矿山粉尘防治措施

1、矿山粉尘防治措施综采和综放工作面防尘措施综采或综采放顶煤的防尘应由煤层注水、采煤机防尘、自移液压 支架的降架移架防尘、放顶煤的防尘、转载及破碎防尘和通风排尘等 综合措施组成。本课主要讲述液压支架及放顶煤的防尘措施。实测证实，综采工作面移架作业的产尘量约占整个工作面产尘量 的30%左右，有的高达9001600毫克/立方米。移架作业的防尘主 要是依靠安装在支架上的各类喷嘴进行的：顶梁两侧的喷嘴主要指向 煤帮的护帮板及相邻架顶梁之间喷雾;掩护梁两侧的喷嘴向架间喷雾 同时向采空区浮碴喷雾;放煤口的防尘是在放顶煤的综采液压支架上 安装一组针对放煤口的喷嘴，当放煤时开启喷嘴捕集放煤口的煤尘。 为提升液压支

2、架移架和放煤作业的降尘效果，可同时开启本架及下风 侧邻近架的各类喷嘴。为实现液压支架的各项作业与喷雾降尘同步自 动进行，我国研制并推广应用了自动喷雾多功能控制阀，简化了操作， 确保了喷雾措施的实施，使作业点的粉尘浓度降低80%以上。液压支 架自动喷雾多功能控制阀是受液压支架液压系统控制的集中水阀。当 支架的立柱，移架或放煤插板的千斤顶动作时，它们的液压管路所控 制的相应水阀阀门同时动作，从而实现自动的同步喷雾。在综采放顶煤工作面，除了采用综合防尘措施外，放煤支架的选 型对产尘量的影响极大。高位及中位放煤的液压支架因放出的顶煤有 12.5米的自由坠落高度，其产尘量可高于低位放顶煤几倍至十几 倍。

3、因此，从防尘及减少顶煤损失合计，低位放煤液压支架日益得到 广泛应用。井巷定点喷雾降尘措施在采掘工作面的诸多防尘措施中，煤炭或岩石虽然受到了一定的 湿润，但在运输、装运和转载中因机械的翻动和水分的随风蒸发，通 常会有不同程度的再破碎和粉尘的飞扬，有时甚至出现严重的尘害。 因此井筒及各类巷道中的定点喷雾降尘是煤矿综合防尘极为重要的 组成部分。井下必须要设置定点喷雾装置的地点有：刮板运输机或皮带 运输机的装载点和转载点、溜煤眼或煤仓的上下口、矿车的装车点及 运行线、翻车机或卸煤坑等。定点喷雾降尘的实际过程，是粉尘颗粒 与喷雾的雾滴相碰撞被湿润，经再凝结增加重量而迅速下降。因此喷 雾降尘效果与雾滴大小

4、、雾滴密度、雾滴与尘粒的相对速度有密切关 系。密度大而细小的雾滴容易湿润细小粉尘;雾滴的密度大，则雾滴 与尘粒相碰撞的机会多；而雾滴的运动速度大，则碰撞尘粒的动能也 大，尘粒易于被湿润。为确保定点喷雾的降尘效果，应当依据不同的 必须要选用合适的喷嘴和确定合理的耗水量。如果煤岩干燥且产尘量大， 可适当加大水量提升水压，提升雾化程度和密度，增大雾滴的动能。 在定点喷雾中应选用定型生产的系列喷嘴，并常常坚持喷嘴的完好和 通畅，随时依据煤岩湿度调节喷雾水量。喷雾水压一般为0.52兆 帕，水量为210升/分。为实现定点喷雾的自动化，可选用机械式 的、油压式的、光控式和触控式的各类自动喷雾洒水装置，强化定

5、期 检查和维护，有效控制和净化井巷中各个尘源。掘进工作面的综合防尘措施煤矿井巷掘进工作面是粉尘生成量大而集中的工作场所。岩石掘 进工作面产生的岩尘含游离二氧化硅很高，一般为30%70%；掘进 打眼产生的呼吸性粉尘可占全尘的80%90%；锚喷作业的水泥细砂 粉尘严重。所以岩石掘进工作面成为硅肺病危险性最大的地点。煤巷 掘进工作面瓦斯含量较大，它同浓度很高的煤尘混合在一起，更提升 了爆炸的危险性。事实说明，煤矿多数煤尘爆炸事故都是从煤巷掘进 工作面开始发生，然后向外扩大成为大规模恶性事故的。由此可见， 搞好掘进工作面的防尘工作对煤矿安全生产关系极大。掘进工作面工 序复杂，产尘点的位置多变，各工序均

6、能生成粉尘，通风和作业条件 相对较差，因此必须针对不同尘源分别采用多种措施，执行综合防尘， 才可能使作业的全过程达到国家规定的粉尘同意浓度。建国以来，在 掘进综合防尘方面积存了丰富经验，我国对综合机械化掘进的防尘也 进行了大量研究并逐步应用。炮掘工作面综合防尘措施主要有：湿 式凿岩、孔口干式捕尘、湿式电钻或风镐;放炮时使用水炮泥、水 风喷雾、爆破自动喷雾、水幕空气净化等；冲洗帮顶和洒水装碴; 锚喷的潮料喷射、低压近喷、机具改革、水幕净化;强化通风除 尘，合理风速、混合式通风、风流净化、湿式除尘风机等。机掘工作 面的综合防尘措施主要有：合理切割参数，截割头内外喷雾;长 压短抽通风;附壁风筒向迎头

7、供风;迎头喷水降尘;从集尘器将 粉尘抽出进行湿式除尘或干式滤袋除尘。掘进打眼的防尘措施掘进工作面打眼的防尘有三种：风钻湿式凿岩。将压力水经过风钻和钻杆中心孔送到炮眼 底部，把岩粉从炮眼中湿润并冲洗出来达到防尘目的。湿式凿岩可使 粉尘从1000毫克/立方米以上降低到10毫克/立方米左右。按供水 方式分，有侧式供水和中心供水两种。中心供水是在风钻的中心装有 水针，水针前端插入钎尾的中心孔，后端通过弯头与供水管相连。凿 岩时，水通过水针和钎尾中心孔进入炮眼。水压应低于风压0.1 0.15兆帕，防止机膛进水。侧式供水是从风钻机头的侧面直接向钎 尾供水，凿岩时打开水阀，压力水从供水管进入供水套，经过橡胶

8、密 封圈的水孔和钎尾侧孔流入钎杆中心水孔直达炮眼内。侧式供水的优 点是减少漏风，压风不致进入炮眼，提升了风钻活塞冲击力和湿润粉 尘的能力。干式凿岩捕尘。一般在缺水的矿井使用，可分为两种：一 是干式孔底捕尘。经过钎杆中心孔、风钻机头和连在机头上的输尘软 管，将炮眼内的粉尘抽到干式捕尘器中去，含尘空气的流向恰好同侧 式湿式凿岩时水流的方向相反，炮眼口的空气向孔内流动，避免了孔 内粉尘飞扬到工作面来。含尘空气经干式捕尘器中的滤袋过滤净化后， 重新排到工作面中；另一种是孔口干式捕尘。通过炮眼口的捕尘塞利 连在捕尘塞上的抽尘管，把炮眼内的粉尘抽到一个滤尘袋中去，过滤 后的干净空气回到巷道内。湿式电钻同侧

9、式湿式凿岩一样，用水冲洗孔内粉尘，达到 降尘目的。掘进放炮的防尘措施掘进放炮后的粉尘浓度可超过1000毫克/立方米，而且几小时 后仍然有数十毫克之多，整个巷道都充满浓烟粉尘。因此必须采用多 种措施才干得到理想防尘效果。使用水炮泥。用装满水的柱形塑料袋当炮泥，放炮时借助 于爆破冲击力使水散成雾状起到降尘作用，并可消除爆破火焰，提升 爆破安全性。水炮泥用不燃性塑料制成，水袋有自动封口性能，袋中 注满水后不会流出。袋内水压应高于外界空气压力。水炮泥填入炮眼 以后，外部应用粘土炮泥封住，这是一项防尘和预防放炮引起瓦斯、 煤尘爆炸的极重要的措施。放炮喷雾。以压缩空气作动力，使具有一定压力的水通过 各种形

10、状的喷射器喷吹成水雾射向工作面爆破空间内降尘。喷射器可 以有鸭嘴形或圆锥形的，使用的风压为0.50.6兆帕，水压为0.3 兆帕，鸭嘴形喷射器有效射程56米，其他喷射器可达10米。放 炮前，将喷射器悬挂在巷道两帮，距工作面迎头810米高2米左 右，喷嘴对着迎头并接通风水管。放炮时，在远处打开风水阀门形成 强有力的水雾射流，封住工作面的炮烟粉尘。水幕净化。用假设干喷嘴在离工作面约30米左右处设置一 个水幕，以过滤从工作面排出的炮烟和粉尘。喷嘴口偏向工作面，随 工作面前移10米而向前挪动一次，水幕降尘率可达50%。放炮前后冲洗岩帮或煤帮。这样可减少放炮引起的粉尘飞 扬。煤巷掘进时，放炮前后在工作面2

11、0米范围内必须洒水消尘。装碴防尘和通风除尘措施装碴时洒水喷雾是常用的防尘方法，其方式有以下几种：(1)人 工洒水。对崩落的煤岩进行分层洒水边装边洒，以洒透匀湿为准。可 使装碴的粉尘浓度降至2毫克/立方米以下。在装岩机或耙斗机前端两侧机身上安装喷雾器洒水，水雾 射向铲斗或耙斗前方使装洒同步进行。在距工作面一定距离在巷顶两侧悬挂喷嘴，对准铲斗或耙 斗装碴区域喷雾洒水，喷嘴随工作面推动而移设。为使工作面和巷道内粉尘浓度稳定坚持在同意浓度范围内，还必 须采用有效的通风除尘方法，如：净化风流。即降低进入掘进工作面的新鲜风流中的粉尘浓 度，使之不超过0.2毫克/立方米。一般可在压人式通风的风筒中安 装12

12、个水喷雾器，对着风流进入方向喷雾，净化进风流的粉尘。强化通风，确保在巷道回风中有必必须的风速以排除粉尘。 煤巷、半煤岩巷掘进工作面最低风速不得小于0.25米/秒，岩巷不 得小于0.15米/秒，但最大风速均不得超过4米/秒，防止粉尘吹扬。采纳压入和抽出混合通风方式进行局部通风。它既可有效 冲淡工作面的瓦斯和粉尘，又可消除巷道全长范围内的粉尘和炮烟。 但抽出式风机必须确保不会引燃抽出风流中的瓦斯和煤尘，如选用水 射流风机或湿式除尘风机等。配备除尘风机将工作面含尘空气抽出，经除尘风机内的喷 雾和过滤网捕集洗涤，净化后的空气排至巷道内。它和压人式通风合 理匹配使用，能够有效改善掘进工作面的粉尘状况。锚

13、喷作业的防尘措施锚喷支护作业地点粉尘浓度很高，其主要防尘措施有：(1)配制 潮料向喷射机上料。沙石预先用水浇透，按比例和水泥拌成潮料后送 入喷射机，可大幅度降低拌料、注料和喷射时的产尘量而又不易在输 料管内粘壁。双水环加水。两水环间距1520厘米共用一个水阀，其 出水射流方向相反，使物料和水换向反复搅匀，减少干粉喷出。还可 在喷枪水环后面68米处增加一个预湿水环，进一步提升湿润均匀 程度。加接异径葫芦管。在输料管的中间部位加接长0.8米左右 的异径葫芦状铁管，并使两个加水水环置于它的两端，物料和水通过 葫芦管产生涡流强化搅拌，进一步减少干粉。低压近喷。在使用潮料条件下，输料距离为3040米，

14、采纳低风压近距离喷射可降低粉尘和回弹。风压不超过0.2兆帕，喷 枪嘴距巷帮300450毫米、距巷顶450600毫米为好。使用锚喷除尘器。将喷射机上料口、排气口等处严重外泄 的粉尘吸入除尘器，由除尘器内的喷雾和滤网将粉尘捕集，净化后的 空气再返回巷道内。也可将除尘器的吸尘罩置于喷枪四周，吸去喷射 时的含尘空气予以净化。选用新型湿喷机，将事先搅拌好的混凝土用湿喷机通过输 料管和喷枪进行喷射，从根本上解决干式喷射机的粉尘危害。水幕净化和通风除尘。在喷射作业地点的回风中设置喷雾 水幕，以过滤含尘空气。为确保喷射地点的风量，风筒口离作业点最 好在10米左右，有效及时地带走粉尘。喷射前冲洗帮顶洗去落尘。综

15、掘工作面的防尘措施综掘工作面在无防尘措施状况下，粉尘浓度一般为20003000 毫克/立方米，各别可达6000毫克/立方米，因此必须采用一整套有 效的综合防尘措施才干达到规定的同意粉尘浓度。主要防尘措施有以 下几项：掘进机的内外喷雾。内喷雾是将压力水通过掘进机内部供 水通道送到截割头上的假设干喷嘴上，随截割头的旋转而随刀具喷雾。 外喷雾是在掘进机截割臂上安装环形外喷雾架，架上设假设干喷嘴，使 压力水通过环形外喷雾系统形成包络截割头的水幕网，阻止粉尘扩散 并使之沉降。降尘率一般可达50%70%。配备除尘器或除尘风机。在紧靠工作面的掘进机司机座位 前方，设置扁而宽的吸尘罩，将掘进机截割头切削生成的

16、高浓度含尘 空气吸入罩内由导风筒引至巷道后方的除尘器净化，净化后的空气排 入巷道内。除尘器(或除尘风机)可分为电动的和水射流的两种，电 动除尘器除设有能预防引燃沼气的风机外，还在其前后设置喷雾净化 和滤尘网膜装置，净化效果很好，全尘除尘效率达90%以上;水射流 除尘器是以压力水高速喷射形成的负压产生风量并使吸入的含尘空 气经过雾状水射流的喷淋而净化。设置附壁风筒。将附壁风简串接在压入式风筒的出风口， 当除尘器工作时，关闭附壁风筒端头的排风口，风流即从其狭缝状的 喷口高速横向吹出，将原有压入式的轴向风改为沿巷壁的旋转风并在 整个巷道断面内以一定速度向工作面推动，在掘进机司机前方，形成 阻止粉尘由

17、工作面向外扩散的空气屏幕，净化了巷道内空气，提升了 除尘器除尘效率。煤层注水防尘措施煤层注水就是通过煤层中的钻孔将水压入尚未采落的煤体中，使 水均匀地分布在煤体的无数细小裂隙和孔隙内达到预先湿润的目的, 从而减少开采过程的煤尘生成量。这是回采工作面积极有效的防尘措 施，降尘率一般在60%90%。按照注水钻孔的形式，可分为长孔、 短孔和深孔三种。长孔一般平行于走向长壁工作面，由风巷或机巷沿 煤层打俯斜或仰斜孔，孔深一般是工作面斜长的1/32/3,钻孔走 向间距在1020米。短孔和深孔都垂直于工作面布置。短孔孔深2 米左右，注一次水可供采一个循环。深孔孔深10米左右，注一次水 可采一周。我国大多数

18、矿井都采纳长孔注水，它的优点是采煤和注水 作业互不干扰，注水时间可按必须要加长，一次湿润范围大而均匀。按 照注水方式又可分为静压注水和动压注水。静压注水是利用地面水池 到井下用水地点所具有的静水压力，通过矿井防尘管网直接将水压入 注水孔。它的优点是不必须注水专用泵，工艺操作简单，可长时间低流 量连续注水，最终取得湿润均匀的优良防尘效果。静压注水的压力一 般均低于2兆帕。在透水性较差的煤层中注水必须要较高的注水压力， 可依据必须要选择各类注水专用泵进行动压注水，注水压力可在215兆帕之间。在中厚煤层吨煤注水量0.0150.03立方米，厚煤层为0.0250.04立方米，注水后煤层水分可增加1%3%

19、。采空区灌水预湿煤体措施采空区灌水是预先湿润煤体以取得防尘效果的又一种方法。在厚 煤层下行陷落法分层开采的采空区内灌水，使水缓慢地渗人下一分层 煤体中的细小裂隙和孔隙内，从而在开采下一分层时减少煤尘的生成。 在缓倾斜厚煤层进行倾斜分层开采时，在下一分层的风巷下帮向上分 层采空区打钻孔或沿假顶掏一个注水窝，孔的走向间距35米，然 后插入注水管向采空区灌水。水在采空区内沿倾斜由上向下流动，把 采空区内的碎砰碎煤湿润并同时向下分层未采煤体缓慢渗透，收到预 湿煤体和粘结碎顶的双重效果。采空区灌水的降尘率为70%90%, 碎顶再生厚度可达0.20.5米，大大改善劳作条件，深受采煤工人 欢迎。在近水平的厚

20、煤层分层开采时，在底板集中巷安设钻机向工作 面上方的采空区打注水孔，孔的末端置于工作面斜长中部，水在孔的 四周溢散并粘结碎顶渗入煤体。沿走向每隔一定距离向采空区分别打 扇形孔，把水灌入采空区的各部位。在急倾斜厚煤层水平分层下行陷 落法开采时，在上分层的放顶区内向碎碴灌水，前采后灌，使下分层 的煤体预湿。采空区灌水都应超前下分层的开采，确保有足够的时间 使水缓慢渗透，均匀湿润煤体。灌水的流量要严格控制，防止水在采 空区内迅速泄入机巷影响生产又未能很好地预湿煤体。采空区灌水后， 残留的煤炭自燃危险性可能增加，除应采用一般防火措施外，可在水 中加入阻化剂抑制煤炭自燃。由于水对假顶材料可能有腐蚀作用，

21、应采用措施确保假顶的维护。落煤作业的防尘措施在炮采或风镐采煤工作面，落煤生成的煤尘很大，除采纳预湿煤 体的防尘措施外，还必须在落煤作业时采用多种防尘措施，这些措施 是：用水电钻进行湿式打眼。使用中空麻花钻杆及湿式煤钻头， 供水压力一般为0.21.0兆帕，供水量57升/分，使排出的煤粉 成糊状。采煤工作面应具备水电钻的供水系统。放炮使用水炮泥。每个炮眼可装入12个水炮泥，可分 别放在炸药的两端或采纳外封式集中置于孔口一端，然后用炮泥封满。放炮喷雾。放炮前用水冲洗煤帮，放炮后出煤前再冲洗一 次，并洒湿落煤的表面。放炮时应打开工作面内及上出口设置的水幕 喷雾，降尘。人工推煤的防尘。在出煤过程中边出煤

22、边洒水，减少煤尘 的飞扬。在支柱的移设中，外注式单体液压支柱撤柱时排出的废乳化 液也可湿润浮煤。采煤面所有刮板运输机的转载点均可设置喷雾装置，减少 由转载产生大量飞尘。采纳湿式风镐落煤。在一般风镐机体上增加供水系统，用 自动控制阀门使风镐在工作时才有水喷出，喷嘴指向钎头及时捕集破 煤时产生的煤尘，降尘率可达70%以上。在急倾斜煤层可采纳长炮眼水封爆破进行落煤，炮眼沿倾斜全长布置，装药后向孔内注满水，然后封孔爆破，可有效降低煤尘、 瓦斯量，放一次炮崩落一个循环进度的煤体，煤炭可自溜运出。12 .采煤机作业的防尘措施在采煤机作业时，煤炭受机械的快速切割而产生大量煤尘，是采 煤工作面的高产尘区。为此

23、，采煤机作业的防尘是采煤面防尘的重点， 是创造优良采煤劳作环境的确保。选择合理的切割参数和刀具结构。适当加大切割深度、减 小切割速度，选用点击式的镐形截齿，改善切割刀具的排列形式，可 以大幅度减少煤尘的产生量。采煤机的内喷雾。安装在采煤机旋转滚筒上的喷嘴将压力 水直接喷射到截齿的切割点上实现湿式切割，降尘效果显然。压力水 是由专用喷雾泵供给，通过采煤机内部供水通道送到滚筒上的喷嘴。 水压一般不能低于22.5兆帕，喷雾耗水量不少于100150升/ 分。在煤矿现场工作中，内喷雾的使用效果差别较大，主要原因是水 的杂质多而喷嘴的清洗不及时造成的，只要确保水压、按时清洗喷头、 配套使用水质过滤器，内喷

24、雾降尘效果是可以稳定的。采煤机的外喷雾。采纳喷雾器将喷雾泵直接提供的压力水 向截割区喷雾，以控制含尘风流流向并降尘净化。喷雾器有单水喷雾 器、组合喷雾器和引射喷雾器等。组合喷雾器由多个喷嘴组合而成， 耗水量高、扩散面大，水雾密封滚筒尘源效果好。引射喷雾器是用压 力水作动力造成引射气流，驱动含尘空气定向运动，同时在水压和气 流作用下提升了水的雾化程度和射速。它可使高浓度含尘空气大部分 引向煤壁流动，减少含尘空气对司机和人行道的污染并同时使含尘空 气在高速喷雾下净化。现代大型采煤机防尘多采纳含尘气流控制、水 雾屏障和喷雾降尘等综合外喷雾技术治理粉尘。个体防护措施煤矿执行综合的防尘措施，显著改善了井

25、下作业环境，使许多作 业地点的粉尘浓度达到了国家规定的卫生标准。但由于技术上、管理 上和条件多变等因素，常常在一些作业地点或作业时间内粉尘浓度仍 然较大，有的甚至还相当严重。防止这些粉尘侵入人体呼吸器官，对 保护矿工健康有重要意义。因此，矿工执行个体防护就成为煤矿综合 防尘不可缺少的环节。个体防护的主要措施是佩戴防尘口罩。防尘口 罩有三种类型，第一类是自吸式口罩，它靠人体肺部吸气使空气通过 口罩中的滤料，将粉尘滤下后进入肺部。自吸式口罩可分为简易口罩 和带换气阀口罩两种。常用简易口罩有纱布口罩或泡沫塑料口罩等; 带换气阀口罩装有吸气阀和呼气活瓣，滤料装在专门的滤料盒内，用 脏可以改换。吸入的空

26、气经过吸气阀由滤料过滤后进入肺部，呼出的 气体则由呼气活瓣直接排出口罩。因此这种口罩的呼吸阻力较低而阻 尘效果较好，是我国煤矿广泛使用的个体防护用具。第二类是动力式 口罩，它借助微型风机使空气通过滤料净化后送到口罩内或头盔的面 罩内供呼吸用。我国生产的有送风口罩和安全防尘帽。第三类是压风 呼吸器，它使井下风管中的压缩空气经过滤、消毒、减压后通过导管 送入口罩内供呼吸用。这是一种隔绝式的动力个体防护用具，可用于 具备压风管路的岩巷或其他巷道中。它不仅是防尘的有效用具，同时 可免除炮烟及有害气体的侵害。当瓦斯突然增大造成缺氧时，它也可 有效维持矿工的正常呼吸。防止沉积煤尘参加爆炸措施井巷中沉积煤尘重新飞扬起来，很容易使巷道空间的浮游煤尘浓 度达到爆炸界限而发生或扩大爆炸，常常造成区域性或全矿性特大恶 性事故。因此，常常处理井巷沉积煤尘是预防矿井重大灾害的极为重 要的工作。常用以下几种处理措施：清扫法。把沉积在巷道帮顶、支架和设备表面上的煤尘清 扫干净，将扫落的煤尘集中起来运出。冲洗法。用水把巷道帮顶和支架上的沉积煤尘冲洗到底板 上，并使之坚持潮湿，然后再将底板上的煤尘清除出去。这种方法能 够将沉积煤尘清除得比较干净，而且简单易行，因此在煤矿中长期得 到普遍应用。冲洗工作每隔一按时间进行一次，间隔时间的长短依据