礦井防滅塵管理技術(shù)的研究
《煤礦安全》第738條規(guī)定:“煤礦企業(yè)必須加強職業(yè)危害的防治與管理,做好作業(yè)場所的職業(yè)衛(wèi)生和勞動保護工作,采取有效措施控制塵、毒危害——”。
煤礦井下的各種危害因素很多,如:瓦斯、二氧化碳等有害氣體及煤塵、巖塵等塵害,給職業(yè)危害的防治造成極大的困難。近些年來,有害氣體,特別是瓦斯的防治被人們提到了較高的程度,引起了高度重視和廣泛關(guān)注。其監(jiān)控手段之高、監(jiān)測之準確、儀器之先進均已到了完全可以防止事故發(fā)生的程度,更有“以風(fēng)定產(chǎn)、監(jiān)測監(jiān)控、先抽后采”的十二字方針保駕護航。但對于煤塵、巖塵等粉塵的防治則有重視不夠之嫌,其實,粉塵(井下主要是煤塵)的危害一點也不比瓦斯少,煤塵不但可發(fā)生爆炸事故,而且能使人產(chǎn)生塵肺病,同時還會造成設(shè)備塤壞、影響人的視線增加事故隱患等。在采煤機誡化程度逐步提高的情況下,做好粉塵控制管理工作已迫在眉睫。
目前,就我們新礦集團各生產(chǎn)礦井來說,機誡化采煤大面積推廣。以2004年為例,綜采產(chǎn)量比例達到了46.6%,綜采產(chǎn)量達到578.8萬噸,整個集團公司綜采工作面達到15個,具有裝備18個綜采工作面的能力,并仍有上升的潛力,綜采工作面月平均單產(chǎn)也已達到了6.35萬噸,比高檔普采3.09萬噸提高了105.5%。綜采工作面各工序產(chǎn)塵量,在采煤機落煤時最高,其粉塵濃度可達每立方100多毫克,超標準十幾倍。較高檔普采高出數(shù)倍,以十一層煤為例,高檔普采落煤產(chǎn)塵量一般在30mg/m3左右,而綜采卻達到70mg/m3多。在煤質(zhì)較硬的其它煤層更高,有的超標準15倍左右。因此,煤層開采時必須采取有效的措施,控制粉塵的產(chǎn)生。
煤礦井下各生產(chǎn)場所粉塵的控制,應(yīng)主要從兩個方面采取措施:
第一,從源頭抓起。實施煤層注水、放炮噴霧、裝煤(巖)撒水、濕式打眼等。其中,對采、掘工作面開采前進行煤層注水是主要的也是最有效的方法。
根據(jù)注水工作地點不同有:采煤工作面和掘進工作面注水兩種。
根據(jù)注水方式的不同有:長鉆孔注水和短鉆孔注水兩種。所謂長鉆孔注水即沿所采工作面走向每隔一定距離[一般15---20米]布置一個鉆孔,沿煤層傾向鉆孔,鉆孔的方向與煤層傾向一致,深度應(yīng)為工作面長的1/2---2/3,鉆孔的高度一般距煤層底板2/3煤厚。一般適用回采工作面。所謂短孔注水即在工作面上,沿工作面傾向每隔一定距離[一般3---5米]布置鉆孔,鉆孔的深度為3---5米,鉆孔的位置距底板2/3采高。一般適用掘進工作面。
煤礦井下產(chǎn)塵量最大的地點是采煤工作面,在落煤、爆破、支護、運輸?shù)裙ば蛑?,落煤又是產(chǎn)塵最大的工序。注水的目的是使煤體中的裂隙、空隙中盡可能多的增加含水量,吸收原始煤塵,以便在采煤機落煤時,由于煤體已被濕勻,在煤機割煤破碎時不產(chǎn)生或少產(chǎn)生粉塵。
在機械化程度較高的今天,采煤速度大幅提高,每班循環(huán)進度增加,短鉆孔注水已不適合現(xiàn)采煤作業(yè)的需要,必須采用超前采面,長鉆孔注水。為打鉆孔方便,又不互相影響施工及減少塌孔現(xiàn)象,可在工作面投產(chǎn)前打孔,也可在工作面推進中超前應(yīng)力區(qū)外打孔,提前注水,確保注水效果。
對煤層注水效果需注意的問題:
1、煤層注水的難易程度,以煤層的滲透系數(shù)、煤的空隙率、承壓狀態(tài)、堅固性系數(shù)等衡量,可分為易注水煤層;較易注水煤層;難注水煤層三類。
2、鉆孔的實際深度,由于煤層的覆存結(jié)構(gòu)變化,傾向的穩(wěn)定性,鉆孔機械性能,施工技術(shù)水平等受到制約。
3、注水的壓力變化,注水時間,實際注水量等。
4、封孔的質(zhì)量等。
根據(jù)國內(nèi)外煤層注水經(jīng)驗,煤層注水效果好的話,降塵效果最為顯著,降塵率達75——85%,所以,《煤礦安全規(guī)程》第154條[二],明確規(guī)定:“采煤工作面應(yīng)采取煤層注水防塵措施——”。
在日常生產(chǎn)中,為切實達到降塵的目的,必須抓好煤層注水工作,做到采煤工作面“逢采必注,先注后采”。對粉塵預(yù)防為主,后期治理為付。
目前,煤層注水仍應(yīng)屬探討研究階段,雖然早在五十年代就開始實驗,但是由于各種原因,比如:地質(zhì)條件的限制、技術(shù)水平、資金投入及生產(chǎn)的緊迫性等因素。沒有嚴格的實施和考核,有時流與形式,即便是考核也是點到為止,因為,鉆孔的長度很難測定,注水量也難以統(tǒng)計,有時急于生產(chǎn)應(yīng)付的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。至今沒有成熟的經(jīng)驗和典型進行廣泛推廣。
煤層注水難以見成效的其他原因仍有待探討解決,如:鉆孔塌孔、注水壓力大小、注水時間及注水量、深孔鉆屑的排出等。目前,在理論上應(yīng)該是比較成熟的。要取得實效還需進一步積累經(jīng)驗。
第二,對已產(chǎn)生的粉塵進行撲捉,采取降塵措施。如果源頭預(yù)防措施做的不好,或因煤層地質(zhì)自身原因達不到預(yù)期的效果時,必須采取有效的措施進行撲塵。主要應(yīng)采取“圍、堵、截”的措施。
1、圍,主要采取的措施是,把落煤或其它生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵收集起來,進行集中消滅。這種方法適用于產(chǎn)塵量大的工序或地點。采煤機的負壓除塵器(煤機滾筒回風(fēng)側(cè)設(shè)一集塵器,集中滅塵)、掘進工作面的水射流風(fēng)機等。
2、堵,是在粉塵即將產(chǎn)生或剛剛產(chǎn)生時進行滅塵的方法,如回采工作面主產(chǎn)塵工序是采煤機的落煤,在煤機割煤時,有效使用內(nèi)噴霧,合理使用外噴霧,防止粉塵的擴散。
3、截,在各通風(fēng)巷道中,設(shè)置能覆蓋巷道斷面的凈化水幕,對飛揚在風(fēng)流中的粉塵進行撲捉,水幕的要求較前兩種降塵裝置更加嚴格,因為飛揚的粉塵粒徑小,撲捉的難度大,其要求:(1).水的壓力必須高,(2).噴出的霧粒適中,霧粒過大,其在空氣中停留的時間短,很快落地,難以撲塵,過小則很快蒸發(fā)。(3).霧粒要有較高的速度,要據(jù)通風(fēng)巷道斷面設(shè)計水幕的形狀,只有粉塵與霧粒高速碰撞才有高效果,因為粉塵是油性的。(4).噴霧的方向,盡可能的與粉塵的方向相反。
總之,噴霧要達到好的降塵效果一般要求水壓力7.5---12.5兆帕,霧粒的直徑100微米。
綜上所述,通過上設(shè)備,采用新技術(shù),把礦井粉塵濃度降到最低,消除由于粉塵產(chǎn)生的各種隱患。同時,隨著煤礦安全質(zhì)量標準化的深入開展,文明生產(chǎn)的程度逐年提高,以人為本、創(chuàng)建和諧社會的理念已經(jīng)形成,珍惜生命、關(guān)愛健康、安全第一、生產(chǎn)第二思想已深入人心,煤礦企業(yè)徹底拋棄了臟、亂、差環(huán)境,用自己的雙手改善了環(huán)境,樹立了新時代礦工的光輝形象。