煤礦巷道掘進(jìn)的綜合降塵及防塵探究

       引言
　　一般來說，煤礦巷道掘進(jìn)施工中的防塵降塵措施是比較多的，在不同環(huán)境和條件下采用的方法理應(yīng)有所差異，這樣才能在保證煤礦開采效率和質(zhì)量的同時，進(jìn)一步降低粉塵濃度，維護(hù)生產(chǎn)的安全性，現(xiàn)場工作人員的人身安全也將免于遭受威脅。雖然在煤礦巷道中普遍建設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)，但是部分通風(fēng)系統(tǒng)的性能較差，通風(fēng)方式不合理，不能夠?qū)⒎蹓m濃度加以有效降低。為了轉(zhuǎn)變這一現(xiàn)狀，必須要加強(qiáng)對通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化，使之功能得到最大化的發(fā)揮，進(jìn)而對粉塵起到抑制作用，最大程度的降低煤礦巷道掘進(jìn)施工安全風(fēng)險(xiǎn)，為煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益提供可靠保障。
　　1   煤礦巷道掘進(jìn)粉塵來源分析
　　1.1 煤礦粉碎作業(yè)   爆破作業(yè)在煤礦巷道掘進(jìn)施工中是比較常見的，通過破壞原有的煤層結(jié)構(gòu)，將大體積煤炭變小，以便于將煤炭順利運(yùn)輸出去，這是煤礦開采的一個基本要求。然而在對煤礦進(jìn)行粉碎時經(jīng)常會滋生大量的粉塵，這會影響到施工人員視物，增加施工的危險(xiǎn)性，而長期吸入粉塵會導(dǎo)致施工人員罹患各類呼吸道疾病。據(jù)調(diào)查顯示每年因此類癥狀死亡人數(shù)高達(dá)上萬，可見在煤礦巷道掘進(jìn)中采取防塵降塵措施是非常必要的。
　　1.2 機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用   現(xiàn)如今機(jī)械化生產(chǎn)在煤礦開采中備受推崇，各種機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用大大減輕了施工人員的勞動強(qiáng)度，提高了煤礦開采效率，但是也引發(fā)了一些新的問題，最為突出的就是粉塵濃度的大幅上升。發(fā)生這一現(xiàn)象的原因在于煤礦巷道掘進(jìn)所用機(jī)械設(shè)備導(dǎo)致巖層破碎，截齒與巖層的反復(fù)碰撞會讓粉塵在巖層表面積聚，隨著施工的推進(jìn)粉塵就會逸散到空氣中，這是煤礦開采中火災(zāi)和爆炸事故頻發(fā)的罪魁禍?zhǔn)住?
　　1.3 煤礦巷道支護(hù)施工   對煤礦巷道進(jìn)行支護(hù)可以保持巖層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止坍塌事故的發(fā)生，較為普遍應(yīng)用的是液壓支架，需要隨著煤礦巷道掘進(jìn)進(jìn)行移動和調(diào)整，這就導(dǎo)致頂板荷載并非一成不變，而是發(fā)生了明顯變化，空氣中的粉塵就會隨之增加，能見度的下降會讓施工人員頻頻出現(xiàn)失誤操作，煤礦開采風(fēng)險(xiǎn)也會急劇上升。
　　1.4 煤礦運(yùn)輸   煤炭通常需要通過傳送帶進(jìn)行運(yùn)輸，在裝載和運(yùn)輸過程中也會產(chǎn)生不少的粉塵，有些煤礦企業(yè)為了擴(kuò)大自身經(jīng)濟(jì)效益會超負(fù)荷使用運(yùn)輸設(shè)備，將體積和重量較大的煤炭放置在傳送帶上，煤炭與傳送帶的摩擦是產(chǎn)生粉塵的重要原因之一;此外，裝載煤炭時施工人員用力過猛，或者是煤炭從高處落到傳送帶上，也會有較大的概率會增加粉塵量。
　　2   煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化路徑
　　優(yōu)化煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是防塵降塵的一個有效措施，可以讓煤礦開采環(huán)境更加安全，人員傷亡事件的發(fā)生幾率也會大幅下降，充分滿足了新時期煤礦開采要求，煤礦企業(yè)利益也能快速提升。具體而言，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化需要從以下幾個方面著手： 　　2.1 應(yīng)用先進(jìn)的煤礦通風(fēng)技術(shù)   科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展使得各類先進(jìn)技術(shù)手段被應(yīng)用到各行各業(yè)中，國民經(jīng)濟(jì)因而保持著高速發(fā)展態(tài)勢，目前在煤礦巷道通風(fēng)系統(tǒng)中所用的技術(shù)可謂多種多樣，根據(jù)煤礦開采環(huán)境選擇合適的通風(fēng)技術(shù)，能夠取得非常顯著的成效，將粉塵濃度控制在允許范圍內(nèi)。以局扇通風(fēng)技術(shù)為例，這類技術(shù)的應(yīng)用對局扇有著嚴(yán)格的要求，不僅需要局扇能夠具有較大的風(fēng)量和較小的噪音，而且要堅(jiān)固、耐用，更為重要的是局扇的防爆性能也要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，這樣局扇通風(fēng)技術(shù)才能在煤礦巷道掘進(jìn)中發(fā)揮效用。因?yàn)榫稚鹊墓β氏鄬^大，所以每個采掘面所用局扇數(shù)量通常不超過兩個，局扇的型號也要符合煤礦開采的要求，以達(dá)到防塵降塵的作用。
　　2.2 轉(zhuǎn)變煤礦通風(fēng)方式   從當(dāng)前煤礦通風(fēng)方式來看，往往并未根據(jù)煤層傾向角度、粉塵濃度和井田面積等因素進(jìn)行合理性的選擇，使得煤礦巷道掘進(jìn)施工的安全性較低，施工成本較高，煤礦企業(yè)的利益也會有所削減。各種煤礦通風(fēng)方式的適用范圍如下所示：首先，中央并列式通風(fēng)方式適用于井田面積不大的通風(fēng)系統(tǒng)中，但是通風(fēng)系統(tǒng)的線路過長，系統(tǒng)運(yùn)行過程中也會持續(xù)受到阻力，在使用時需要加以注意;對角式通風(fēng)方式適用于井田面積較大的煤礦中，而煤層較深的則要優(yōu)選混合式通風(fēng)方式，這樣煤礦巷道掘進(jìn)施工中通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行就會更加穩(wěn)定，將會不斷有新鮮空氣流入礦井，有利于遏制粉塵的大量滋生。
　　2.3 礦井通風(fēng)量的合理分配   礦井通風(fēng)量的大小對于防塵降塵有著重大影響，實(shí)際上在煤礦巷道掘進(jìn)中并不是通風(fēng)量越大效果就越好，而是要根據(jù)礦井各個地區(qū)粉塵濃度對通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量加以計(jì)算，既要降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，又要將粉塵從井內(nèi)迅速排出，唯有如此煤礦開采才能保質(zhì)保量開展，煤礦企業(yè)取得效益也會更為可觀。通常情況下，煤礦開采的推進(jìn)會造成粉塵的不斷增加，相應(yīng)的需要更大的風(fēng)量能夠?qū)⒎蹓m稀釋，說明通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量是動態(tài)變化的，要求工作人員能夠定期計(jì)算礦井需風(fēng)量，調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，爭取將粉塵濃度控制在較低范圍內(nèi)，從而為煤礦開采的可持續(xù)進(jìn)行創(chuàng)造有利條件。
　　2.4 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化   煤礦通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)往往是比較復(fù)雜的，包含有多個設(shè)備和管道，加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是強(qiáng)化系統(tǒng)功能，提高通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的有效途徑，因此需要對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，針對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)弊端加以改進(jìn)，能夠在煤礦巷道掘進(jìn)施工中發(fā)揮對粉塵的抑制作用?？紤]到礦井內(nèi)部面積較大，單獨(dú)一臺風(fēng)機(jī)是不能夠滿足通風(fēng)需求的，所以在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中經(jīng)常是兩臺風(fēng)機(jī)同時運(yùn)行，致使倒機(jī)停風(fēng)現(xiàn)象屢見不鮮，風(fēng)機(jī)就不能夠穩(wěn)定運(yùn)行，礦井通風(fēng)量較小，粉塵濃度將會升高。對于此類情況的解決對策為，在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)置平式百葉窗，以達(dá)到平衡點(diǎn)風(fēng)量的目的，煤礦巷道掘進(jìn)施工中產(chǎn)生的粉塵就會被快速排出，而不會滯留在礦井內(nèi)部危害施工效率和人員安全了。
　　PLC的應(yīng)用可以促使煤礦通風(fēng)系統(tǒng)更加智能化、自動化，只需要將控制指令輸入到PLC中即可實(shí)現(xiàn)對通風(fēng)系統(tǒng)的自動控制，無需工作人員手動操作系統(tǒng)，主觀因素引起的風(fēng)險(xiǎn)事故將會被扼殺在萌芽之中。而且PLC對通風(fēng)系統(tǒng)中各類設(shè)備的管控更加精準(zhǔn)，在通風(fēng)系統(tǒng)中安裝有傳感裝置，當(dāng)粉塵濃度超過預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時系統(tǒng)就會自動啟動，直到達(dá)到臨界值以下。同時在系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障時也能夠及時發(fā)出預(yù)警，讓工作人員可以快速準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)，恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)的良好運(yùn)行，這是信息時代下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的一個新思路，可以將工作人員從繁瑣的通風(fēng)系統(tǒng)管理工作中徹底解放出來，煤礦巷道掘進(jìn)施工也會煥發(fā)出新的氣象。
　　3   煤礦巷道掘進(jìn)施工中的防塵降塵措施
　　①使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)時不可避免的會產(chǎn)生粉塵，此時可以用除塵器+高壓噴霧裝置開展防塵降塵工作，噴霧壓力不能低于3.5MPa，否則就無法起到對粉塵的去除作用。雖然運(yùn)用上述裝置可以顯著提高煤礦開采的安全性，但是這些除塵設(shè)備的頻繁使用會加大其故障概率，因此煤礦企業(yè)應(yīng)該安排專人負(fù)責(zé)對這些裝置進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，以免在需要使用時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在故障，影響到除塵效果。比如說將水質(zhì)過濾后輸送到噴嘴，防止水中的雜質(zhì)造成噴嘴的堵塞，還要給噴霧裝置提供足夠的壓力。
　?、诟鶕?jù)煤礦企業(yè)制定的設(shè)備管理制度對除塵設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理，譬如說在使用除塵器降低空氣中的粉塵時，在開機(jī)前、使用中、關(guān)閉后都要按照相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行操作，開機(jī)前要接通電源，將除塵器調(diào)整到噴霧狀態(tài);使用中嚴(yán)格遵循使用手冊，不能有絲毫差錯;關(guān)機(jī)除塵器時則要查看過濾網(wǎng)和污水箱，確定沒有破損和臟污情況后進(jìn)行保管，避免受到環(huán)境因素影響出現(xiàn)故障問題。
　?、弁ㄟ^煤層注水和打眼錨桿支護(hù)作業(yè)來進(jìn)行防塵。首先利用濕式液壓鉆機(jī)進(jìn)行打眼，增加空氣濕度，抑制粉塵滋生;接下來使用干式孔口捕塵器，該綜合捕塵方法效果較好，對于施工人員技術(shù)水平?jīng)]有過高要求，是一種新穎的煤礦巷道掘進(jìn)施工的防塵降塵措施。
　　④在掘進(jìn)巷道內(nèi)部按技術(shù)要求鋪設(shè)防塵管路，同時安設(shè)巷道凈化水幕和轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧，在煤礦巷道掘進(jìn)前用高壓注水方式，配合高壓外噴霧裝置、除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行徹底的降塵、防塵。另外，還要加強(qiáng)煤礦巷道掘進(jìn)施工安全管理水平，將上述工作落實(shí)到位，保證降塵效果。
　　⑤在噴射機(jī)后方安裝除塵器，借助除塵器來實(shí)施抽塵凈化，要依據(jù)巷道風(fēng)向設(shè)置吸塵罩位置，保證吸塵罩與巷道頂部錨桿呈90°直角，錨噴支護(hù)作業(yè)與上料口位置相互距離2～4m。此時，采用負(fù)壓風(fēng)筒銜接除塵器，保證除塵器前部連接吸塵罩，后部與風(fēng)筒連接。
　?、薇M量降低裝載點(diǎn)落差，可以考慮裝設(shè)溜槽或?qū)虬?，?yōu)化風(fēng)流凈化水幕位置。一旦噴霧裝置發(fā)生故障無法啟動時，可以采用凈化水幕來配合裝載運(yùn)輸運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)有效防塵。水幕噴頭高度設(shè)置要保證傾斜角在35°以內(nèi)，提高水幕的除塵噴霧降塵效果。
　　⑦煤礦巷道掘進(jìn)的防塵工作還要加強(qiáng)個體防護(hù)與定期檢測，現(xiàn)場全體人員必須佩戴個體防護(hù)用具，如自吸式防塵口罩或過濾式送風(fēng)防塵口罩等;并定期對人員身體狀況進(jìn)行了解，患病者將不能從事一線生產(chǎn)。另外，還要做定期呼吸性粉塵的檢測，評估施工作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)和處理粉塵超限問題。
　　結(jié)語
　　綜上所述，粉塵濃度過高會給煤礦巷道掘進(jìn)施工帶來一系列的負(fù)面效應(yīng)，會影響到施工人員操作的準(zhǔn)確性，危害他們的身體健康。煤礦企業(yè)必須要采取綜合性的防塵降塵措施，減少礦井內(nèi)部有毒有害氣體含量，為煤礦開采提供安全防護(hù)，讓施工人員能夠在良好的環(huán)境下進(jìn)行煤礦生產(chǎn)作業(yè)，在此情況下煤礦生產(chǎn)必然會保持連續(xù)性和高效性，給煤礦企業(yè)創(chuàng)造更多效益，煤礦企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展也會真正成為現(xiàn)實(shí)。