煤礦巷道掘進的綜合降塵及防塵探究

       引言
　　一般來說，煤礦巷道掘進施工中的防塵降塵措施是比較多的，在不同環境和條件下采用的方法理應有所差異，這樣才能在保證煤礦開采效率和質量的同時，進一步降低粉塵濃度，維護生產的安全性，現場工作人員的人身安全也將免于遭受威脅。雖然在煤礦巷道中普遍建設有通風系統，但是部分通風系統的性能較差，通風方式不合理，不能夠將粉塵濃度加以有效降低。為了轉變這一現狀，必須要加強對通風系統的優化，使之功能得到最大化的發揮，進而對粉塵起到抑制作用，最大程度的降低煤礦巷道掘進施工安全風險，為煤礦企業經濟利益提供可靠保障。
　　1   煤礦巷道掘進粉塵來源分析
　　1.1 煤礦粉碎作業   爆破作業在煤礦巷道掘進施工中是比較常見的，通過破壞原有的煤層結構，將大體積煤炭變小，以便于將煤炭順利運輸出去，這是煤礦開采的一個基本要求。然而在對煤礦進行粉碎時經常會滋生大量的粉塵，這會影響到施工人員視物，增加施工的危險性，而長期吸入粉塵會導致施工人員罹患各類呼吸道疾病。據調查顯示每年因此類癥狀死亡人數高達上萬，可見在煤礦巷道掘進中采取防塵降塵措施是非常必要的。
　　1.2 機械設備的運用   現如今機械化生產在煤礦開采中備受推崇，各種機械設備的應用大大減輕了施工人員的勞動強度，提高了煤礦開采效率，但是也引發了一些新的問題，最為突出的就是粉塵濃度的大幅上升。發生這一現象的原因在于煤礦巷道掘進所用機械設備導致巖層破碎，截齒與巖層的反復碰撞會讓粉塵在巖層表面積聚，隨著施工的推進粉塵就會逸散到空氣中，這是煤礦開采中火災和爆炸事故頻發的罪魁禍首。
　　1.3 煤礦巷道支護施工   對煤礦巷道進行支護可以保持巖層結構的穩定性，防止坍塌事故的發生，較為普遍應用的是液壓支架，需要隨著煤礦巷道掘進進行移動和調整，這就導致頂板荷載并非一成不變，而是發生了明顯變化，空氣中的粉塵就會隨之增加，能見度的下降會讓施工人員頻頻出現失誤操作，煤礦開采風險也會急劇上升。
　　1.4 煤礦運輸   煤炭通常需要通過傳送帶進行運輸，在裝載和運輸過程中也會產生不少的粉塵，有些煤礦企業為了擴大自身經濟效益會超負荷使用運輸設備，將體積和重量較大的煤炭放置在傳送帶上，煤炭與傳送帶的摩擦是產生粉塵的重要原因之一;此外，裝載煤炭時施工人員用力過猛，或者是煤炭從高處落到傳送帶上，也會有較大的概率會增加粉塵量。
　　2   煤礦通風系統優化路徑
　　優化煤礦通風系統是防塵降塵的一個有效措施，可以讓煤礦開采環境更加安全，人員傷亡事件的發生幾率也會大幅下降，充分滿足了新時期煤礦開采要求，煤礦企業利益也能快速提升。具體而言，煤礦通風系統的優化需要從以下幾個方面著手： 　　2.1 應用先進的煤礦通風技術   科學技術的進步發展使得各類先進技術手段被應用到各行各業中，國民經濟因而保持著高速發展態勢，目前在煤礦巷道通風系統中所用的技術可謂多種多樣，根據煤礦開采環境選擇合適的通風技術，能夠取得非常顯著的成效，將粉塵濃度控制在允許范圍內。以局扇通風技術為例，這類技術的應用對局扇有著嚴格的要求，不僅需要局扇能夠具有較大的風量和較小的噪音，而且要堅固、耐用，更為重要的是局扇的防爆性能也要達到一定的標準，這樣局扇通風技術才能在煤礦巷道掘進中發揮效用。因為局扇的功率相對較大，所以每個采掘面所用局扇數量通常不超過兩個，局扇的型號也要符合煤礦開采的要求，以達到防塵降塵的作用。
　　2.2 轉變煤礦通風方式   從當前煤礦通風方式來看，往往并未根據煤層傾向角度、粉塵濃度和井田面積等因素進行合理性的選擇，使得煤礦巷道掘進施工的安全性較低，施工成本較高，煤礦企業的利益也會有所削減。各種煤礦通風方式的適用范圍如下所示：首先，中央并列式通風方式適用于井田面積不大的通風系統中，但是通風系統的線路過長，系統運行過程中也會持續受到阻力，在使用時需要加以注意;對角式通風方式適用于井田面積較大的煤礦中，而煤層較深的則要優選混合式通風方式，這樣煤礦巷道掘進施工中通風系統的運行就會更加穩定，將會不斷有新鮮空氣流入礦井，有利于遏制粉塵的大量滋生。
　　2.3 礦井通風量的合理分配   礦井通風量的大小對于防塵降塵有著重大影響，實際上在煤礦巷道掘進中并不是通風量越大效果就越好，而是要根據礦井各個地區粉塵濃度對通風系統的通風量加以計算，既要降低系統運行能耗，又要將粉塵從井內迅速排出，唯有如此煤礦開采才能保質保量開展，煤礦企業取得效益也會更為可觀。通常情況下，煤礦開采的推進會造成粉塵的不斷增加，相應的需要更大的風量能夠將粉塵稀釋，說明通風系統的通風量是動態變化的，要求工作人員能夠定期計算礦井需風量，調整通風系統運行參數，爭取將粉塵濃度控制在較低范圍內，從而為煤礦開采的可持續進行創造有利條件。
　　2.4 煤礦通風系統設計優化   煤礦通風系統結構往往是比較復雜的，包含有多個設備和管道，加強通風系統設計是強化系統功能，提高通風系統運行穩定性和安全性的有效途徑，因此需要對煤礦通風系統設計進行優化，針對傳統設計弊端加以改進，能夠在煤礦巷道掘進施工中發揮對粉塵的抑制作用。考慮到礦井內部面積較大，單獨一臺風機是不能夠滿足通風需求的，所以在煤礦通風系統中經常是兩臺風機同時運行，致使倒機停風現象屢見不鮮，風機就不能夠穩定運行，礦井通風量較小，粉塵濃度將會升高。對于此類情況的解決對策為，在煤礦通風系統中設置平式百葉窗，以達到平衡點風量的目的，煤礦巷道掘進施工中產生的粉塵就會被快速排出，而不會滯留在礦井內部危害施工效率和人員安全了。
　　PLC的應用可以促使煤礦通風系統更加智能化、自動化，只需要將控制指令輸入到PLC中即可實現對通風系統的自動控制，無需工作人員手動操作系統，主觀因素引起的風險事故將會被扼殺在萌芽之中。而且PLC對通風系統中各類設備的管控更加精準，在通風系統中安裝有傳感裝置，當粉塵濃度超過預定標準時系統就會自動啟動，直到達到臨界值以下。同時在系統設備出現故障時也能夠及時發出預警，讓工作人員可以快速準確的找到故障點，恢復通風系統的良好運行，這是信息時代下通風系統優化的一個新思路，可以將工作人員從繁瑣的通風系統管理工作中徹底解放出來，煤礦巷道掘進施工也會煥發出新的氣象。
　　3   煤礦巷道掘進施工中的防塵降塵措施
　　①使用機械設備進行作業時不可避免的會產生粉塵，此時可以用除塵器+高壓噴霧裝置開展防塵降塵工作，噴霧壓力不能低于3.5MPa，否則就無法起到對粉塵的去除作用。雖然運用上述裝置可以顯著提高煤礦開采的安全性，但是這些除塵設備的頻繁使用會加大其故障概率，因此煤礦企業應該安排專人負責對這些裝置進行保養和維護，以免在需要使用時發現設備存在故障，影響到除塵效果。比如說將水質過濾后輸送到噴嘴，防止水中的雜質造成噴嘴的堵塞，還要給噴霧裝置提供足夠的壓力。
　　②根據煤礦企業制定的設備管理制度對除塵設備進行維護管理，譬如說在使用除塵器降低空氣中的粉塵時，在開機前、使用中、關閉后都要按照相關要點進行操作，開機前要接通電源，將除塵器調整到噴霧狀態;使用中嚴格遵循使用手冊，不能有絲毫差錯;關機除塵器時則要查看過濾網和污水箱，確定沒有破損和臟污情況后進行保管，避免受到環境因素影響出現故障問題。
　　③通過煤層注水和打眼錨桿支護作業來進行防塵。首先利用濕式液壓鉆機進行打眼，增加空氣濕度，抑制粉塵滋生;接下來使用干式孔口捕塵器，該綜合捕塵方法效果較好，對于施工人員技術水平沒有過高要求，是一種新穎的煤礦巷道掘進施工的防塵降塵措施。
　　④在掘進巷道內部按技術要求鋪設防塵管路，同時安設巷道凈化水幕和轉載點噴霧，在煤礦巷道掘進前用高壓注水方式，配合高壓外噴霧裝置、除塵風機進行徹底的降塵、防塵。另外，還要加強煤礦巷道掘進施工安全管理水平，將上述工作落實到位，保證降塵效果。
　　⑤在噴射機后方安裝除塵器，借助除塵器來實施抽塵凈化，要依據巷道風向設置吸塵罩位置，保證吸塵罩與巷道頂部錨桿呈90°直角，錨噴支護作業與上料口位置相互距離2～4m。此時，采用負壓風筒銜接除塵器，保證除塵器前部連接吸塵罩，后部與風筒連接。
　　⑥盡量降低裝載點落差，可以考慮裝設溜槽或導向板，優化風流凈化水幕位置。一旦噴霧裝置發生故障無法啟動時，可以采用凈化水幕來配合裝載運輸運轉點，實現有效防塵。水幕噴頭高度設置要保證傾斜角在35°以內，提高水幕的除塵噴霧降塵效果。
　　⑦煤礦巷道掘進的防塵工作還要加強個體防護與定期檢測，現場全體人員必須佩戴個體防護用具，如自吸式防塵口罩或過濾式送風防塵口罩等;并定期對人員身體狀況進行了解，患病者將不能從事一線生產。另外，還要做定期呼吸性粉塵的檢測，評估施工作業現場環境，及時發現和處理粉塵超限問題。
　　結語
　　綜上所述，粉塵濃度過高會給煤礦巷道掘進施工帶來一系列的負面效應，會影響到施工人員操作的準確性，危害他們的身體健康。煤礦企業必須要采取綜合性的防塵降塵措施，減少礦井內部有毒有害氣體含量，為煤礦開采提供安全防護，讓施工人員能夠在良好的環境下進行煤礦生產作業，在此情況下煤礦生產必然會保持連續性和高效性，給煤礦企業創造更多效益，煤礦企業的可持續健康發展也會真正成為現實。