国外煤矿粉尘控制技术简介

Posted 2023-01-12 粉尘

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外煤矿粉尘在煤矿的生产作业过程中，如机采、综采、炮采、回采、锚喷、装运、选煤等工序，均可产生大量的粉尘，工人长期在高煤尘浓度的环境中作业，吸入呼吸性煤尘可引起尘肺，严重危害着煤矿工人的身体健康。因而，必须采取有效措施加以控制。
一、国外煤尘控制技术介绍
在国外，煤矿生产作业时产生的煤尘，主要采取以下技术控制措施，降低煤尘污染的程度。
1.煤层注水
煤层注水是利用水的压力通过钻孔把水注入既将回采的煤层中，使煤体得到预先湿润，以便减少采煤时浮游煤尘的产生量。这种措施降尘效果较好，一般可降低粉尘浓度60%～90%左右。长钻孔注水方式具有煤体湿润均匀、湿润范围大等优点，国内外都作为主要的注水方式优先选用。国外采用注水降尘的工作面数量占总工作面数量的百分比很高，而我国采用煤层注水的工作面数量则较低。这一差距不是由于注水技术或设备所致，而是由于对治理粉尘的管理不严，对有效的注水技术措施推广不力造成的。有些国家在煤层注水中加湿润剂或氯化钙，提高了湿润程度和降尘的效果。前苏联已研制出测定煤层注水前后的煤层水分的仪器。
2.喷雾降尘
喷雾降尘是向浮游于空气中的粉尘喷射水雾，通过增加尘粒的重量，达到降尘的目的。这一技术的关键是喷嘴要能形成具有良好降尘效果的雾流。有些国家研制出系列喷嘴，美国和前苏联等国家还在确定雾流参数方面进行了大量研究，并建立了喷嘴检验中心，保证喷嘴的生产质量和使用效果。
3.利用除尘器除尘
采用除尘器将空气中的粉尘分离出来，从而达到净化空气含量的目的。目前，国外一些主要产煤国家都在煤矿井下广泛用除尘器进行除尘。美国采用了除尘风机、湿式纤维除尘器、小旋风除尘器等设备。英国在掘进巷道及掘进机上采用了湿式洗涤除尘器和湿式过滤除尘器。前苏联在掘进机、采煤机或急倾斜煤层、回风巷等处采用了湿式旋流除尘器和吸尘泵。德国在破碎机处、转载点、掘进机上采用了干式布袋除尘器。国外的除尘设备一般体积大、较笨重，但除尘效率高，消音效果好，处理污染风量大。
4.泡沫除尘
泡沫除尘的效果好，一般可达90%以上，尤其对5mm以下的呼吸性粉尘，除尘率可达80%以上。泡沫除尘同喷雾洒水除尘相比，其耗水量减少1/2以上。这种除尘技术自20世纪50年代问世以来，一些主要产煤国家如美国、前苏联、波兰等在生产中得到了广泛应用，并已研究出定型的符合安全卫生和使用要求的廉价发泡剂。还根据不同的尘源要求，研究出不同型号的泡沫除尘配套系列设备。
二、不同作业岗位的防尘措施
1.掘进机作业时的防尘
悬臂式掘进机在巷道作业时，一般采用开式除尘系统，主要的防尘措施有：喷雾洒水、水空气喷射器除尘。国外很多国家是将除尘器安装在掘进机上进行除尘，也有些国家如德国、奥地利是将除尘器安装在掘进机后面20～30m处，当掘进机前移时，除尘器定期向前移动。一般来说，在大断面巷道掘进时，采用除尘器滞后移动的方式。当工作面需要处理污染风量较少时，将除尘器安置在掘进机上的方式较多。采用这些方式，可使工作面粉尘浓度降低90%左右。
2.打眼放炮作业的防尘
打眼放炮时能产生大量粉尘，粉尘浓度最高可达600mg/m3以上。国内外一般采用湿式打眼、放炮后喷雾洒水、水幕净化等措施。在国外，许多国家是采用湿式除尘器、水空气喷射器及环形洒水措施，来净化放炮时产生的炮烟和粉尘。
3.锚喷支护作业的防尘
在锚喷支护作业中，可产生大量粉尘，有的高达600mg/m3以上。目前，国外多数国家是通过改进锚喷工艺来消除粉尘的产生。德国主要采用气力自动输送、机械搅拌、湿喷机喷射等措施，来降低锚喷支护作业时的粉尘浓度，都收到较好的降尘效果。
4.回采工作面的防尘
为减少回采工作面产生的粉尘量，除必须采用预先湿润媒体的措施外，还应采取以下防尘措施：
(1)对采煤机的截割结构选择合理的结构参数及工作参数。德国、英国等对此进行了大量的研究，找出了各参数之间的相互关系，控制了煤尘的产尘量。
(2)在采煤机上设置合理的喷雾系统。滚筒采煤机一般均安置内、外喷雾，即从安装在滚筒上的喷嘴喷出水雾和从安装在截割部的固定箱、摇臂或挡板上的喷嘴喷出水雾进行降尘。喷嘴的布置方式及数量，喷嘴的选型，合理的喷嘴参数，这些与降尘效果的关系都极为密切。国外对采煤机的喷嘴系统和降尘效果极为重视，严格按照喷雾参数的要求供水，因而降尘效果普遍较好。
(3)对自移式液压支架设置合理的喷雾系统。目前有些煤矿采用在控顶区内安设喷嘴的方法，降低移架时产生的高粉尘浓度。在国外，有些国家已实现降架时进行喷雾自动控制系统进行降尘。
(4)采用最佳排尘风速和合理的通风技术。最佳风速随煤的水分增加而升高，一般在1.5～4m/s之间。采用下行通风可以有效地降低回采工作面的粉尘浓度。
5.炮采工作面的防尘
炮采工作面的防尘必须采用湿润煤体、湿式打眼、水泡泥、冲洗煤壁、转载点喷雾及采用最佳排尘风速等综合措施，才能降低作业面的粉尘浓度。
6.装载运输时的防尘
国外一般在装岩机上安装自动喷雾洒水装置，在装车点安装自动喷雾装置、利用湿润管湿润溜煤眼中的煤炭。或者使用密闭罩、半密闭罩将尘源密封起来，从下部将含尘空气抽至除尘器中净化。国外一般采用康夫洛自动喷雾洒水装置，在下落煤高度大的地方，装设密闭罩或除尘器除尘，从而达到净化空气的目的。
7.罐笼倒煤作业时的防尘
国外一般采用自动喷雾洒水措施，抑制煤尘的飞扬。还采用将产尘点完全密闭，从下部将含尘空气抽出进行净化处理，从而降低翻笼作业时扬起的大量粉尘。
三、个体防护措施
目前，国外的个体防护用具有自吸式防尘口罩、过滤式送风防尘口罩、气流安全帽等。由于重点突出，使用面广，对保护矿工的健康起到了积极的作用。个体防护措施的阻尘效率高，是解决矿山粉尘危害问题的重要技术措施之一。