置向尘源区域喷射雾流降尘，喷射同时，在喷吸装置内部的射流后方形成负压区，含尘空气被喷吸装置尾部负压场吸入并通过喷吸装置再喷射出去，在这一过程中将煤尘捕获下来。该项技术结构简单，运行效果较好，避免了含尘气流污染采煤机司机作业区间和向人行道空间扩散。
3 我国综采防尘技术的研究方向
综采工作面机械化采煤提高了开采能力，实现开采集中化，大幅度增加了煤炭的产量，提高劳动效率和改善生产安全条件。但是，也导致工作面出现产尘强度大、粉尘浓度高等问题，这就要求不断提高综采防尘技术水平，以实现卫生和安全的生产环境。笔者认为，今后提高综采工作面防尘效果的研究趋势将体现在以下几点：
3.1 提高工作面喷雾除尘的自动化、系列化水平。采煤机、液压支架移架喷雾降尘、转载点自动喷雾降尘自动化水平还有待于进一步的提高，采煤机高压外喷雾的使用，也都有利于综采工作面的防尘。此外，加强对喷雾设备的系列化生产，尤其在使用性能、喷雾效果上能有较大的提高。
3.2 提高对综采工作面粉尘的监测监控水平。研制灵敏度高、耐用性强的粉尘监测仪器。可以对粉尘进行适时连续监测，通过监测数据，仪器可以自动分析综采工作面粉尘的产生和运动规律，从而为采取必要的除尘方法提供决策依据。
3.3 加强对采煤机采煤工艺的研究。实践发现，通过改进采煤机的截煤工艺，可以减少综采工作面粉尘的产生。例如，在采煤机从下顺槽向上顺槽截煤时，采煤机司机周围的平均煤尘浓度要比沿上顺槽向下顺槽截煤时低；滚筒采煤机低转速深截割有利于减少粉尘产生；采煤机滚筒不同的牵引速度和截割速度也导致产尘量不同，因此应继续加强对采煤工艺及方法的研究。
3.4 改进现有煤层注水工艺水平。根据综采工作面具体情况，选择合理钻孔布置方式、封孔工艺、注水方法及注水设备，从而达到最佳注水效果，实现防尘、降尘的目的。
3.5 积极消化利用国内外先进的综采工作面防尘技术。目前，国内的综采工作面的防尘技术的总体水平与国外发达国家还有差距，应尽快将泡沫除尘、超声波除尘、生物试剂除尘等先进技术应用到我国的综采工作面防尘上来。
4 结束语
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合防尘工作，不仅给井下生产创造良好的工作环境，降低尘肺病的发病率，而且能最大限度地降低瓦斯、煤尘事故的发生机率，确保矿井的安全生产，从这一点上来说它所产生的社会效益具有重大和深远的意义。
参考文献
徐永圻．煤矿开采学[M]．徐州：中国矿业大学出版，1999．
国家煤矿安全监察局．煤矿安全规程[s]．2005．
[3)姚金林，等．综采工作面注水防尘研究[J]．湖南科技大学学报，2004，12(4)：10一13．
浅谈煤矿综采中防尘技术研究
更新时间：2024-01-26
作者：用户投稿
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