淺談煤礦井下粉塵危害和治理目前我國煤炭開采以井工開采為主，井工礦開采的煤炭產量占93%以上。由于井下采煤空間狹小，工作地點多變，通風效果差。因此井下采煤、掘進、轉載、運輸過程中，產生大量粉塵，嚴重污染井下環境。

為了搞好工作面粉塵的防治，有效降低其粉塵濃度，必須針對井下不同塵源采用相應的治理措施，以達到對粉塵進行綜合治理的目的。

1、井下粉塵的分類、特性與危害

1.1礦塵的概念、分類、來源

在煤礦生產過程中，伴隨煤與巖石破碎而產生的煤、巖石及其他固體物質的細小顆粒稱為粉塵，簡稱粉塵。礦塵是指礦井生產過程中產生的粉塵。

按礦塵的巖性可分為兩種：煤塵和巖塵。煤塵是指細小顆粒的煤炭粉塵；巖塵是指細小顆粒的巖石粉塵。

按礦塵的存在狀態可分為兩種：浮塵和落塵。浮塵是指懸浮在礦井空氣中的粉塵；落塵是指礦井內，因自重而降落、沉積在巷道頂、幫、底板和物體上的粉塵。落塵受風、爆炸沖擊波等影響又可再次飛揚起來變為浮塵。

礦塵主要是在生產過程中隨著煤(巖)體破碎、轉運而產生大量礦塵。礦井地質構造復雜，煤層厚、傾角大、脆性強、水分含量小，礦塵發生量就大；機械化程度越高，旋轉破碎煤〔巖〕產生的礦塵越多；爆破、裝煤〔巖〕、錨噴等掘進工序所產生的礦塵；運輸系統中的各轉載點也產生大量礦塵。

1.2煤礦井下礦塵的性質及特性：

礦塵的主要性質有：密度、礦塵中游離二氧化硅的濃度、比表面積、可見度、懸浮性、凝集性、潤濕性、自燃性、爆炸性、荷電性。礦塵的這些性質與其特性有關。

煤礦井下粉塵的特性：

1、粉塵表面吸附一層空氣薄膜，阻礙粉塵間或水滴與粉塵間的凝集沉降。

2、粉塵的分散度增大，吸附在表面的氧分子增多，加快了粉塵氧化分解過程。

3、細小巖塵由于表面積增大，巖塵中的游離二氧化硅很容易溶解于人體肺細胞中。

4、采掘工作面中產生的新鮮粉塵較回風道中的粉塵易帶電。

工人長期在礦塵環境中工作,吸入大量細小粉塵，從而引起以肺組織纖維化為主的職業病。

塵肺病分矽肺病和煤肺病

矽肺病主要是長期吸入含有游離SiO2的礦塵引起肺組織纖維化。

煤肺病主要是長期吸入煤塵引起肺組織纖維化。

塵肺病嚴重影響工人的身體健康，尤其是矽肺病是煤礦重點防治的職業病。因此要采用濕式鑿巖、噴霧灑水、通風除塵、凈化風流和個體防護在內的多項措施。

煤塵碰到外界火源，很容易引起火災。具有爆炸危險的煤塵達到一定濃度時，在引爆火源的作用下，發生爆炸，往往造成礦毀人亡，損失嚴重。

2．煤塵爆炸

煤塵爆炸必須同時具備三個基本條件：煤塵本身具有爆炸性且必須懸浮在空氣中，并達到一定濃度〔45~2000g/m?〕；引爆火源的溫度為700~800℃；氧濃度不低于18﹪。這三個條件缺一不可。

1、瞬間產生大量的高溫、高壓氣體，形成沖擊波，造成巷道損壞，財產損失；

2、產生大量的有害氣體造成大量人員傷亡；

3、煤塵爆炸具有連續性由于煤塵爆炸具有很高的沖擊波，能將巷道中落塵揚起，甚至使煤體破碎形成新的煤塵，導致新的爆炸，有時可如此反復多次，形成連續爆炸，這是煤塵爆炸危害極大的原因之一。因此要采用多種隔爆措施，防止二次爆炸。如隔爆棚、隔爆水袋和水幕等。

4、煤塵爆炸有“皮渣〞和“沾塊〞產生，這是煤塵爆炸區別于瓦斯爆炸的特有標志。

煤塵爆炸同瓦斯爆炸一樣都屬于礦井中的重大災害事故。我國歷史上最嚴重的一次煤塵爆炸發生在1942年日本侵略者統治下的本溪煤礦，死亡1549人，殘246人，死亡的人員中大多為CO中毒，事故發生前，巷道內沉積了大量煤塵，是由于電火花點燃局部聚積的瓦斯而引起的重大煤塵爆炸事故。

轟轟烈烈的“大躍進〞年代，中外采礦史上最悲慘的煤塵大爆炸在我國最大的煤炭生產基地--大同礦務局發生了。事故死亡677人，連同被救出的228人中又死亡5人，共死亡682人。1960年5月9日13時45分，大地突然抖動，老白洞礦15號井口噴出激烈的火焰和濃煙，威力不亞于12級臺風。立即，從16號井口也噴出濃煙，龐大的風力把打鐘工和跟車工摔成重傷，井口房屋被摧倒，地面配電所由于掉閘而停止運行；井上井下電源全部中斷，交換指示燈一齊閃亮后全部中斷電源。此時，正是井下交叉作業時間，交班的職工未上井，接班的職工已下井。兩個班的干部工人全被困在井下，井下干部工人905名，事故死亡677人，連同被救出的228人中又死亡5人，共死亡682人。

3、井下粉塵的治理

采煤工作面時煤礦產塵量最大的作業場所，為了搞好采煤工作面粉塵的防治，有效降低其粉塵濃度，必須針對采煤工作面的不同塵源采用相應的防治措施，以達到對粉塵治理的目的。

〔1〕采煤機徑向霧屏降塵。在采煤機搖臂上靠近滾筒部分，加一直的和弧形的金屬管連接器，在其上焊3~9個噴座并安裝噴嘴。每個噴嘴的流量5L／min，向噴嘴供應10MPa以上的壓力水，這樣在滾筒靠人行道側形成一道徑向霧屏，對控制和降低滾筒產生的粉塵有較好的效果。

〔2〕采煤機高壓外噴霧降塵。其主要原理時利用高壓減小霧粒的濃度，提升霧粒密度、飛行速度、引射風量、渦流強度及帶電量，增加了霧粒與塵粒的碰撞機率、能量及附著力，從而提升了水霧粒對塵粒的俘獲率。高壓外噴霧可使總粉塵降塵率達到90%以上。

〔3〕破碎機轉載點粉塵的處理。破碎機防塵有兩種措施。即封閉破碎機，避免粉塵外揚〔出口用軟膠帶〕；在密閉的基礎上安裝小除塵器，進行抽塵凈化。

轉載點一般采納噴霧降塵的方法，可采納觸控液壓控制器實現與設備同步的自動噴霧降塵，也可應用與破碎機相同的聲波霧化和荷電噴霧降塵。

〔4〕溜煤眼粉塵的治理。溜煤眼礦塵的控制，關鍵在于溜煤眼的制定，一般應將溜煤眼布置在回風側。如因條件限制需設在進風巷道四周時，也應將溜煤眼布置在主要進風巷道的繞道中。溜煤眼口距繞道口的距離應大于沖擊風流最大距離〔6-100m〕。此外，還要采用溜煤眼口密閉、噴霧灑水和通風排塵等綜合防塵措施。

×10-5N/cm2的泡沫溶液。由于將水發泡，不僅節省了大量用水，而且造成了多界面潤濕條件，使礦塵增濕并成泥漿，提升了對呼吸性粉塵的逮住率，使其達到90%以上。

〔2〕爆破作業時粉塵的治理。爆破作業時產塵最集中的生產工序，且其產生的浮游礦塵粒比干式鑿巖時還要細小。因此礦塵的自然沉降速度慢，不利于縮短作業循環時間，其污染影響范圍可達幾十米甚至上百米。爆破作業的產塵量主要與炸藥數量、爆破方法和礦塵物理性質及潤濕程度有關。

℃〕等作用。此外，還有噴霧降塵、水幕降塵等措施。

〔3〕裝巖時粉塵的治理。除常用的噴霧灑水降塵外還有以下兩種：①運輸機水電連鎖降塵，在運輸系統所有裝載點、轉載點，可依據礦塵大小安設定點噴霧裝置，進行常常或不定時噴霧灑水。當運輸距離較長時，最好采納水電連鎖裝置，即輸送機啟動運轉時，控制噴霧閥門的電磁閥自動打開，實現噴霧灑水。②礦車運輸自動灑水降塵。采納噴霧灑水的辦法澆灑礦車，合計到礦車運輸不連續的特點，礦山多采納機械傳動自動控制方式，實現礦車通過時噴霧器工作，礦車通過后噴霧停止。

〔4〕收塵措施。控制機械工作面含塵氣流向巷道外擴散是一種利用氣流的附壁效應，將原壓入式風筒供給機掘工作面的軸向風流改變為沿巷道壁運動的旋轉風流，并使風流不斷向機械工作面推動。在掘進機司機工作區域的前方建立起阻擋粉塵向外擴散的空氣屏障，封鎖住掘進機工作時產生的粉塵；除塵器將工作面的含塵風流吸入吸塵罩，由除塵器凈化，從而提升機掘工作面的吸塵效率。

風流凈化措施

當入風井巷和采掘工作面的風源含塵量超過0.5mg/m3時，應采用風流凈化措施。礦井風流凈化分為主進風源凈化和局部地點的風流凈化兩種。關于主進風源凈化，首先要防止地表粉塵進入地下，保護入風質量。當入風流含塵量超標時，可采納水幕凈化或靜電除塵等措施。關于井下具備塵源的凈化，要求采納的除塵裝置具有體積小、效率高、阻力小，能有效地除去細小塵粒及工作可靠等特點。

4、煤礦井下防塵科學管理展望

在機械化采掘作業和運輸、轉載過程中，都要產生大量粉塵，危害十分嚴重。目前的防降塵技術已遠遠滿足不了日益嚴重的塵害治理需要。近幾年來，英國研制出的吸塵滾筒，已在英國煤礦50%以上的長壁工作面推廣使用。

為適應新世紀采礦工業的發展，建立安全、清潔的