采掘防尘管理.doc

采掘防尘管理矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。在矿山生产过程中，如钻眼作业、炸药爆破、掘进及采煤作业、顶板管理、煤炭、矸石的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。煤矿生产中矿尘的生成量比例大致为：采煤工作面产尘量占4580% ；掘进工作面产尘量占2038% ；锚喷作业点产尘量占1015 % ；运输通风巷道产尘量占510% ；其它作业点占25。可见矿井防尘工作重点就在采掘生产上。一、矿尘分类1、矿尘除按其成分可分为岩尘、煤尘。2、按矿尘的存在状态划分(1)浮游矿尘。悬浮于矿内空气中的矿尘，简称浮尘。(2)沉积矿尘。从矿内空气中沉降下来的矿尘，简称落尘。浮尘和落尘在不同环境下可以相互转化，浮尘因受自重的作用可以逐渐沉降下来变成落尘，而落尘当受到机械振动、爆破冲击以及巷道中，风速的变化等外界条件干扰时，它可再次飞扬，又成为浮尘。二、矿尘的主要参数：1、粒度：矿尘的大小称粒度，以其平均的横断面直径来量度，单位为mm或m（微米）。2、分散度：各种粒度的尘粒在矿尘总量中所占百分比，称矿尘的分散度。我国通常将矿尘的粒度分为四级：2m； 2m5m；510m和10m。矿尘的分散度越高，危害性越大，而且愈难捕获。而且只有粒度小于5m的矿尘，才能进入人的肺部内，它们是矿井预防粉尘职业病重点防治对象。3、浓度：矿尘浓度是指空气中所含浮尘的数量。我们采用质量法（也叫重量法）进行测量，即每立方米空气中所含浮尘的毫克数，单位为mg/m3三、矿尘的危害性（一）、矿尘可以引起职业病，如慢性中毒、皮肤病和尘肺病等。尘肺它是一种严重的矿工职业病，一旦患病，很难彻底治愈。尘肺就是长期吸入细微粉尘引起的、以纤维组织增生为主要特征的肺部病变。1、尘肺主要分为：（1）矽肺：吸入游离二氧化硅（SiO2）含量较高的岩尘所引起的尘肺，患者多为长期从事岩巷掘进的工人。（2）煤矽肺：由煤尘和含有游离二氧化硅的岩尘共同作用所引起的尘肺，患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种工人。（3）煤肺：长期接触煤尘的采煤工所患的尘肺。煤矿尘肺中以矽肺的危害性最大，它的发病期短，发病率高，病情发展快。（二）矿尘中的煤尘还可以引起爆炸。煤尘危害在我国煤矿开采历史上所受到的教训是惨痛的。1942 年，本溪煤矿发生特大瓦斯煤尘爆炸，死亡1594 人；1960 年，大同老白洞煤矿煤尘爆炸死亡684 人。1、煤尘爆炸的效应及危害煤尘爆炸同瓦斯爆炸相似，煤尘爆炸后可产生高温、高压，形成冲击波和火焰，并产生大量有害气体等。煤尘爆炸瞬时的温度可达23002500 OC，爆炸产生的冲击波，速度可达2340m/s。冲击波不仅能使设备、支架、人员等遭受损害，还能够将途经巷道内的积尘扬起，被随之而来的火焰点燃，造成二次、三次等连续爆炸事故。煤尘爆炸能够产生大量的具有强烈毒性的一氧化碳CO，其浓度一般为2%3%，最高可达8%10%。这是煤尘爆炸或煤尘参与爆炸而造成大量人员伤亡的主要原因。2、煤尘爆炸的基本条件煤尘爆炸必须同时具备以下四个条件：（1） 煤尘本身具有爆炸性。煤矿安全规程第一百五十一条规定：“ 新矿井的地质精查报告中，必须有所有煤层的煤尘爆炸性鉴定资料。生产矿井每延深一个新水平，应进行一次煤尘爆炸性试验工作。 煤尘的爆炸性由国家授权单位进行鉴定，鉴定结果必须报煤矿安全监察机构备案。煤矿企业应根据鉴定结果采取相应的安全措施。”（2）具有爆炸危险性的煤尘,只有呈浮游状态，并达到一定浓度,才能发生爆炸。，煤尘爆炸下限浓度受爆炸环境条件影响较大,一般为45g/m3、上限浓度为15002000g/m3或更高.（3）有足以点燃煤尘的热源,煤尘爆炸引燃温度在6101050OC之间，一般为700800OC。井下能引起煤尘爆炸的高温火源很多,电火花、炸药火焰、井下火灾或明火等。（4）氧气浓度不低于18。（三）矿尘可以加速机械的磨损，减少精密仪表的使用时间。（四）矿尘降低工作场所的能见度，使工伤事故增多。四、防尘系统要求：（一）防尘供水水源的要求：1、水源：以地面处理水为主水源，必须实现静压连续供水，地面供水水池容量不小于200m3或满足全矿井2小时以上的用水量.2、水质必须满足以下三项指标，即（1）悬浮物含量不得超过150mg/L（2）悬浮物的粒径不得大于0.3mm （3）PH值为69.5。水质要求每年至少化验一次。3、防尘水源要采取封闭措施。4、水源必须采取净化措施。（二）防尘供水管路的敷设及要求：1、需要敷设防尘供水管路的巷道：煤矿安全规程第152条有明确规定：1）主要运输巷 2）带式输送机斜井与平巷 3）采区运输与回风巷 4）采煤工作面运输巷与回风巷 5）掘进巷道 6）煤仓放煤口 7）溜煤眼放煤口 8）卸载点。2、对防尘管路的要求：1）防尘管路的管径（50mm）与强度（硬质管路）必须满足井下防尘用水的水量和水压要求，2）水平大巷始端必须安装压力表（水压大于2MPa）和水质过滤器。3）长度超过70m的巷道须设防尘管路。4）主要硐室门口、运巷每50m，其它巷道每100m、设置一个便于使用的三通阀门。5）采煤工作面管路距面煤壁不大于50m，在门口安设水质过滤器，末端设置标准分水器和压力表。掘进工作面管路距迎头不大于30m，开门点处安设水质过滤器，末端安设压力表、水针和标准分水器。6）管路要吊挂或垫起，做到平、直、稳，做到接头严密不漏水，杜绝管路与电缆吊挂在同一侧。 7）管路必须进行防腐处理，刷天兰漆。五、矿尘治理的基本技术矿尘治理的基本技术途径通常有减尘、降尘、除尘、隔尘措施和加强粉尘浓度的监测5个方面。（一）减尘技术措施减尘是指减少和抑制尘源产尘, 从而减少井下空气中煤尘的浓度。减尘一是减少产尘总量和产尘强度；二是减少呼吸性矿尘所占的比例。它是防尘技术措施中最积极最有效的措施。主要通过向煤岩体注水、湿式打眼、湿式作业等措施。1、煤层注水湿润煤体煤层注水是在采煤和掘进之前，利用钻孔向煤层注入压力水，使水沿着煤层的层理、节理或裂隙向四周扩散并渗入到煤体中的微孔中去，增加煤的水分，使煤体和其内部的原生煤尘都得到预先润湿。同时，使煤体的塑性增强。以减少采掘时生成煤尘的数量。这是防治煤尘的一项根本措施。1）煤层注水的方式有：长钻孔注水、短钻孔注水、深孔注水和巷道钻孔注水等多种方式。我矿现推广使用的为短钻孔注水即短臂注水。2）短臂注水主要要求：（1）注水孔个数掘进工作面；半煤岩巷：总数不少于2个；全煤巷：总数不少4个。采煤工作面；注水孔个数不少于10个，且注水孔间距不大于3m（2）注水时间注水时间以注水孔四周煤壁湿润、有水渗出时为止，掘进工作面一般不低于10分钟，采煤工作面一般不低于20分钟。（3）注水其他要求：掘进工作面煤巷、半煤岩巷迎头有2个以上的短臂注水器。采煤工作面有4个以上短臂注水器。煤层注水后水份增加率2%以上。2、湿式作业主要采取以湿式凿岩为主，配合喷雾洒水、水封爆破和水炮泥等防尘技术措施。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。在煤矿生产环节中，井巷掘进产生的矿尘不仅量大，而且分散度高，掘进过程中的矿尘主要来源于凿岩和钻眼作业。干式钻眼产尘量约占掘进总产尘量的80% 85% ；而湿式凿岩的除尘率可达90左右，并能提高凿岩速度1525。因此，湿式凿岩、钻眼能有效降低掘进工作面的产尘量。2）水封爆破和水炮泥水封爆破和水炮泥是将注水和爆破联结起来，不仅起到消除炮烟和防尘作用，而且还提高了炸药的爆破效果。水炮泥它是借助炸药爆炸时产生的压力将水压入煤层的裂隙中而进行降尘的。同时，水炮泥还可以消灭和减少瓦斯爆炸的危险性以及提高炸药的爆破效果。（二）降尘技术措施一般采用喷雾洒水来降低浮尘。喷雾洒水作用有： 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，附着性增强，尘粒间会互相附着凝集成较大的颗粒，在重力作用下下沉； 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； 将已沉落的尘粒湿润粘结，使之不易飞扬。降尘设施安设及洒水降尘的基本要求：1、降尘设施的安设及使用 1）主要进风大巷及主、付井、采区进回风巷道都必须安装净化水幕（采区进风巷道必须安设自动喷雾装置）；2）采煤工作面距上、下出口不超过30m范围内各安设自动净化水幕；运输巷距煤壁50m范围内，安设自动净化喷雾，且雾化好，封闭全断面。3）掘进工作面迎头安设自动放炮联合喷雾。爆破过程中，会产生大量的粉尘和有毒有害气体，采取放炮喷雾措施，不但能取得良好的降尘效果，而且还可消除炮烟、减轻炮烟的危害，缩短通风时间。4）耙装机实现耙装自动喷雾，迎头30-50m范围内安设旋转喷雾及净化水幕。5）距锚喷作业地点下风流方向100m内应设置两道以上风流净化水幕。6）锚喷巷道要使用除尘风机，位置安设在喷浆前部。7）采煤工作面靠近工作面处安设1道全断面捕尘帘。 8）在回风口里10-15m内安设粉尘浓度传感器，监测数据上传，装备粉尘超限报警自动喷雾，实现二合一。 2、洒水降尘的基本要求1）采（掘）工作面攉煤（扒装）前必须对工作面30m范围内巷道周边和煤（矸）堆洒水，掘进工作面扒装机实现装煤（岩）自动喷雾。2）采煤工作面及上下安全出口50m范围内，必须班班进行除尘，各转载点前后20m范围内必须进行班班除尘，在放炮前后冲洗煤臂顶板并浇湿底板和落煤，出煤前必须进行煤堆插管注水，在出煤过程中，应边出煤边洒水。掘进迎头30m范围内，在放炮前后，必须对巷道周边除尘一次，迎头后所掘巷道必须及时进行除尘。3、掘进工作面防尘措施煤矿安全规程第十七条规定 掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。1）炮采工作面防尘措施（1）煤层注水； （2）湿式打眼； （3）放炮前后洒水；（4）转载点喷雾洒水； （5）放炮使用水炮泥；（6）工作面进、回风巷道冲洗巷帮，清扫积尘；（7）风流净化； （8）个体防护。（三）除尘措施 通风排尘是防止煤尘堆积行之有效的措施，矿井的通风系统必须安全可靠、独立，实行分区通风，采掘工作面都应采用独立通风方式；尽可能的选取最佳风速掘进工作面的最优风速为0.40.7 m/s ； 采煤工作面的最优风速为11.2ms 。（四）个体防护：采掘工作地点的作业人员必须佩带防尘口罩，切实搞好个体防护。（五）限制煤尘爆炸传播的措施；煤矿安全规程第一百五十五条 开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。矿井的两翼、相邻采区、相邻的煤层、相邻的采煤工作面间，煤层掘进巷道同与其相连的巷道间，煤仓同与其相连通的巷道间，采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其他地点同与其相连通的巷道间，必须用水棚或岩粉棚隔开。隔爆水棚安设标准如下：1、隔爆棚安设地点1）主要隔爆棚安设地点：矿井两翼与矿井井筒相连的主要进回风巷道；相邻采区之间的集中运输巷和回风巷；相邻煤层之间的运输石门和回风石门。2）辅助隔爆棚安设地点：采煤面进、回风巷道；煤巷、半煤巷掘进面；与煤仓相连的巷道；独立通风，并有煤尘爆炸危险的其他巷道。2、隔爆水棚安设要求1）主要隔爆水槽棚和水袋棚；40L及小于40L的水袋所