國外煤礦粉塵控制技術(shù)

在煤礦的生產(chǎn)作業(yè)過程中，如機采、綜采、炮采、回采、錨噴、裝運、選煤等工序，均可產(chǎn)生大量的粉塵，工人長期在高煤塵濃度的環(huán)境中作業(yè)，吸入呼吸性煤塵可引起塵肺，嚴(yán)重危害著煤礦工人的身體健康。因而，必須采取有效措施加以控制。
一、國外煤塵控制技術(shù)介紹
在國外，煤礦生產(chǎn)作業(yè)時產(chǎn)生的煤塵，主要采取以下技術(shù)控制措施，降低煤塵污染的程度。
1.煤層注水
煤層注水是利用水的壓力通過鉆孔把水注入既將回采的煤層中，使煤體得到預(yù)先濕潤，以便減少采煤時浮游煤塵的產(chǎn)生量。這種措施降塵效果較好，一般可降低粉塵濃度60%~90%左右。長鉆孔注水方式具有煤體濕潤均勻、濕潤范圍大等優(yōu)點，外都作為主要的注水方式優(yōu)先選用。國外采用注水降塵的工作面數(shù)量占總工作面數(shù)量的百分比很高，而我國采用煤層注水的工作面數(shù)量則較低。這一差距不是由于注水技術(shù)或設(shè)備所致，而是由于對治理粉塵的管理不嚴(yán)，對有效的注水技術(shù)措施推廣不力造成的。有些國家在煤層注水中加濕潤劑或氯化鈣，提高了濕潤程度和降塵的效果。前蘇聯(lián)已研制出測定煤層注水前后的煤層水分的儀器。
2.噴霧降塵
噴霧降塵是向浮游于空氣中的粉塵噴射水霧，通過增加塵粒的重量，達到降塵的目的。這一技術(shù)的關(guān)鍵是噴嘴要能形成具有良好降塵效果的霧流。有些國家研制出系列噴嘴，美國和前蘇聯(lián)等國家還在確定霧流參數(shù)方面進行了大量研究，并建立了噴嘴檢驗中心，保證噴嘴的生產(chǎn)質(zhì)量和使用效果。
3.利用除塵器除塵
采用除塵器將空氣中的粉塵分離出來，從而達到凈化空氣含量的目的。目前，國外一些主要產(chǎn)煤國家都在煤礦井下廣泛用除塵器進行除塵。美國采用了除塵風(fēng)機、濕式纖維除塵器、小旋風(fēng)除塵器等設(shè)備。英國在掘進巷道及掘進機上采用了濕式洗滌除塵器和濕式過濾除塵器。前蘇聯(lián)在掘進機、采煤機或急傾斜煤層、回風(fēng)巷等處采用了濕式旋流除塵器和吸塵泵。德國在破碎機處、轉(zhuǎn)載點、掘進機上采用了干式布袋除塵器。國外的除塵設(shè)備一般體積大、較笨重，但除塵效率高，消音效果好，處理污染風(fēng)量大。
4.泡沫除塵
泡沫除塵的效果好，一般可達90%以上，尤其對5mm以下的呼吸性粉塵，除塵率可達80%以上。泡沫除塵同噴霧灑水除塵相比，其耗水量減少1/2以上。這種除塵技術(shù)自20世紀(jì)50年代問世以來，一些主要產(chǎn)煤國家如美國、前蘇聯(lián)、波蘭等在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，并已研究出定型的符合安全衛(wèi)生和使用要求的廉價發(fā)泡劑。還根據(jù)不同的塵源要求，研究出不同型號的泡沫除塵配套系列設(shè)備。
二、不同作業(yè)崗位的防塵措施
1.掘進機作業(yè)時的防塵
懸臂式掘進機在巷道作業(yè)時，一般采用開式除塵系統(tǒng)，主要的防塵措施有：噴霧灑水、水空氣噴射器除塵。國外很多國家是將除塵器安裝在掘進機上進行除塵，也有些國家如德國、奧地利是將除塵器安裝在掘進機后面20~30m處，當(dāng)掘進機前移時，除塵器定期向前移動。一般來說，在大斷面巷道掘進時，采用除塵器滯后移動的方式。當(dāng)工作面需要處理污染風(fēng)量較少時，將除塵器安置在掘進機上的方式較多。采用這些方式，可使工作面粉塵濃度降低90%左右。
2.打眼放炮作業(yè)的防塵
打眼放炮時能產(chǎn)生大量粉塵，粉塵濃度高可達600mg/m3以上。外一般采用濕式打眼、放炮后噴霧灑水、水幕凈化等措施。在國外，許多國家是采用濕式除塵器、水空氣噴射器及環(huán)形灑水措施，來凈化放炮時產(chǎn)生的炮煙和粉塵。
3.錨噴支護作業(yè)的防塵
在錨噴支護作業(yè)中，可產(chǎn)生大量粉塵，有的高達600mg/m3以上。目前，國外多數(shù)國家是通過改進錨噴工藝來消除粉塵的產(chǎn)生。德國主要采用氣力自動輸送、機械攪拌、濕噴機噴射等措施，來降低錨噴支護作業(yè)時的粉塵濃度，都收到較好的降塵效果。
4.回采工作面的防塵
為減少回采工作面產(chǎn)生的粉塵量，除必須采用預(yù)先濕潤媒體的措施外，還應(yīng)采取以下防塵措施：
(1)對采煤機的截割結(jié)構(gòu)選擇合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作參數(shù)。德國、英國等對此進行了大量的研究，找出了各參數(shù)之間的相互關(guān)系，控制了煤塵的產(chǎn)塵量。
(2) 在采煤機上設(shè)置合理的噴霧系統(tǒng)。滾筒采煤機一般均安置內(nèi)、外噴霧，即從安裝在滾筒上的噴嘴噴出水霧和從安裝在截割部的固定箱、搖臂或擋板上的噴嘴噴出水霧進行降塵。噴嘴的布置方式及數(shù)量，噴嘴的選型，合理的噴嘴參數(shù)，這些與降塵效果的關(guān)系都極為密切。國外對采煤機的噴嘴系統(tǒng)和降塵效果極為重視，嚴(yán)格按照噴霧參數(shù)的要求供水，因而降塵效果普遍較好。
(3)對自移式液壓支架設(shè)置合理的噴霧系統(tǒng)。目前有些煤礦采用在控頂區(qū)內(nèi)安設(shè)噴嘴的方法，降低移架時產(chǎn)生的高粉塵濃度。在國外，有些國家已實現(xiàn)降架時進行噴霧自動控制系統(tǒng)進行降塵。
(4)采用佳排塵風(fēng)速和合理的通風(fēng)技術(shù)。佳風(fēng)速隨煤的水分增加而升高，一般在1.5~4m/s之間。采用下行通風(fēng)可以有效地降低回采工作面的粉塵濃度。
5.炮采工作面的防塵
炮采工作面的防塵必須采用濕潤煤體、濕式打眼、水泡泥、沖洗煤壁、轉(zhuǎn)載點噴霧及采用佳排塵風(fēng)速等綜合措施，才能降低作業(yè)面的粉塵濃度。
6.裝載運輸時的防塵
國外一般在裝巖機上安裝自動噴霧灑水裝置，在裝車點安裝自動噴霧裝置、利用濕潤管濕潤溜煤眼中的煤炭。或者使用密閉罩、半密閉罩將塵源密封起來，從下部將含塵空氣抽至除塵器中凈化。國外一般采用康夫洛自動噴霧灑水裝置，在下落煤高度大的地方，裝設(shè)密閉罩或除塵器除塵，從而達到凈化空氣的目的。
7.罐籠倒煤作業(yè)時的防塵
國外一般采用自動噴霧灑水措施，抑制煤塵的飛揚。還采用將產(chǎn)塵點*密閉，從下部將含塵空氣抽出進行凈化處理，從而降低翻籠作業(yè)時揚起的大量粉塵。
三、個體防護措施
目前，國外的個體防護用具有自吸式防塵口罩、過濾式送風(fēng)防塵口罩、氣流安全帽等。由于重點突出，使用面廣，對保護礦工的健康起到了積極的作用。個體防護措施的阻塵效率高，是解決礦山粉塵危害問題的重要技術(shù)措施。