综合防尘措施

兴胜民煤矿综合防尘措施

一、粉尘（煤尘、岩尘）的危害

一）、含尘量的计量指标

1、质量法：在1m3的空气中含有粉尘的质量。（kg/m3）

2、计数法：在1cm3的空气中含有粉尘的颗粒数。（颗/cm3）

3、粉尘的概念

①、浮尘：长期悬浮在矿井空气中的矿尘。

②、落尘（沉积矿尘）：矿井内，因自重而降落沉积在巷道顶、帮、

底板和设备、物体上的矿尘。

③煤尘：井下生产过程中产生的直径小于1mm的煤炭微粒。

④呼吸性粉尘：把井下小于5um(微米),能被人体吸入肺泡区的浮尘。

它包括煤尘和岩尘。

⑤岩尘：井下生产过程中产生的直径小于5um(微米)的岩石微粒。岩

尘中的二氧化硅含量大于10％的又叫硅尘，对人体危害较大，是产生尘肺病的主要物质。

二）、矿尘的性质

①矿尘的吸附性：粒度越小，表面积越大，其吸附能力、溶解性能

和化学活性随之增强，越容易是人体肺泡病变。

②矿尘的悬浮性：直径越小，质量越轻，越不易降落。直径小于0.1um

（微米）的尘粒基本上不会降落。

③粉尘的凝聚性：由于高温影响、粒子表面的静电作用，声波振动

以及磁力作用等，使粒子相互碰撞而凝聚在一起。

④矿尘的湿润性：尘粒与水的亲和能力，遇水粘结。

⑤尘粒的荷电性：在生产过程中，由于物料间的激烈撞击、粒子间的高速摩擦以及电晕放电等作用生产电荷。相同电荷时排斥不易凝集沉降；异性电荷容易凝集沉降。

⑥煤尘的燃烧和爆炸性：煤尘在空气中达到一定浓度时，遇到火源或高温能发生燃烧和爆炸，产生高温、高压和大量的有毒有害气体（特别是CO），对矿井的生产和人员有极大的威胁。

⑦矿尘的分散度：通常指某粒级的矿尘量与矿尘总量的百分比。三）、煤尘爆炸

1、煤尘爆炸的条件

⑴、煤尘本身具有爆炸性。

⑵、煤尘必须达到一定的浓度：一般在30-50g/m--1000-2000g/m3，爆炸力最强是300-500g/m3。

⑶有引火源且能量大于爆炸最小点火能。温度一般在700—800℃，煤尘爆炸最小点火能为4.5-40毫焦（mj）。

⑷氧气浓度不低于17％。

2、煤尘爆炸的特点

⑴、产生大量的有毒有害气体，主要是一氧化碳。

⑵、产生大量的高温热能。

⑶、产生强烈的冲击波将巷道中沉积的煤尘扬起，形成连续爆炸。

⑷、挥发分减少或形成“站焦”。在支架和巷道壁上形成焦炭皮渣或粘块。这是瓦斯与煤尘爆炸区别的重要标志。

3、煤的挥发分含量是影响煤尘爆炸的最重要因素。煤尘粒度对爆炸性影响极大，粒径在30-75微米爆炸性最强。

四）、煤尘爆炸预防措施

1、煤矿井下常用防尘措施

（1）煤层注水。在采煤前向煤体内打钻注水，用压力水将煤层预先湿润，以减小开采时的产尘量。

①、煤层注水防尘措施

煤层注水防尘措施指的是，通过密封在钻孔内的注水管，将水注入到钻孔内，使压力水沿煤层层理、节理、孔隙及裂隙渗入到即将开采的煤层中，增加煤体内的水分，使煤层得到预先湿润，从而降低开采时产尘量。

②、煤层注水防尘

1）煤体中的裂隙、孔隙、层理中存在着原生煤尘，当水注入后，可先将原生煤尘湿润，使其在开采作业时不能飞扬，从而有效地防止原生煤尘。

2）水注入煤体后使煤体内部均匀湿润，采煤时被破碎的煤粒表面都有水分，使煤粒密度变大，失去飞扬能力，从而减少了浮尘发生量。3）注水进行煤体后，使煤体塑性增强、脆性减弱，从而减少了煤尘的产生量。

③、采煤工作面除以下情况外都应采取煤层注水防尘措施

1）注水后影响采煤安全的煤层。

2）注水后造成劳动条件恶化的薄煤层。

3）原有自然水分或防灭火灌浆后水分大于4%的煤层。

4）孔隙率小于4%的煤层。

5）易塌孔、难成孔的煤层。

④、长孔注水方式及主要技术参数

长孔注水方式指的是，在采煤工作面的进风或回风巷，超前于工作面向煤层内打较长的钻孔进行煤层注水的方式。

这种方式钻孔长度一般为30-100m，即工作面长度2/3左右，孔间距一般为15-20 m，孔径一般为45 mm（用岩石电钻打孔时）或53-60 mm（用钻机打孔时）；封孔浓度一般为2.5-10 m；封孔方式分水泥封孔和封孔器封孔；注水压力一般为2450kPa（静压注水时）或4900-19600 kPa（动压注水时）。

（2）湿式打眼。使用水电钻打眼以湿润眼内煤尘。

（3）喷雾洒水。对井下各集中产尘点进行喷雾洒水，以捕获浮尘和湿润积尘。

①、矿井防尘供水系统规定及要求

矿井必须建立完善的防尘供水系统，且符合以下要求：

1）永久性防尘水池容量不得小于200m3，且贮水量不得小于井下连续2h的用水量，并设有备用水池，其容量不得小于永久性防尘水池的一半。

2）防尘用水管路应铺设到所有能产生粉尘和沉积粉尘的地点，并且在需要用水冲洗和喷雾的巷道内，每隔100m或50m安设一个三通及阀门。

3）防尘用水系统中，必须安装水质过滤装置，保证水的清洁，水中悬浮物的含量不得超过150mg/L，粒径不大于0.3mm，水的PH值应在6.0-9.5范围内。

②、喷雾洒水防尘措施及喷雾形式

喷雾洒水防尘措施指的是，一定压力作用下的水。通过微孔喷出后与空气或压风混合，形成雾状水粒。水粒在空气中与浮尘相碰撞，使矿尘被湿润，增加了矿尘本身的质量，从而提高矿尘的沉降速度，减少矿尘在空气中的飘浮时间，使空气中浮尘量减小。

喷雾分为单水作用喷雾和风水联动喷雾两种。单水作用喷雾是指水在自身压力作用下喷出微孔形成水雾；而风水联动喷雾是指喷雾以压力作为主要动力，将低于风压的水吹散成水雾。

（4）通风除尘。控制合理的风速，稀释和排除作业地点浮尘，防止过量积尘。

①、风量与除尘关系

在采掘工作面风速不变的条件下，风量的变化实际上就是巷道断面或采掘工作面空间的变化，如果风量增大，若产尘量不变，则空间增大矿尘浓度就降低；相反，空间变小，则矿尘浓度就提高。因此，在合理控制风速的前提下，保证足够的巷道断面，减小漏风，确保工作面风量足够，可有效降低巷道矿尘浓度。

②、合理选择风速进行通风除尘

井下巷道中的风速过大或过小，都不利于排除矿尘。《煤矿安全规程》规定，掘进中的岩巷风速应控制在0.15-4.0m/s；而采煤工作面、

掘进中的煤巷和半煤岩巷中的风速应控制在0.25-4.0 m/s。据有关资料，最优排尘风速一般在巷道为1.2-2 m/s，在潮湿巷道和采煤工作面采取防尘措施后为2-2.5 m/s。

③、选择风向进行通风除尘

合理选择风流方向，对除尘工作有一定影响。既能有效降低矿尘浓度，又能减轻矿尘对人体健康的危害。例如，在采煤工作面中，若风流方向与运煤方向一致，风流与运煤之间的相对速度就会减小，则所吹起的煤尘也会相对减少；同时转载点和运煤途中扬起的煤尘也不会带到人员集中的工作面中来，这样也会减少工作面的矿尘浓度，工作面作业人员不会呼吸到更多的矿尘。走向长壁采煤工作面若采用下行通风就获得上述效果。所以，从通风除尘角度来说，应该采取下行通风。

（5）净化风流。在含尘空气流经的巷道设置水幕、水帘等设施和设备，捕获煤尘，减少浮尘。

（6）水封破煤。使用水炮泥封堵炮眼，利用水的气化降尘。

（7）清除积尘。及时定期清除巷道中、支架上和设备、物料表面的积尘。

2、采煤工作面综合防尘的总体要求

（1）综合防尘的总体要求

①落煤时产尘点下风侧10-15m处总粉尘降尘效率应大于或等于85%。

②支护时产尘点下风侧10-15m处总粉尘降尘效率应大于或等于75%。

③放顶煤时产尘点下风侧10-15m处总粉尘降尘应大于或等于75%。

④回风巷距工作面10-15m处总粉尘降尘效率应大于或等于75%。（2）综合防尘的内容

①、采煤机割煤喷雾的要求

1）内喷雾压力不得小于2.0MPa，外喷雾压力不得小于4.0 MPa。2）如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于8.0 MPa。3）喷雾系统应与采煤机联动。

4）工作面的高压胶管应有安全防护措施。高压胶管的耐压强度应大于喷雾泵站额定压力1.5倍。

5）泵站应设置两台喷雾泵，一台使用，一台备用。

②、井下放煤口、转载运输点综合防尘的总体要求

井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、转载及运输环节应采取综合防尘措施，总粉尘降尘效率应大于或等于85%。

③、对井下煤炭运输、转载点采取防尘措施

井下煤炭运转、转载点由于受到风力作用，往往产生煤尘，特别是转载点产尘量更大，必须采取以下防尘措施。

1）转载点落差宜小于或等于0.5m，若超过0.5m，则必须安装溜槽或导向板传输。

2）各转载点应实施喷雾降尘或采用除尘器除尘。

3）在装煤点下风侧20m内，必须设备一道风流净化水幕。

4）煤仓放煤口，距矿车上边缘的距离不得大于0.4m。

5）放煤口应实施喷雾降尘，雾流必须罩住煤流和矿车。

6）在运输巷内应设置自动控制风流净化水幕，对通过的矿车进行自动喷雾。

3、掘进工作面综合防尘的总体要求

（1）综合防尘的要求：

①高瓦斯，突出矿井的掘进机司机工作地点和机组后回风侧总粉尘降尘效率应大于或等于85%。

②高瓦斯，突出矿井的呼吸性粉尘降尘效率应大于或等于70%。

③低瓦斯矿井的掘进司机工作地点和机组后回风侧总粉尘降尘效率应大于或等于90%。

④低瓦斯矿井呼吸性粉尘降尘效率应大于或等于75%。

（2）钻眼工作地点综合防尘

①钻眼工作地点的总粉尘降尘效率应大于或等于85%。

②钻眼工作地点呼吸性粉尘降尘效率应大于或等于80%。

（3）放炮工作地点综合防尘

①放炮15min后工作地点的总粉尘降尘效率应大于或等于95%。

②放炮工作地点呼吸性粉尘降尘效率应大于或等于80%。

（4）掘进工作面爆破时应采取防尘措施

①掘进工作面爆破前应对工作面30m范围内的巷道周边进行冲洗。

②掘进工作面爆破时必须在距离工作面10-15m地点安装压力喷雾器或高压喷雾降尘系统实行爆破喷雾。雾幕应覆盖全断面并在炮后连

续喷雾5min以上。当采用高压喷雾降尘时，喷雾压力不得小于8.0 Mpa。

③掘进工作面爆破后，装煤（矸）前必须对距离工作面30m范围内的巷道周边和装煤（矸）堆洒水。在装煤（矸）过程中，边装边洒水，采用铲斗装煤（矸）机时，装煤（矸）机应安装自动或人工控制水阀的喷雾系统，实行装煤（矸）喷雾。

4、巷道煤尘的冲洗周期

巷道冲洗周期应根据沉积强度确定，总的原则是严禁煤尘堆积（巷道内有厚度超过2mm且连续长度超过5m的干煤尘）：

（1）矿井主要进、回风巷至少每月冲洗一次；

（2）采区大巷和地面储、装、运系统每10天至少冲洗一次；

（3）距采掘面30m内巷道班班冲洗，30-100m每天至少冲洗一次，100m外每周至少冲洗一次，炮掘面30m内放炮前后冲洗，对于采掘工作面等煤尘大的地点应随机组割煤跟随冲洗；

（4）转、装、卸载点20m内班班冲洗；

（5）矿井每年应至少进行一次对主要进风大巷刷浆。

二、粉尘（煤尘、岩尘）的测定

1、矿尘浓度的测定

矿尘浓度测定采用质量浓度。即每立方米空气中矿尘的质量，其单位为mg/m3。

测定矿尘浓度方法有以下两种：

（1）滤膜质量称重测尘法。

滤膜质量称重测尘法指的是，利用测尘仪器中的抽气装置，使一定体积的含尘空气通过已知质量的滤膜，矿尘被阻留在滤膜上，然后根据滤膜的增重量和采气量，计算矿尘浓度。

①、采用滤膜质量称重测尘法时，矿尘采样应注意以下几点事项：1）采样位置应选择在作业点下风侧风流较稳定区域。

2）采样点的高度应在距底板约1.5m的位置。

3）采样头方向迎着风流方向。

4）连续产尘点应在作业开始后20min采样，阵发性产尘点与工人作业同时进行。

5）一般采样流量为10-30L/min，采样时间应不小于20min。

②、采用滤膜质量称重测尘法计算矿尘浓度

采用滤膜质量称重测尘法时，可通过下式计算矿尘浓度，即单位体积空气中矿尘的质量。

C=（m2—m1）/Q·t

式中C=矿尘浓度，mg/m3;

m2、m1——采样后、前滤膜质量，mg；

Q——测尘仪器吸气效率，m3/min;

t——采样时间，min。

（2）直读式测尘法。

直读式测尘法指的是，采用射线、光电等物理方法直接测定矿尘浓度，通过测尘仪器直接确定或显示矿尘浓度数据。

2、矿尘分散度的测定

（1）矿尘分散度的测定目的

矿尘分散度的测定目的是，进一步衡量矿尘的危害性。对作业地点的劳动卫生条件进行评价。为正确选择防尘设备和措施打下基础，并为实际防尘效果的检验提供依据。

（2）矿尘分散度的测定步骤

矿尘分散度的测定步骤主要有以下几步：

①制作样品，主要有切片法、干式或湿式制样法。

②标定目镜测微尺，以便更精确测定矿尘颗粒的大小。

③测定分散度，采用血球计数器分挡计数较方便。

④整理测定结果。根据测定要求，一般按粒级范围＜2μm、2-5μm、5-10μm、10-20μm和＞20μm划分。

3、对矿尘中游离二氧化硅含量进行测定及方法

因为矿尘中游离二氧化硅含量对尘肺病的发生起着重要作用。据有关资料表明，尘肺发病率的高低、发病期的长短以及尘肺病变的严重程度，不仅与矿尘浓度和分散度有关系，而且还与矿尘中游离二氧化硅的含量有着密切关系。为了了解矿尘对人体健康的危害，以便采取有效措施防治尘肺病，必须要对矿尘中游离二氧化硅含量进行测定。

目前我国测定的矿尘中游离二氧化硅含量的测定方法主要有以下三种：

（1）物理的X光衍射法。

（2）红外光普分析法。

（3）化学的焦磷酸质量法。

粉尘综合防治措施

府谷县兴胜民煤矿

二0一七年一月