煤礦井下德主要塵源及治理措施

煤礦井下德主要塵源及治理措施

0塵肺病的防治煤礦下的灰塵污染不僅是一個勞動監(jiān)察問題，也是環(huán)境保護(hù)的一個問題。井下粉塵對人體危害很大,一般大于10μm的粉塵,容易為鼻腔、氣管粘液所捕捉,并逐漸排出體外;小于10μm的粉塵則可深入到氣管深部;而小于5μm的粉塵則90%可沉積在氣管、肺泡上,引起肺泡的沖血反應(yīng)而導(dǎo)致塵肺病。嚴(yán)重的塵肺病可能發(fā)展為肺心病,有很高的死亡率,對煤礦工人威脅很大,成為煤礦工人最主要的職業(yè)病。我國煤礦粉塵危害嚴(yán)重,塵肺病的發(fā)病率高,不僅直接損害了井下工人的健康,也使大量粉塵隨礦井排風(fēng)進(jìn)入大氣,造成環(huán)境污染。1礦山下泥漿的產(chǎn)生和特點1.1采煤工作面的礦塵治理煤礦在生產(chǎn)、貯存、運輸及巷道掘進(jìn)等各個環(huán)節(jié)中都會向井下空氣中排放大量的粉塵。尤其在風(fēng)速較大的作業(yè)場所,粉塵排放量猛增,據(jù)資料統(tǒng)計,有的礦區(qū)排向井下空氣的煤粉塵是煤炭產(chǎn)量的1.6%以上。采煤工作面是煤礦產(chǎn)塵量最大的作業(yè)場所,其產(chǎn)塵量約占礦井產(chǎn)塵量的60%左右。為了預(yù)防礦井瓦斯、煤塵爆炸惡性事故的發(fā)生,改善礦井勞動衛(wèi)生條件,采煤工作面是礦塵防治的重點。機(jī)采工作面在我國越來越普及,但產(chǎn)塵濃度也隨之上升。采煤機(jī)割煤、支架移架、放煤口放煤及破碎機(jī)破煤是機(jī)采工作面的四大產(chǎn)塵源,產(chǎn)塵量分別約占60%、20%、10%和10%左右。為了搞好采煤工作面的粉塵防治,有效降低其粉塵濃度,必須針對采煤工作面的塵源采取相應(yīng)的治理措施,以達(dá)到對粉塵進(jìn)行綜合治理的目的。巷道掘進(jìn)也是井下主要產(chǎn)塵源之一,在無任何防塵措施的情況下,對炮掘工作面、機(jī)掘工作面和巷道錨噴過程中產(chǎn)塵情況如下表所示。1.2合理利用粉塵特性煤礦井下粉塵是指在煤礦生產(chǎn)中產(chǎn)生的微細(xì)煤塵和巖塵的總稱。煤礦井下粉塵具有如下特性:(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聚沉降;(2)粉塵的分散度增大,吸附在其表面的氧分子增多,加快了粉塵氧化分解過程;(3)細(xì)微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(xì)胞中;(4)采掘工作面產(chǎn)生的新鮮粉塵較回風(fēng)道中的粉塵易帶電。由于粉塵具有這些特性決定了以下危害:易引起塵肺;易引起燃燒和爆炸;高濃度粉塵能加速機(jī)械磨損,縮短精密儀器的使用壽命。2吸收污染的處理2.1采煤工作面常用防治措施采煤工作面是煤礦產(chǎn)塵量最大的作業(yè)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塵源采取相應(yīng)的防治措施,以達(dá)到對粉塵治理的目的。(1)金屬管連接器這是一種采煤機(jī)外噴霧改進(jìn)的措施。在采煤機(jī)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6~9個噴座,并安裝噴嘴。每個噴嘴的流量5L/min,向噴嘴供應(yīng)10Mpa以上的壓力水,這樣在滾筒靠人行道側(cè)形成一道徑向霧屏,對控制和降低滾筒產(chǎn)生的粉塵有較好的效果。(2)種自動噴霧控制閥采煤機(jī)外噴霧降塵優(yōu)點是降塵效率高,裝備簡單,比較容易實施,壓力8~12MPa,每個噴嘴的流量15L/min。其主要原理是利用高壓減小霧粒的濃度,提高了霧粒密度、飛行速度、引射風(fēng)量、渦流強度及帶電量,增加了霧粒與塵粒的碰撞機(jī)率、能量及附著力,從而提高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(dá)到90%以上。針對液壓支架移架、放煤操作中主要的產(chǎn)塵工序,設(shè)計一種自動噴霧控制閥,從而實現(xiàn)液壓支架移架、放煤的自動噴霧降塵。為提高降塵效果,實現(xiàn)二次噴霧降塵,在系統(tǒng)中加入組合四通閥等液壓元件。這不僅實現(xiàn)支架移架、放煤的自動噴霧,還可實現(xiàn)下風(fēng)鄰架的自動噴霧降塵。在系統(tǒng)中加入磁化器,可實現(xiàn)有利于降低呼吸性粉塵的磁化水噴霧降塵。2.2泡沫除塵技術(shù)機(jī)械鑿巖是礦山井下生產(chǎn)過程中的主要產(chǎn)塵源之一,機(jī)械鑿煤巖時所產(chǎn)生的礦塵濃度除和礦巖的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)外,主要取決于生產(chǎn)強度等。除礦山井下普遍使用的濕式鑿巖降塵及干式孔口捕塵和孔底捕塵外還有泡沫除塵。泡沫除塵技術(shù)是一種高效、簡便、經(jīng)濟(jì)、易操作的新技術(shù)。其原理是:在水中加入一定比例的泡沫除塵劑,通過一套機(jī)械裝置,得到使水的表面張力小于3.5×10-5N/cm2的泡沫溶液。由于將水發(fā)泡,不僅節(jié)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,提高了對呼吸性粉塵的捕獲率,使其達(dá)到90%以上。3呼吸性粉塵的控制在機(jī)械化采掘作業(yè)和運輸、轉(zhuǎn)載過程中,都要產(chǎn)生大量粉塵,危害十分嚴(yán)重?，F(xiàn)在普遍采用通風(fēng)除塵、噴霧灑水、煤層注水、抽塵凈化、個體防護(hù)等防降塵措施進(jìn)行綜合治理。但是,這些防降塵技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了日益嚴(yán)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。它既能有效的降低采煤機(jī)割煤產(chǎn)生的呼吸性粉塵,又能減少截齒摩擦火花引燃瓦斯、煤塵的危險。為適應(yīng)新世紀(jì)采礦工業(yè)的發(fā)展,建立安全、清潔的作業(yè)環(huán)境,對呼吸性粉塵的控制,是煤礦防塵工作的主要發(fā)展方向。我們將在吸收國外防塵技術(shù)先進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,重點發(fā)展適合我國煤礦生產(chǎn)條件的吸塵滾筒、高壓水輔助切割降塵技術(shù)、高壓或超高壓噴霧降塵、干式布袋除塵技術(shù)、聲波霧化除塵技術(shù)、預(yù)荷電降塵技術(shù)等。隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入,用聚酯纖維材料,采用三維針刺濾料結(jié)構(gòu),經(jīng)燒毛、熱壓、表面樹脂覆蓋、疏水及熱定型等系列處理工藝,并通過再濾料表面添加金屬粉末等特殊工藝處理后,將研制出一種適合于煤礦使用的過濾風(fēng)速達(dá)到3~4m3/(m2·min)、對呼吸性粉塵集塵率大于85%的礦用干式除塵濾料。濾料的突破,將使干式布袋除塵器向小型化、系列化方向大大邁進(jìn)一步。利用生物技術(shù)制造成的生物聚合物等新材料,可做成低阻力、高阻塵率的個體防護(hù)用具,阻止呼吸性粉塵及其它有毒、有害氣體進(jìn)入人體,保護(hù)人體健康,生物技術(shù)必將滲透到礦業(yè)勞動安全與衛(wèi)生領(lǐng)域,并使該領(lǐng)域產(chǎn)生一次技術(shù)革命。粉塵污染監(jiān)測、信息處理、塵害防治一體化是未來煤礦塵害治理的必然趨勢。通過粉塵傳感器對各種作業(yè)場所進(jìn)行遠(yuǎn)距離或地面集中檢測,獲得的總粉塵濃度、呼吸性粉塵濃度、粒度分布、游離SiO2含量等粉塵信息,通過光纖通信系統(tǒng)傳送到檢測中心,由計算機(jī)綜合處