在矿井建设、生产过程中,由于采掘工作面扩散条件有限,采掘作业产生的粉尘对人造成极大的危害。细微的粉尘颗粒吸入人体对人会造成一定的伤害,重者会产生尘肺病,在高温高压的条件下会产生爆炸,排入大气中对环境会造成一定的污染。粉尘的防治工作要从源头抓起,对易产生危害的粉尘进行有针对性、有计划、有措施进行长期不间断的防范治理。
一、煤矿粉尘的概念
煤矿粉尘是指煤矿在生产建设过程中所产生的各类矿物微粒的总称。
1、凿岩机钻眼过程中产生的粉尘。
2、爆破落岩、落煤过程中产生的粉尘。
3、爬岩机装岩过程、溜槽溜煤、皮带运输过程中产生的粉尘。
4、运输提升过程中产生的扬尘。
5、回柱放顶及放顶煤过程中产生的粉尘。
6、矸石山、煤仓在自然条件中产生的粉尘。
三、煤矿粉尘的分类
粉尘按其成分可划分为岩尘、煤尘等多种无机粉尘外,可按以下几种不同方法进行分类。
1、按矿尘粒径划分
①粗尘。粉尘粒径大于40μm,相当于一般筛分的最小颗粒,在空气中极易沉降。
②细尘。粒径为10μm-40μm,肉眼可见,在静止空气中作加速沉降。
③微尘。粒径为0.25μm-10μm,用光学显微镜可以观察到,在空气中作等速沉降。
④超微尘。粒径小于0.25μm,要用电子显微镜才可以观察到,在空气中作扩散运动。
2、按矿尘的状态划分
①浮游粉尘。悬浮于矿井空气中的粉尘。
②沉积粉尘。从矿井空气中沉降下来的粉尘。
3、按粉尘的粒径范围划分
①全尘(总粉尘)。各种粒径的矿尘之和。
②呼吸性粉尘。主要指粒径在51μm以下的微细尘粒,它能通过人体上呼吸道进入肺区导致肺病,对人体危害甚大。
4、按粉尘有无爆炸划分
①爆炸性粉尘。在煤矿常指煤尘,煤尘有无爆炸性需经爆炸试验才能鉴定,煤中可燃物挥发分含量越高,煤尘爆炸性越强。
②非爆炸性粉尘。指经高温、高压、电离等不产生燃烧、爆炸反应的粉尘。
③惰性粉尘。指能抑制燃烧、爆炸隔绝氧气,降低可燃物温度的粉尘(如:干粉)。
四、煤矿粉尘的危害
煤矿粉尘的危害是多方面的,不但对作业场所的作业人员的身体健康造成威胁,且污浊井下回风还会对空气造成污染影响附近居民的生活。危害主要体现在以下几方面:
1、导致尘肺病。悬浮于空气中的矿尘能刺激人的眼睛,被吸入呼吸道无法排出的能使人产生各种病变,特别是颗粒度小于5μm的矿尘,长期吸入人体会造成肺部组织纤维化病变,使肺部失去弹性,使人减弱或失去呼吸功能。
2、造成空气污染。矸石山、煤仓等在大自然风的作用下扬起的粉尘,会造成附近居民的空气污染。
3、煤尘具有爆炸和燃烧性。煤尘在一定条件下能发生燃烧和爆炸,给矿井带来灾难性后果,甚至使整个矿井遭受毁灭性的破坏。但煤尘爆炸必须有先决条件①煤尘本身具有爆炸性②煤尘的浓度达至爆炸界限③有足够能量的点火源④氧气浓度不低于18%。以上4个条件缺一不可,除条件一人为无法控制外其余三个条件都可人为控制。因此煤尘的燃烧和爆炸只要有好的管理,隐患及时排除燃烧和爆炸都不可能发生。
五、煤矿粉尘的防治措施
煤矿粉尘虽不能除尽,但通过人为控制后会降低对人体的危害及大气的污染。现有的防尘技术还不全面,通过几代人的.努力煤矿粉尘防治技术取得了很大的成绩,科技在进步随着进间的推移,防尘技术将越来越完善。煤矿现有的防尘技术主要体现在以下几方面:
(一)源头控制
1、煤层注水。在煤层开采前利用钻孔将压力水注入即将回采的煤层中湿润煤层,增加煤体内部水分,降低煤体在开采过程中产生的浮尘。注水钻孔可分为平行于工作面的长孔注水及垂直于工作面的短孔注水,注水后用水泥浆封堵孔口。此法为开采煤尘的主要降尘措施。
2、湿式打眼。在工作面使用风钻或煤电钻打眼时,必须连接压力水通过钻杆中心孔在整个打眼过程中源源不断注入钻孔中,降低钻眼过程中产生的煤尘、岩尘。
3、水泡泥。采掘工作面装药完成后炮眼使用装满水的水炮泥封孔,放炮后水受高温、高压雾化达到降低爆破过程中产生的粉尘。
4、喷雾洒水。在采掘工作面回风口巷道周壁安装一至二道特殊能将压力水雾化的喷雾装置,并保证设施齐全、灵敏、可靠,能雾化整个通风断面,雾化后的细小水滴散布在空气中与飘浮在空气中的尘粒碰撞,尘粒湿润后下沉。达到净化空气的目的。
5、装煤(岩)洒水降尘。煤体爆破落煤后,使用雾化喷头将水洒向煤体表面层层湿润,注意洒水量达至湿润程度即可;岩体爆破后向岩体表面洒水使矸石湿透,在爬矸机尾部装设防尘喷雾装置。从而降低装载、转运途中粉尘产生的系数。
6、冲洗井巷壁帮。定期对井巷壁帮进行冲洗,把附着在壁帮的浮尘清洗干净,避免浮尘干燥后在不合理的风速下再次扬起。另外也净化井巷壁帮,保持井巷清洁。
7、煤仓及矸石山的防尘措施。按通过环境评价的设计的煤仓、矸石堆放场地进行施工建设,煤炭的筛选过程保证煤尘在封闭的容器内进行,矸石山堆放场地尽量行选择在背风且对河流不造成污染的地带。
(二)切断传播途径
1、进风口布置。进风口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方,尽量不要设在开阔地带。井口段定期洒水降尘,避免大风扬起的尘土吸入井下。
2、合理控制风速。严格执行《煤矿安全规程》通风章节表2“井巷中的允许风流速度”的最低、最高风速之规定,每班对井下进、回风流、硐室、工作面等地点的风速进行核定,确保风速在允许范围内。
3、设置水幕墙。在区段回风巷、总回风巷设置中雾水幕墙,净化回风流。确保污风不对大气造成污染。
(三)个体防护
1、个体防护的主要用具为防尘口罩,我国现有生产的防尘口罩主要有两类:一类是不带换气阀的简易口罩,另一类是带换气阀的防尘口罩。井下作业人员入井作业必须带防尘口罩,简易口罩需经常更换,带换气阀的防尘口罩下班后要及时清洗并及时更换棉垫。
2、井下作业人员虽然有种种防尘措施,但由于长期接触粉尘难免会吸入部分粉尘,长期的积累会造成肺部组织纤维化病变,因此井下作业人员需每半年体检一次,在身体情况不允许的条件下及时更换工种并及时治疗。
3、井下作业人员在条件允许的条件下,应尽量站在进风侧。
(四)运用新技术
近几年来我国在粉尘防治方面取得了很大的进步,新技术、新工艺、新产品、新材料不断推出,但与现场需求还有差距,下步的研究方向:
1、如地面的空气净化器设计成煤矿安全型、防爆型后,是否能应用开井下,是否能有较好的效果。
2、大力研究高科技除尘技术如:超声波除尘、电离水除尘、微生物除尘、声波除尘技术等。
3、利用现有的水切割技术,现有的水切割技术已可切割厚度大于40cm厚的钢板。若技术得到推广应用我想切割岩体、煤体易如反掌,这样不但开采过程能降低粉尘的产生且水切割后的煤岩体湿润运输过程中也不易产生扬尘。
六、总结
煤矿粉尘影响矿井安全生产,威胁职工身体健康,是煤矿五大灾害之一。在矿井建设、生产过程的各个环节都产生大量的粉尘,有效控制粉尘,降低粉尘浓度,改善井下作业环境、杜绝煤尘爆炸事故的发生,是煤矿安全生产的重要环节,抓好矿井综合防尘治理工作,对促进煤矿安全生产建设,保障职工身体健康、创造一个优良环境具有重大意义。
为了搞好矿井的综合防尘工作，改善煤矿工人井下作业环境，减少粉尘对职工身体的危害，杜绝煤尘爆炸事故的发生，特制定本实施细则。
第二长是防治粉尘危害的第一责任者，副组长负责各自分管范围内防尘的领导和宣传监督工作，技术矿长对粉尘治理工作负技术责任，每月技术矿长负责组织召开综合防尘专业会议，研究、总结、布置综合防尘工作，解决综合防尘工作中存在的重大问题。
第三条各科的科长、主管防尘的副科长、各队的队长是综合防尘第一责任者，各科主管、各队技术负责人负责防治粉尘的技术责任，井下各主要生产队组必须建立完善的综合防尘台帐，每月28日前报综合防尘办公室，综合防尘办公室负责各科、队的防尘验收及业务管理工作。
第五条综合防尘办公室负责全矿井队组防尘报表收集、管理、上报工作，坚决做到报表及时、准确、可靠，并将各类报表及原始记录装订成册存档。
第六条安监站全面负责全矿井生产单位的防尘设施监督、检查、协调工作。
第七条通风科技术主管负责全矿井防尘管路、三通阀门及防尘设施的安装设计及技术指导工作，通风队成立专业的防尘队伍，负责采煤工作煤层打钻注水工作，定期冲刷回风大巷，回风下山及综采尾巷，提供全矿防尘设施安装地点及牌板设计，安装、维护、管理全矿井井下隔爆设施。
第八条综采队职责范围从工作面投产验收后至工作面收尾竣工验收止，负责本工作面正、副巷绞车以里和转载机以里所有防尘设施使用、维护、管理工作，具体设施包括：
1、采煤机内外喷雾及维护，推广“清水加压泵与采煤机”联动技术，水压达到（规程）规定，安装角度合理，确保喷雾覆盖全
滚筒。
2、所有的运输机（包括工作面溜煤头溜煤眼）必须使用装载点喷雾位置合理，使用正常。
3、采煤司机和移架工等工种应正常佩戴防尘口罩。
4、工作面架间喷雾推广使用自动喷雾装置，喷嘴使用组合型喷嘴，确保能覆盖煤机机道。
5、工作面综合防尘牌板由队（组）专业人员填写，要求牌板内容齐全、字体清楚。
6、及时清理及冲洗正、副巷道超前支护段和工作面浮煤，每班必须冲洗一次，有冲洗记录。
第九条掘（炮）进队职责范围：掘进巷道运输系统所有防尘设施安装、管理、维护，保证防尘设施的正常使用，具体设施包括
为改善井下作业环境,保护职工身体健康,杜绝煤尘爆炸事故发生,特制定此措施及制度。
一、成立综合防尘管理领导组
组长:通防副总
副组长:通防部长
成员:通防部人员
二、综合防尘措施和管理制度
(一)防尘供水系统
1、为满足生产和防尘洒水的需要,井下建立了完善的防尘供水系统。
2、防尘管路必须敷设到所有的.采掘工作面、煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、卸煤点等地点,防尘供水管路接至距采煤工作面不小于30米,距掘进工作面不小于20米。
3、皮带巷管路每隔50米设一组三通阀门,其它管路每隔100米设一组三通阀门。
(二)回采工作面
1、工作面煤层注水
2、水幕、喷雾洒水设施
(1)采煤工作面进、回风巷口以里50米范围内,安全出口距工作面以内50米范围内各安装一道净化水幕。水幕要覆盖全断面、灵敏可靠,出煤期间要正常使用,并有专人看管。
(2)采煤机必须安装内、外喷雾装置,并安装使用喷雾加压泵,外喷雾压力不得小于4mpa,割煤时必须喷雾降尘,雾化良好,能覆盖切割全部位,外喷雾要在机组机身两端、摇臂、滚筒后端盖等多处设置。
(3)其他各皮带、煤溜转载点喷雾要做到设置适当、雾化良好、使用正常。坚持谁使用谁负责的原则,确保其使用完好。回采工作面必须配备兼职防尘设施维护管理人员。
3、巷道冲洗
采煤工作面煤壁每班至少冲洗一次,工作面顺槽每天至少冲一次。其他粉尘积聚地点及时冲洗,严禁出现积尘。
(三)掘进工作面
1、防尘系统
(1)掘进工作面防尘系统必须完善,三通阀门必须按规定设置齐全。
(2)掘进队组打眼时必须采用湿式钻眼,用水泡泥充填炮眼。
(3)开拓工作面放炮后采用喷雾泵喷雾、洒水除粉尘。
(4)所有开拓、掘进及井筒、井下巷道都安装风流净化水幕,覆盖全断面。
2、除尘设施
(1)掘进工作面掘进机作业时必须使用机组内外喷雾除装置,喷雾水压不得小于3mpa,机组内外喷雾必须雾化良好,能覆盖切割全部位,喷嘴无堵塞现象。
(2)掘进巷道净化水幕设置两道,开口以里30米处一道,距掘进工作面20—50米范围安装一道(巷道长度未超过50米可以设置1道防尘水幕),炮掘工作面距工作面20—30米处必须安设放炮自动喷雾装置。
(3)其他各皮带、煤溜转载点喷雾要做到设置适当、雾化良好、使用正常。坚持谁使用谁负责的原则,确保其使用完好。掘进工作面必须配备兼职防尘设施维护管理人员。
掘进工作面100米以内每班至少冲洗一次,100米以外每天至少冲一次。其他粉尘积聚地点及时冲洗,严禁出现积尘。
(四)其他地点防尘措施
2、隔爆设施
(1)采掘工作面隔爆水棚,用水量按巷道断面积计算,不小于200l/㎡,水棚排距1.2—3米,棚区长度不小于20米,在进回风顺槽口及掘进巷口以内50—75米范围内设置,距风门距离不小于25米,每组隔爆水棚间距不得大于200米。
(3)隔爆设施必须实行挂牌管理,牌板标明:地点、水袋个数、棚区长度、总水量、断面等参数。
3、主要运输大巷每年至少刷白一次,各主要大巷及装载硐室、斜巷每天必须至少冲洗一次。
4、井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、输送机转载点和卸载点,以及地面筛分厂、破碎车间、带式输送机走廊、转载点等地点,都必须安设喷雾装置,作业时进行喷雾降尘。
三、责任管理范围
1、回采工作面
采煤队负责回采工作面及进回风顺槽的综合防尘管理。
2、掘进工作面
掘进队组负责从掘进开口位置至工作面范围内的综合防尘管理。
3、其他地点按生产技术科下发的《井下文明生产区域划分》执行。
4、积极推广综合防尘新工艺。实验各种新型喷雾、净化水幕、除尘装置及其他粉尘治理设备时,各队组要积极配合,确保矿井粉尘治理工作顺利开展,给广大职工创造一个良好的工作环境。
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