综掘工作面粉尘危害及除尘系统研究

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1、综掘工作面粉尘危害及除尘系统研究：掘进机是煤矿井下巷道的掘进设备，其在掘进巷道时，会产生大量的粉尘，带来的严重后果是煤尘爆炸隐患增大和煤炭行业尘肺病人数的增多。H系列湿式除尘系统能够高效的清除掘进机截割时产生的粉尘。本文对H系列湿式除尘系统进行了详细介绍，同时也为我国除尘系统的设计与改进提供了可靠依据。　　关键词：掘进机；粉尘；尘肺病；湿式除尘系统　　：TD714：B：1009-9166（2011）017(C)-0232-02　　　　引言：掘进机作为煤矿巷道掘进的主要设备，其在巷道掘进时会产生大量的粉尘，且掘进工作面工序繁杂，产生

2、粉尘的地点位置多变。随着综采、综掘技术的迅猛发展，我国煤矿粉尘污染问题日趋严重。如综掘工作面在只采取内外喷雾时，司机处粉尘浓度高达300—1000mg/m3，而且呼吸性粉尘占全尘浓度的30%左右，无论是全尘浓度还是呼吸性粉尘浓度均严重超标，带来的严重后果是煤尘爆炸隐患增大和煤炭行业尘肺病人数的增多。据统计，目前我国煤矿约有矽肺病人40万人，每年死于矽肺病约2500人，每年新增矽肺病人约8000人。近几年我国煤矿安全形势更是严峻，发生瓦斯煤尘爆炸多次，伤亡惨重，造成了巨大的经济损失。数量众多的职业矽肺病患者，要花费大量的人力和物力来

3、进行治疗，不仅经济损失巨大，也给患者及家属带来了很大的痛苦。控制矽肺病的发生和防止煤尘爆炸已成为煤炭行业头等重要的事情，而最有效的措施就是大幅度降低作业场所空气中的粉尘浓度。之前国内煤矿使用的掘进机一般都配有外喷雾和内喷雾装置，但在使用时易出现喷嘴堵塞，水封损坏等问题，外喷雾勉强使用，内喷雾一直没有很好发挥作用，多数掘进机的内喷雾弃置不用，而除尘设备使用的也较少，已使用除尘设备的掘进工作面，除尘效果也不很理想。由煤科总院太原研究院研制的H系列湿式除尘系统在经过大量的研究、改进及实践中取得了良好的除尘效果，极为有效地改善了工人工作环

4、境，并避免了许多井下安全隐患。　　一、粉尘的危害　　粉尘的危害主要有矿尘的自燃性、煤尘爆炸及尘肺病。　　1、矿尘的自燃性　　矿尘的自燃原因在于：由于过小的尘粒使自由表面增加，从而提高了其化学活性和氧化产热能力。当氧化反应产生的热量不能及时散发，使氧化反应自动加速，最终导致燃烧的发生。　　根据自燃温度可将可燃性粉尘分为两大类：第一类粉尘的自燃温度高于周围环境的温度，只有在加热时才能引起燃烧；另一类粉尘的自燃温度低于周围环境的温度，即使不加热也会引起自燃，这种粉尘极易形成火灾。　　2、煤尘爆炸　　煤尘爆炸只有在一定的浓度范围内才会发生

5、，煤尘爆炸范围和煤的成分，尤其是挥发性成分及其含量、煤尘粒度等因素有关，通常把这个范围叫做爆炸极限。资料表明，煤尘浓度为30—50g/m3是煤尘爆炸的下限，煤尘浓度为1000—2000g/m3是煤尘爆炸的上限，煤尘浓度为300—400g/m3时，爆炸力最强。　　煤尘爆炸引起的后果涉及很广，如人员伤害，设备毁坏和火灾。同时爆炸时产生的高温、高压和冲击波对矿井的影响也是非常大。　　3、尘肺病与矿尘的关系　　尘肺病是矿工最常见的职业病之一。它是由于工人长期吸入作业环境中悬浮粉尘而引起的肺部组织纤维性病变的总称。对粉尘的评价主要是粉尘的成

6、分和粉尘的分散度。　　粉尘中游离二氧化硅含量的多少一直是评价粉尘的主要标志，一般认为，粉尘中游离二氧化硅的含量越高，越容易导致矽肺病的发生，为此，我国煤矿安全规程（2005）第七百三十九条对作业场所空气中粉尘浓度作出了具体规定，总粉尘和呼吸性粉尘的最高允许浓度应该符合表1的规定要求。　　表1煤矿安全规程（2005）第七百三十九条的规定　　降低作业场所空气中的粉尘浓度是控制尘肺病发生的最有效的措施，目前已成为煤炭行业非常重要的事情。煤尘对人体呼吸系统的影响很大，尤其是粉尘粒径≤5μm时，它可以避开呼吸系统的各种保护，随空气直接流入人

7、体的肺部。根据统计数字，几乎所有在3年以上工龄的矿工都有不同程度的尘肺病，并且不同工种的工人患病的几率有所不同。资料表明，井巷掘进工人的患病率为4.22%，采煤工的患病率为2.35%。由这些数据可以看出，粉尘污染对煤矿工人的身体健康影响很大。　　二、综掘工作面产尘机理分析　　煤矿井下掘进工作面作为综采工作的前期开拓工作面，它的产尘量在井下总产尘量中所占的比例仅次于综采工作面，而且井巷的掘进又以其工序多、尘源分散、粉尘分散度高等特点，成为防尘的重点。这是由于掘进机在切割、装载、转运过程中要产生大量的煤尘。煤尘的曼延，给煤矿的井下工作

8、埋下隐患。据统计，煤矿矽肺病患者中85%以上发生在岩巷掘进工作面，煤巷和半煤岩巷道的煤尘瓦斯爆炸事故发生率也占很大的比重。　　综掘工作面粉尘主要来自截割过程。截齿靠近煤壁与煤壁接触后煤体受到挤压，截齿深入煤体，煤体进而承受剪切力作用，当截齿离开煤壁