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井下粉尘的处理措施——益矿科技

发布时间:

2020-03-03

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根据国家卫计委的数据显示，2017 年，全国共报告职业病 27420 例，其中尘肺病 24206 例，尘肺病报告病例数占 2017 年职业病报告总例数的 88.28%，大部分分布在煤炭行业。到 2016 年年底，全国累计报告尘肺病已经突破 70 万例，占职业病的九成。矿井粉尘作为井下五大自然灾害之一，不仅危害工人的身体健康，而且存在爆炸的危险。随着煤炭资源开采的机械化、自动化程度越来越高，煤尘的产生量也越来越多，开展对煤尘爆炸理论的研究，以及对煤尘防治装置的改进，变得更为急迫。我国每天仍有 500 万工人从事煤炭生产，如何保障煤炭行业从业者的健康安全是煤炭产业可持续发展的重要保证。据了解，尘肺病是对煤炭工人身体健康最大的威胁，也是我国危害最严重的职业病。目前，我国每年的尘肺病死亡人数已超过煤矿企业工伤死亡人数。值得关注的是，我国尘肺发病人数呈上升趋势，目前每年新增病例 2 万人左右。截至目前，全国累计报告发病 72.7 万人，死亡 15 万人，煤炭行业约占全国尘肺病人 61%，尘肺病也因此被称为“隐形矿难”。

粉尘危害产生的原因：一是无防尘措施或措施不落实，采掘工作面和其他巷道风速过大，未采取湿式打眼、煤层注水等综合防尘措施；二是采掘工作面无喷雾扫水装置，放炮不开喷雾，巷道四周煤尘不定期清理，转载点无喷雾降尘装置或喷雾降尘装置不起作用；三是放炮进、回风巷无喷雾降尘设施；四是个人防护措施不到位，作业人员未佩戴防尘面罩或防尘口罩。

一、煤矿传统粉尘治理技术

喷雾洒水技术喷雾洒水技术取决于水质和粉尘的性质、水滴和粉尘的相对速度以及物体的分散度等方面。水的纯度越低，其黏度势必会越大，被分离的难度也会随之增加，从而降低水滴与粉尘的黏合程度；水滴与粉尘的相对速度越大，那么碰撞时产生的强大动力将会更有力击碎水的表面张力，增强捕获能力；物体的分散度过高，水滴就会过小，捕获能力也会降低。

通风除尘技术通风除尘是矿井除尘的重要方式，它是借助风力将矿井中的粉尘进行稀释和排出的方法。通过各种除尘技术后，在矿井中仍然会存在一些直径小于10um 的微细粉尘，这些小粉尘就需要在合适的风力作用下才能排出矿井，一般当巷道中的风速达到 0.5m/s 时，井下的微尘就会被排出，对于较大的粉尘，则需要较大的风力，但最大风速不能超过 4m/s。

煤尘预湿注水技术用煤电钻向原生煤层高压注水，使之渗透煤层。则原生煤体在未被挖掘粉碎之前就被润湿，避免了在采掘过程中煤尘飞扬，减少了尘源。通过注水包裹煤体，水进入了煤体的裂隙与煤层之间，这样减少了煤体采掘时煤尘的飞扬。注水能使煤体的物理力学性质发生改变，使煤的脆性减弱，塑性增强，这使煤体在开采粉碎时更多的是发生塑性形变，减少了煤体破碎为尘粒的概率。常用的注水方式见表：

二、泡沫除尘技术应用发展

泡沫除尘是最新发展的一种高效率除尘技术，不仅耗水量少，操作简便，而且更适合我国现阶段矿井粉尘治理，该技术是利用除尘水管和压风管路，在水管中加入一定量的添加剂，通过专用的发泡装置，引入压风，产生高倍数泡沫，通过喷嘴喷洒至尘源，泡沫通过良好的覆盖、湿润和粘附等方式作用于粉尘，从根本上防止粉尘扩散，有效的降低空气中粉尘浓度。该技术与湿式抑尘相比，用水量可减少 30 ～ 80%，除尘效率比喷雾洒水高 3 ～ 5 倍。矿用泡沫抑尘系统由箱体及泡沫产生设备（MFD-IA01）、泡沫分配器（MFD-IA02）、泡沫喷头及支架（MFD-IA03）三个部分组成。

技术特点

（1）泡沫能够无空隙的覆盖综掘机切割滚筒，使切割在泡沫体内完成，从根本上防治粉尘向外扩散；

（2）液体形成泡沫后，总体积和总表面积大幅度增大，增加了与粉尘的碰撞几率，提高了降尘效率；

（3）泡沫的液膜中含有特制的添加剂，能大幅度降低水的表面张力，迅速增加粉尘被润湿的速度；

（4）泡沫具有很好的粘性，粉尘和泡沫接触后会迅速被泡沫黏附；

（5）对于高瓦斯矿井，泡沫覆盖切割滚筒能有效抑制由于切割产生的火花，防治瓦斯和煤尘爆炸；

（6）耗水量少，避免了水雾除尘耗水量大而引起的综掘机沉陷，提高了工作效率；

（7）主要设备采用强力磁铁固定，安装、拆卸、维护方便。

（二）主要应用领域

泡沫除尘技术适用于煤矿井下采掘工作面、皮带运输机转载点、隧道掘进施工等空间狭小地点粉尘灾害的防治。

（1）采煤工作面的产尘。采煤工作面的主要产尘程序有采煤机落煤、装煤、运煤、液压支架移架、运输转载、人工催煤、爆破及放煤口放煤等；

（2）掘进工作面的产尘。掘进工作面的产尘工序主要有机械破煤、装揣、爆破、锚喷等；

（3）其他地点的产尘。巷道维修的锚喷现场、煤炭的装卸点等也都产生高浓度的矿尘，尤其是煤炭装卸处的瞬时矿尘浓度，有时甚至达到煤尘爆炸浓度极限。到目前为止，国内绝大部分矿山防尘大部分采用的仍是湿式作业，即喷雾洒水技术和煤层预湿注水技术。这对煤尘中细小颗粒，尤其是直径 10um 以下的煤尘，抑制作用有限，降尘效果不佳，且耗水量大，影响煤炭热值。

关键词:

措施,粉尘,泡沫,技术,煤尘,除尘,喷雾,矿井,产生,尘肺病

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