当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

煤矿井下粉尘污染与防治


第 21 卷第 1 期 煤  炭  技  术                  2002 年 1 月 Coal Technology

煤矿井下粉尘污染与防治
王  文1 , 桂祥友1 , 王国君2

摘  要 : 根据煤矿井下粉尘的特性 、 危害和对井下空气污染的状况 , 提出针对井下各产尘源的治理措施和治理方 法。 通过对粉尘污染的治理 ,改善煤矿工人的作业环境 ,实现清洁生产 ,降低矿工职业病发病率和事故率 ,提高煤矿 生产效益和经济效益 。 关键词 : 粉尘 ; 空气污染 ; 粉尘治理 ; 清洁环境

中图分类号 :TD714     文献标识码 :A     文章编号 :1008 - 8725 (2002) 01 - 0043 - 02

0  引言

煤矿井下粉尘污染既是一个劳动保护问题 , 也 是一个环境保护问题 。 井下粉尘对人体危害很大 ,一 般大于 10 μm 的粉尘 , 容易被鼻腔 、 气管粘液所捕 捉 ,并逐渐排出体外 ; 小于 10 μm 的粉尘则可深入到 气管深部 ; 而小于 5 μm 的粉尘则 90 % 可沉积在气 管、 肺泡上 ,引起肺泡的冲血反应而导致尘肺病 。 严

重的尘肺病可能发展为肺心病 ,有很高的死亡率 ,对 我国煤矿粉尘危害严重 ,尘肺病的发病率高 ,不仅直 风进入大气 ,造成环境污染 。

煤矿工人威胁很大 ,成为煤矿工人最主要的职业病 。 接损害了井下工人的健康 , 也使大量粉尘随矿井排

1  矿井下粉尘的产生及特性
111  井下粉尘的产生

煤矿在生产 、 、 贮存 运输及巷道掘进等各个环节

中都会向井下空气中排放大量的粉尘 。 尤其在风速

较大的作业场所 ,粉尘排放量猛增 , 据资料统计 , 有 以上 。

的矿区排向井下空气的煤粉尘是煤炭产量的 116 % 采煤工作面是煤矿产尘量最大的作业场所 , 其 产尘量约占矿井产尘量的 60 % 左右 。 为了预防矿井 瓦斯 、 煤尘爆炸恶性事故的发生 ,改善矿井劳动卫生 条件 ,采煤工作面是矿尘防治的重点 。 机采工作面在 我国越来越普及 ,但产尘浓度也随之上升 。 采煤机割 煤、 支架移架 、 放煤口放煤及破碎机破煤是机采工作 面的四大产尘源 , 产尘量分别约占 60 % 、 % 、 % 20 10 和 10 % 左右 。 为了搞好采煤工作面的粉尘防治 , 有 效降低粉尘浓度 , 必须针对采煤工作面的尘源采取
收稿日期 :2001 - 09 - 11 ;修订日期 :2001 - 12 - 12 作者简介 : 王文 (1968 - ) ,辽宁阜新人 ,现从事教研工作 。

(11 辽宁工程技术大学 资环学院 , 辽宁 阜新 123000 ; 21 沈阳矿业集团有限责任公司 , 辽宁 沈阳 110000)

相应的治理措施 , 以达到对粉尘进行综合治理的目 的。 巷道掘进也是井下主要产尘源之一 , 在无任何 防尘措施的情况下 ,炮掘工作面 、 机掘工作面和巷道 锚喷过程中产尘情况如下表 1 所示 。
表 1  掘进工作面的尘源及产尘量的分布

工作面 总产尘浓度 类别
/ mg · - 3 m

炮掘 1 300 ~ 1 600 85 10 机掘 1 000 ~ 3 000 锚喷 600 ~ 1 000

2  井下粉尘污染的治理
211  采煤工作面粉尘的治理

112  井下粉尘的特性与危害

煤矿井下粉尘是指在煤矿生产中产生的微细煤 尘和岩尘的总称 。 煤矿井下粉尘具有如下特性 : ( 1) 粉尘表面吸附一层空气薄膜 , 阻碍粉尘间 或水滴与粉尘间的凝聚沉降 。 ( 2) 粉尘的分散度增大 , 吸附在其表面的氧分 子增多 ,加快了粉尘氧化分解过程 。 ( 3) 细微岩尘由于表面积增大 , 岩尘中的游离 二氧化硅很容易溶解于人体肺细胞中 。 ( 4) 采掘工作面产生的新鲜粉尘较回风道中的 粉尘易带电 。 由于粉尘具有这些特性决定了以下危害 : 易引 起尘肺 ; 易引起燃烧和爆炸 ; 高浓度粉尘能加速机械 磨损 ,缩短精密仪器的使用寿命 。

                Jan1 ,2002
生产工艺中产尘量占总产尘量的百分数 / % 干式打眼 湿式打眼 机掘 锚喷
5 41 46 13 86 13 1 49 34

Vol . 21 ,No1

打 放 装 打 放 装 切 转 移 上 喷 拌 眼 炮 车 眼 炮 车 割 载 溜 料 浆 料

17

采煤工作面是煤矿产尘量最大的作业场所 ,为

 · ·               煤  炭  技  术               第 1 期 44 了搞好采煤工作面粉尘的防治 , 有效降低其粉尘浓 度 ,必须针对采煤工作面的尘源采取相应的防治措 施 ,以达到对粉尘治理的目的 。
21111  采煤机径向雾屏降尘

流最大距离 ( 60 ~ 100 m) 。 此外 ,还要采取溜煤眼口 密闭 、 喷雾洒水和通风排尘等综合防尘措施 。
212  掘进工作面粉尘的治理 21211  凿岩时粉尘的治理

这是一种采煤机外喷雾改进的措施 。 在采煤机

机械凿岩是矿山井下生产过程中的主要产尘源

摇臂上靠近滚筒部分 , 加一直的和弧形的金属管连 接 ,在其上焊 6 ~ 9 个喷座 ,并安装喷嘴 。 每个喷嘴的 流量 5 L/ min ,向喷嘴供应 10 MPa 以上的压力水 ,这 样在滚筒靠人行道侧形成一道径向雾屏 , 对控制和 降低滚筒产生的粉尘有较好的效果 。 采煤机外喷雾降尘优点是降尘效率高 , 装备简

之一 ,机械凿岩时所产生的矿尘浓度除和矿岩的物 理化学性质有关外 ,主要取决于生产强度等 。 除矿山 井下普遍使用的湿式凿岩降尘及干式孔口捕尘和孔 底捕尘外还有泡沫除尘 。 泡沫除尘技术是一种高效 、 简便 、 经济 、 易操作

21112  采煤机高压外喷雾降尘

的新技术 。 其原理是 : 在水中加入一定比例的泡沫除 尘剂 ,通过一套机械装置 ,得到使水的表面张力小于 节省了大量用水 ,而且造成了多界面润湿条件 ,使矿 尘增湿并成泥浆 ,提高了对呼吸性粉尘的捕获率 ,使 其达到 90 % 以上 。

单 ,比较容易实施 ,压力 8 ~ 12 MPa , 每个喷嘴的流 量 15 L/ min 。 其主要原理是利用高压减小雾粒的浓 度 ,提高雾粒密度 、 飞行速度 、 引射风量 、 涡流强度及 带电量 , 增加雾粒与尘粒的碰撞机率 、 能量及附着 力 ,从而提高了水雾粒对尘粒的俘获率 。 高压外喷雾 可使总粉尘降尘率达到 90 % 以上 。 针对液压支架移架 、 放煤操作中主要的产尘工 序 ,设计一种自动喷雾控制阀 ,从而实现液压支架移 架、 放煤的自动喷雾降尘 。 为提高降尘效果 , 实现二 次喷雾降尘 ,在系统中加入组合四通阀等液压元件 。 这不仅实现支架移架 、 放煤的自动喷雾 ,还可实现下 风邻架的自动喷雾降尘 。 在系统中加入磁化器 ,可实 现有利于降低呼吸性粉尘的磁化水喷雾降尘 。 破碎机防尘有两种措施 ,即封闭破碎机 ,避免粉

21113  破碎机转载点粉尘的治理

尘外扬 ( 出口用软胶带 ) ; 在密闭的基础上安装小除 尘器 ,进行抽尘净化 。 转载点一般采用喷雾降尘的方法 , 可用触控液

压控制器实现与设备同步的自动喷雾降尘 , 也可应 用与破碎机相同的声波雾化和荷电喷雾降尘 。 当溜煤巷 ( 眼 ) 中溜煤时 , 煤下溜过程中 , 引起

21114  溜煤巷 ( 眼) 粉尘的治理

煤块与煤块 、 煤块与溜煤眼壁的冲击碰撞和摩擦 ,产 生大量粉尘 。 同时 , 下落煤体产生冲击气流 , 使矿尘 向溜煤巷外部扩散 ,因此 ,溜煤巷也是井下主要产尘 源之一 。 溜煤眼矿尘的控制 ,关键在于溜煤眼的设计 ,一

般应将溜煤眼布置在回风侧 。 如因条件限制 ,需设在 进风巷道附近 ,也应将溜煤眼布置在主要进风巷道 的绕道中 。 溜煤眼口距绕道口的距离应大于冲击风

315 ×10 - 5 N/ cm2 的泡沫溶液 。 由于将水发泡 , 不仅 21212  爆破作业时粉尘的治理 21213  装岩时粉尘的治理 21214  收尘措施

爆破作业是产尘最集中的生产工序 , 且其产生

的浮游尘粒比干式凿岩时还要细微 。 因此矿尘的自 然沉降速度慢 ,不利于缩短作业循环时间 ,其污染影 响范围可达几十米甚至上百米 。

爆破作业的产尘量主要与炸药数量 、 爆破方法

和矿尘物理性质及湿润程度有关 。 通常 ,同时起爆的 药量越多 ,爆破后产生的矿尘越多 。

矿山井下广泛采用水封爆破降尘 , 水封爆破的

降尘率可达 60 % ,且对除去呼吸性粉尘有较好的效
) 毒有害气体 ( 约 37 % ~ 46 %) 、 降温 ( 约 015 ~ 110 ℃

果。 另外 ,水封爆破还有降低炮烟 ( 约 70 %) 、 减少有 等作用 。 此外 ,还有喷雾降尘 、 水幕降尘等措施 。 除常用的喷雾洒水降尘外还有以下两种 :

运输机水电连锁降尘 。 在运输系统所有装载点 、

转载点 ,可根据矿尘大小安设定点喷雾装置 ,进行经 常或不定时喷雾洒水 。 当运输距离较长时 ,最好采用 水电连锁装置 ,即溜子或皮带启动运转时 ,控制喷雾 阀门的电磁阀自动打开 ,实现喷雾洒水 。

矿车运输自动洒水降尘 。 采用喷雾洒水的办法

浇洒矿车 ,考虑到矿车运输不连续的特点 ,矿山多采 工作 ,矿车通过后喷雾停止 。

用机械传动自动控制方式 , 实现矿车通过时喷雾器

控制机掘工作面含尘气流向巷道外扩散 ,可选

第 1 期             王文等 : 煤矿井下粉尘污染与防治            · ·  45 用附壁风筒 。 这是一种利用气流的附壁效应 ,将原压 入式风筒供给机掘工作面的轴向风流改变为沿巷道 壁运动的旋转风流 。 并使风流不断向机掘工作面推 进。 在掘进机司机工作区域的前方建立起阻挡粉尘 向外扩散的空气屏幕 , 封锁住掘进机工作时产生的 粉尘 。 除尘器将工作面的含尘风流吸入吸尘罩 ,由除 尘器净化 ,从而提高了机掘工作面的收尘效率 。
213  风流净化措施
3

滚筒 、 高压水辅助切割降尘技术 、 高压或超高压喷雾 降尘 、 干式布袋除尘技术 、 声波雾化除尘技术 、 预荷 电降尘技术等 。 随着技术的进步和研究的深入 ,用聚 酯纤维材料 ,采用三维针刺滤料结构 ,经烧毛 、 热压 , 表面树脂覆盖 、 疏水及热定型等系列处理工艺 ,并通 过再滤料表面添加金属粉末等特殊工艺处理后 , 将 研制出一种适合于煤矿使用的过滤风速达到 3 ~ 4
m3 / m2 · 、 min 对呼吸性粉尘集尘率大于 85 % 的矿用

当入风井巷和采掘工作面的风源含尘量超过

干式除尘滤料 。 滤料的突破 ,将使干式布袋除尘器向 小型化 、 系列化方向大大迈进一步 。 利用生物技术制造成的生物聚合物等新材料 , 可做成低阻力 、 高阻尘率的个体防护用具 ,阻止呼吸 性粉尘及其它有毒 、 有害气体进入人体 ,保护人体健 康 ,生物技术必将渗透到矿业劳动安全与卫生领域 , 并使该领域产生一次技术革命 。

3  煤矿井下防尘科学管理展望

015 mg/ m 时 , 应采取风流净化措施 。 矿井风流净化

分为主进风源净化和局部地点的风流净化两种 。 对 于主进风源 ,首先要防止地表粉尘进入地下 ,保护入 风质量 。 例如 ,在进风井与地面产尘点间设一定的防 护地带 ; 入风井口附近的运输道路及工业场地路面 铺水泥或沥青 ,设置洒水清洗路面的设施等 。 当入风 流含尘量仍超标时 , 可采用水幕净化或静电除尘等 措施 。 对于井下局部尘源的净化 ,鉴于矿井条件的特 殊性 ,风流净化方案的选择受到限制 ,不可能象地面 那样采取高效除尘设备 。 但要求采用的除尘装置体 积小 、 效率高 、 阻力小 ,能有效的除去细微尘粒 ,同时 具有安全 、 工作可靠等特点 。

4  结束语
粉尘污染监测 、 信息处理 、 尘害防治一体化是未 来煤矿尘害治理的必然趋势 。 通过粉尘传感器对各 种作业场所进行远距离或地面集中检测 , 获得的总 粉尘浓度 、 呼吸性粉尘浓度 、 粒度分布 、 游离 SiO2 含 量等粉尘信息 ,通过光纤通信系统传送到检测中心 , 由计算机综合处理后 ,粉尘专家系统提出治理方案 , 对粉尘浓度超标 、 可能危害作业人员健康 、 或可能引 起瓦斯 、 煤尘爆炸的场所 , 由检测中心发出指令 , 驱 动相应防 、 降尘设施进行自动除尘 ,一旦达到允许的 浓度范围 ,防尘设施又自动停止工作 。 这样 , 可使整 个作业场所始终保持安全 、 、 卫生 洁净的工作环境 。 参考文献 :
[ 1 ]  任守政 ,张子平 ,张双全 ,等 1 洁净煤技术与矿区大气污染防治 [ 2 ]  李金柱 1 煤炭工业可持续发展的开发与利用技术 [M] 1 北京 : 1996 ,430 — 1 435 [ 3 ]  范维唐 1 跨世纪煤炭工业新技术 [M] 1 北京 : 煤炭工业出版社 , [M] 1 北京 : 煤炭工业出版社 ,1998 ,241 — 1 246

在机械化采掘作业和运输 、 转载过程中 ,都要产

生大量粉尘 , 危害十分严重 。 现在普遍采用通风除 尘、 喷雾洒水 、 煤层注水 、 抽尘净化 、 个体防护等防降 尘措施进行综合治理 。 但是 ,这些防降尘技术已远远 满足不了日益严重的尘害治理需要 。 近几年来 ,英国 研制出的吸尘滚筒 ,已在英国煤矿 50 % 以上的长壁 工作面推广使用 。 它既能有效的降低采煤机割煤产 生的呼吸性粉尘 ,又能减少截齿摩擦火花引燃瓦斯 、 煤尘的危险 。 为适应新世纪采矿工业的发展 ,建立安全 、 清洁

的作业环境 ,对呼吸性粉尘的控制 ,是煤矿防尘工作

的主要发展方向 。 将在吸收国外防尘技术先进经验 的基础上 ,重点发展适合我国煤矿生产条件的吸尘

Dust pollution and prevention and cure in mine
WANG Wen1 , GUI Xiang-you1 ,WANG Guo-jun2

(1. Resource and Environmcnt Institute ,Liaoning Technological University ,Fuxin 123000 ,China ; 2. The First Mine of Shenyang Mining Group ,Shenyang 110000 ,China) Abstract :Based on the specific property ,harm and underground air pollution of dust ,put forward some measures and methods for prevent and cure so as to inprove miner’ work environment , achieve cleanly production ,reduce incidence of industrial diseases and accident s incidence ,increase benefit of production and economy. Key words :dust ; air pollution ; dust prevention and cure ; clean environment

煤炭工业出版社 ,1998 ,124 — 1 128


相关文章:
煤矿粉尘防治
粉尘给煤矿工作 人员和安全生产造成极大危害:一方面,粉尘污染的作业环境严重危害...防尘措施主要是减少采掘作业时的粉尘发生量, 是矿井尘害防治工作中最为积极有效...
浅谈煤矿井下粉尘的治理
2、井下粉尘污染治理 2.1、采煤工作面粉尘的治理 采煤工作面时煤矿产尘量最大的作业场所,为了搞好采煤工作面粉尘的防治,有效降低其粉尘浓度,必须针对采煤工作 ...
煤矿井下粉尘综合防治办法
煤矿井下粉尘综合防治办法_解决方案_计划/解决方案_实用文档。兴舟煤矿井下粉尘...煤矿井下粉尘污染与防治 1153人阅读 3页 免费 梅河煤矿井下粉尘防治措... ...
煤矿井下粉尘综合防治办法
兴舟煤矿井下粉尘综合防治 实施细则(试行) 2017 年 7 月 14 日 兴舟煤矿井...煤矿井下粉尘污染与防治 3页 免费 梅河煤矿井下粉尘防治措... 1页 1下载...
煤矿井下粉尘综合防治技术规范
煤矿井下粉尘综合防治技术规范一、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 ...降尘剂必须保证无毒、不腐蚀、不污染环境,并且不影响煤质。 预先湿润煤体 煤尘...
煤矿粉尘的主要职业病危害及防治措施
煤矿粉尘的主要职业病危害及防治措施一、煤矿粉尘的来源(简单) 1、 煤矿粉尘: 指在矿井建设和生产过程中所产生的并能长时间漂浮在空气中的各种煤、 岩固体微粒。...
浅谈煤矿井下粉尘的治理
浅谈煤矿井下粉尘治理摘 要:粉尘是煤矿五大灾害之一,长期困扰煤矿安全 生产工人健康,近几年来,煤矿综合防尘工作取得显著成 绩,特别是煤矿安全监察管理体制改革...
浅谈煤矿井下粉尘的综合治理
浅谈煤矿井下粉尘的综合治理 摘要 在煤炭生产过程中,从矿井开拓、巷道支护、采煤过程到煤炭运 输,均伴有大量粉尘产生,矿尘具有很大危害性,表现为污染工作场 所,...
煤矿井下粉尘的危害-防治及抑爆
煤矿井下粉尘的危害\防治及抑爆 摘要: 介绍了粉尘的对职工的身体对矿井安全生产及人员生命的危害,分 别从掘进、回采、转载点、建立防尘供水系统、个体防护等...
矿井粉尘防治安全技术措施
矿井粉尘防治安全技术措施_能源/化工_工程科技_专业资料。矿井粉尘防治安全技术措施...5 煤矿综采作业中粉尘污染治理 5.1 有效地防尘 1.湿式防尘法 湿式防式法...
更多相关标签: