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關于煤礦采掘作業中粉塵的危害 污染問題及治理措施
 2016-02-24 14:58:14            來源:http://www.chinalaobao.com/news/4/16215.html
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  在煤礦開采作業中,粉塵問題一直是嚴重威脅一線礦工生命安全的重要因素。直徑在10um以上的粉塵,很容易被人類的鼻腔、支氣管黏液吸收;直徑在5~10um之間的粉塵,有沉入人類氣管深部的危險;而直徑在5um以下的粉塵則會沉積在人類氣管管壁和肺部氣泡內很難被去除而引起肺塵病,這是煤礦工人職業病誘發的主要原因。因此要重視煤礦采掘作業過程中產生的粉塵污染問題并采取措施進行防治。

  1、煤礦采掘粉塵產生的途徑及特性危害

  1.1煤礦粉塵產生的途徑

  煤礦粉塵主要是在煤礦各環節的生產中產生,特別是在煤礦井下風速較大的情況下,開展煤礦采掘作業時,煤礦粉塵污染現象會更為明顯。煤礦采掘工作面是煤礦粉塵的主要來源,其排放的粉塵量占到了總粉塵排放量的60%左右。做好煤礦采煤工作面的防塵工作,不僅可以防范瓦斯和煤塵事故,而且對煤礦井下采掘工作面的環境改善和礦工的生命安全都起到積極的作用。通常煤礦井下粉塵主要來自于:采煤機的割煤過程、煤礦支架的移架過程、放煤設備的放煤過程、破擊設備的破擊過程。其中采煤機的割煤過程和煤礦支架的移架過程產生的煤礦粉塵量最多。此外,在掘進煤礦巷道的過程中也會產生大量的粉塵。要想把采煤工作面粉塵的防治工作做好,必須根據煤礦粉塵的具體來源,采取相應的治理措施,綜合進行治理,以降低粉塵的濃度。

  1.2煤礦井下粉塵的危害特性

  煤礦井下粉塵的主要成分是微小煤塵和巖屑微塵,其特性和危害通常說來主要有以下幾點:(1)在空氣中長時間漂浮的粉塵,會有一圈空氣膜保圍在它的外表,由于空氣膜的保圍會使粉塵和粉塵之間或粉塵和空氣中的微小水滴之間的相互作用受到阻礙,會嚴重影響到粉塵的沉降過程;(2)粉塵表面的氧分子會隨著粉塵擴散度的增加而增多,這樣會加快粉塵的氧化速度;(3)在巖屑微塵中的二氧化硅,由于其表面積較大,一旦煤礦工人吸入體內后,會很容易在煤礦工人的肺泡內產生沉積現象,長期的日積月累會使煤礦工人產生塵肺病;(4)煤礦工作面上瞬時產生的粉塵所帶的電量要比已經進入煤礦通風系統的粉塵所帶的電量要多,如果不及時采取相應處理措施,一旦粉塵濃度積累過大,在作業場所很容易發生粉塵爆炸或燃燒,甚至會對機械設備的運作產生影響,使機械設備的老化速度加快,增大一些精密儀器的使用誤差。

  2、煤礦采掘作業中粉塵的治理措施

  2.1采煤工作面粉塵治理措施

  (1)布置采煤機徑向霧屏。

  通過在采煤機靠近滾筒的搖臂上加裝焊接有6~9個噴座的直線和弧形金屬管連接器,采用10MPa以上的供水壓力和5L/min左右的流量來給噴座供水,在人行道一側形成一道徑向霧屏的方式來對采煤機滾筒產生的粉塵加以有效地降低和管控。

  (2)采用高壓噴霧降塵。

  高壓噴霧降塵主要是靠水霧的高壓力來把粉塵沖散,以達到對其濃度進行降低的目的。這種降塵方法的降塵效果比較理想,操作起來也比較簡單,容易實施,它的降塵率可以高達90%左右。它對水的壓力要求控制在8~12MPa以上,對流量的控制要求在15L/min。其工作原理主要是通過高壓力來把水霧分子的飛行速度,還有渦流強度帶電量的大小加以提高,來使水霧分子和粉塵顆粒高速碰撞和凝聚,這樣可以把粉塵外因有空氣膜而出現的排斥現象有效避免,顯著提高兩者的結合度,來達到高效除塵的目的。在采煤機上風側5m至下風側10m內設置五個測點,在逆風割煤和順風割煤兩種情況的全塵分布情況以及采取高壓噴霧除塵技術前后的對比情況如圖1和圖2所示。

  從圖1和圖2中可以看出,噴射高壓水霧之前的全塵濃度梯度變化明顯,全塵濃度都較高,并且采煤機滾筒中心位置濃度相對較高,下風側濃度相對較低,這是由于全塵本身顆粒較大,很難懸浮在空氣中,容易自行沉降,噴射高壓水霧之后全塵濃度梯度整體都有了明顯的降低。可見采用高壓噴霧降塵效果還是比較顯著的。

  (3)對特殊地區安裝設計特殊的自動閥控噴霧設備。

  對一些特殊地區產生的粉塵如煤礦支架的移架過程,放煤設備的放煤過程,可以通過設計特殊自動閥控噴霧設備的方法來達到降塵除塵的效果。可以通過在除塵設備上安裝四通閥或者磁化器的方式,來去除煤礦支架移動過程中產生的粉塵和放煤設備在放煤過程中產生的粉塵,這樣也可以對下風鄰架的降塵工作和呼吸性粉塵的磁化水噴霧降塵工作起到很好的作用

  2.2經濟社會效益分析

  本礦在綜合應用了以上除塵措施后現場測塵實驗表明采煤機司機處的粉塵濃度降低72%左右,達到了預期降塵目標。自2014年3月11日綜合使用以上降塵措施至今,各系統運行正常,無異常發生。改善了3207工作面的生產環境,提高了工作面的可見度,可減少工人生產中的誤操作,提高生產積極性。此外,粉塵濃度的降低,使工人免受粉塵危害,保護了工人的身體健康。

  2.3掘進工作面粉塵治理措施

  機械鑿巖是煤礦井下采掘工作的主要作業方式,在機械設備強有力的對巖石進行撞擊的過程中,大量的粉塵必然會在此過程中產生。對煤礦掘進工作面粉塵量的影響因素主要有:(1)被開采巖石的巖性和具體的結構特性;(2)開采煤礦的生產強度。濕化處理是在鑿巖時通常采用的降塵措施,也可以通過開展捕塵工作來除塵。隨著科技的發展,又研究出了一種更易操作且更經濟合理的除塵方法-泡沫除塵法,其主要是在水中加入一定比例的泡沫,然后通過一定的機械處理,得到一種水和泡沫的全新混合物,這種全新混合物的體積要比純水的體積大很多,這樣既能節約大量的水,又能增加濕潤界面,可以更多地對粉塵形成捕獲,其除塵效果也比較理想。

  3、加強科學管理和新技術的應用

  (1)保證煤礦井下降塵工作的順利進行,要有良好的粉塵管理機制做基礎。其中對煤礦井下粉塵的管控工作,應該以呼吸性粉塵的管控工作為重點。因為這種粉塵會對煤礦井下工作人員的身體健康狀況構成直接的威脅。

  (2)在國外先進除塵工藝的基礎上,結合我國的實際情況,開發適合我國煤礦生產特點的除塵裝置。比如說可以借鑒英國的吸塵滾筒開發我國自己生產的吸塵滾筒。

  (3)在防護呼吸性粉塵方面,重點以對過濾粉塵材料的開發為基礎,盡量的加以避免粉塵與工作人員的直接全方位接觸。重點研制一些小型方便化的除塵設備。

  (4)注重在防塵口罩或者用具上利用一些先進的生物技術和新工藝。

  ①在生物科技防塵用具的研發工作上,政府和相關部門應加大投入力度,以防止一些呼吸性粉塵對一線礦工造成直接的危害;②要加大對煤礦粉塵

  預警系統的開發。預警、處理和防治相結合的處理機制應該是未來新型礦山防塵工作的發展方向,要在產生粉塵的一線,配備專門的粉塵監測器,來有效的監測粉塵濃度、成分、顆粒直徑以及粉塵中二氧化硅的含量,在地面設置相關的監測站,一旦發現空氣中某些粉塵指標超標,對人體的人身安全構成危害時,應立即組織井下員工撤離現場,這樣既可以對煤礦井下工人的身體安全形成保障,而且還可以對井下瓦斯爆炸和粉塵爆炸等一系列重大事故起到很好的預防作用。

  4、結語

  提高煤礦從業者對煤礦井下粉塵產生的來源、特性、危害的認識程度,從粉塵的來源入手,對癥下藥,采取防治措施,并積極引進和采用一些新技術新工藝,尤其要做好呼吸性粉塵的防治工作,保障一線職工生命健康,建立一種安靜、清潔、節能、安全的未來新型礦山。

 
 
 
 
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