1粉塵控制技術

粉塵控制技術為該粉塵監控系統粉塵濃度超出限制范圍所實施的處理措施提供了依據,同時也是煤礦安全生產的基本要求。根據工作場所空氣中煤塵游離二氧化硅含量的不同,煤礦粉塵濃度的職業接觸限制值也不相同。對矽塵含量小于10%的煤塵,總塵的時間加權平均容許濃度為4mg/m3,短時間接觸容許濃度為6mg/m3;呼吸性粉塵時間加權平均容許濃度為5mg/m3,短時間接觸容許濃度為3.5mg/m3,這是煤礦作業面粉塵濃度的最低要求。上述時間加權平均容許濃度(pc-twa)是指以時間為權數規定的8h工作班的平均容許接觸水平,長期反復接觸該粉塵濃度幾乎所有工人不發生有害健康效應。短時間接觸容許濃度(pc-stel)指一個工作日內,任何一次接觸不得超過(以15min時間加權平均濃度表示)的容許接觸水平,短時間接觸容許濃度不是一個獨立的接觸限值,而是時間加權平均容許濃度限值的一種補充。

1.1防塵措施

在礦井采、掘、運系統的各生產工序中都產生粉塵,這些粉塵隨風流飛揚于作業空間和巷道中。對這些塵源必須采取有效的綜合防塵措施,即針對每一道生產工序和環節的塵源采取一項和多項防治措施,以減少粉塵的產生量,降低作業環境的粉塵濃度和防止工人吸入粉塵。

防塵措施主要是減少采掘作業時的粉塵發生量,是礦井塵害防治工作中最為積極有效的技術措施。防塵措施主要包括:改進采掘機械結構及其運行參數減塵、濕式鑿巖、水封爆破、添加水泡泥爆破、封閉塵源、捕塵罩以及預濕煤體減塵措施(如采空區或巷道灌水、煤層注水)等。防塵措施是以預防為主的治本性措施,應在作業之前考慮優先采用。按照礦井的防塵技術,可將防塵措施分為以下幾類:

1.濕式作業方式包括濕式打眼、濕式鑿巖、水泡泥爆破、預濕煤體等。

1)濕式打眼就是在打眼工作中,將壓力水通過鑿巖機或煤電鉆送入鉆孔并充滿孔底,以濕潤、沖洗炮眼中的粉塵,使其變成塵漿流出炮眼。

2)濕式鑿巖是利用風鉆進行濕式鑿巖,是國內外巖巷掘進行之有效的基本防塵方法。濕式鑿巖有中心供水和旁側供水兩種供水方式。近年來,很多很多礦井對煤電鉆進行了改革,試制成功了濕式煤電鉆,已廣泛應用于煤巷、半煤巖巷以及一些采煤工作面。濕式煤電鉆具有良好的水密封性能,能有效地控制回采工作面的煤塵。

3)水泡泥是利用盛水的塑料袋代替炮泥充填于炮眼內,爆破時水袋破裂,在高溫高壓爆破波的作用下,大部分水被汽化,然后重新凝結成極細的霧滴,并與同時產生的粉塵相接觸,形成霧滴的凝結核或被霧滴所濕潤而起到防塵作用。水泡泥中若添加濕潤劑、黏塵劑等物質,可大大提高降塵效率。此外,德國等西方國家已開始應用化學材料代替水泡泥中的水,這些材料大多具有較好的膨脹性能,爆炸時的封堵效果和降塵效果更好。

4)預濕煤體防塵?預濕煤體防塵主要是采用煤層注水的方法,即預先用水通過鉆孔和裂隙注入尚未開采的煤體,增加煤的水分,使煤體得到預先濕潤,降低煤體產生浮游粉塵的能力。多年的防塵實踐已證明,采煤工作面實施煤層注水是取得最佳防塵效果的根本措施。影響水在煤層中滲透的因素主要是煤的裂隙和空隙的狀態,以及與其有關的其他因素。煤層的透水性能與煤的裂隙發育程度、裂隙寬度及裂隙方向有密切關系。煤層的多孔程度用孔隙率來表示,即孔隙的總體積與煤的總體積的百分比。煙煤的透水性系數隨孔隙率的增大而增大。對褐煤來說,雖然孔隙率高,但透水性系數卻趨于零,因此,開采時常常不能注水。煤屬于疏水性物質,與水不甚親和。如果在水中添加濕潤劑(表面活性劑),水的表面張力就會降低,從而提高對煤層的濕潤能力及滲透系數。

煤層注水方式及其選擇要按照注水鉆孔的形式,煤層注水方式有長孔、短孔和深孔三種,各自的鉆孔地點、鉆孔長度及特點如表4所示;按照注水方式又可分為靜壓注水和動壓注水;按作用于注水鉆孔孔口的水壓大小分為三類:低壓注水(ps10.0mpa~15.0mpa)。我國煤礦通常采用長鉆孔、中壓或低壓注水方法,其優點是采煤和注水作業互不干擾,注水時間可按需要增加,一次濕潤范圍大而均勻。

表4煤層注水方式種類

注水方式?鉆孔地點?鉆孔長度?特點

長鉆孔注水?工作面回風或運輸巷道?>30m?在原始應力區的煤層中注水

短孔注水?工作面?<6m?在降低應力區的煤層注水,裂隙發育,透水性強,注水壓力低

深孔注水?工作面?6m~20m?在升高應力區的煤層中注水,裂隙不發育,透水性弱,注水壓力高

5)采空區注水?采空區灌水預先濕潤煤體防塵,是在采用下行陷落法分層開采厚煤層過程中,將水灌入上一分層的采空區內,水在自重及煤體孔隙的毛細管力作用下緩慢深入下一分層的煤體中,使煤體得到濕潤,減少下層開采時浮游粉塵的產生量。

改進采掘機械結構和運行的減塵措施?研究表明,截齒越寬,壓固核越小,產塵量也越低。因此,從防塵角度出發,選擇合理的截齒幾何形狀,可以減小采掘時的壓固核。目前效果較好的是鎬形刀刃的粗截齒。采掘作業時,一般截深越大,采落的礦巖塊塊度越大,固壓核越小,產塵量也越小。截深主要取決于采掘機上的截齒數目,適當減少截齒數,可達到降塵的目的。此外,當采煤機的滾筒轉速與牽引速度適當匹配時,也可降低粉塵的生成量。對于摩擦與碾壓、沖擊與振動產塵,可通過定期更換截齒,按照規程安裝采掘機械等一般性措施加以緩解。

3.干式鑿巖捕塵?一般在缺水礦井使用,可分為兩種:一種是干式孔底捕塵,經過釬桿中心孔、風鉆機頭和連在機頭上的輸塵軟管,將炮眼內的粉塵抽到干式孔底中去;另一種是孔口干式捕塵,通過炮眼口的捕塵塞和連在捕塵塞上的抽塵管,把炮眼內的粉塵抽到一個濾塵袋中去,過濾后的干凈空氣回到巷道內。

4.個體防護?煤礦礦井各生產環節盡管采取了多項防塵措施,但也難以使各作業地點粉塵濃度達到衛生標準。此種情況下,特別是在強產塵源和個別不宜安裝防塵設備條件下作業的人員,必須佩戴個體防塵用具。在煤礦經常使用的個體防塵用具主要有:自吸過濾式防塵口罩;動力送風過濾式個體防塵用具;隔絕式壓風呼吸器。

1.2除塵降塵措施

除塵降塵措施是礦井綜合控制粉塵的重要環節,現行的除塵降塵措施主要包括各產塵點的噴霧灑水,如采煤機上內外噴霧、放炮噴霧、支架噴霧、裝巖灑水及巷道凈化水幕等。這些除塵降塵措施為該粉塵監控系統粉塵濃度超出限制范圍所實施的處理措施提供了依據。

1.濕式除塵技術?濕式除塵技術是井下礦山應用最普遍的一種方法。一般作業場所的相對濕度達到65%以上就可以大大降低粉塵的濃度。水能濕潤粉塵,增加粉塵重力,并將細散的塵粒聚合為較大的塵粒,使浮沉加速沉降,落塵不易飛揚。濕式除塵方法設備簡單,使用方便,應用與維護費用低,降塵效果明顯。缺點是增加工作場所的濕度,惡化工作環境和可能影響煤炭的質量。

噴霧灑水是將壓力水通過噴霧器(噴嘴)在旋轉或沖擊作用下,使水流霧化成細散的水滴在空氣中。噴霧灑水的捕塵效果取決于霧體的分散度以及塵粒與水滴的相對速度。粗分散度霧體水滴大,水的數量少,塵粒與水滴相遇時,會因旋流而從水滴邊緣繞過,不被捕獲。過高分散度的霧體,水滴十分細小,容易汽化,捕塵效率也不高。一般水滴的直徑在10μm~15μm時,捕塵效果最好。水滴與塵粒的相對速度越大,二者碰撞時的動能也越大,有利于沖破水的表面張力而將塵粒捕獲。水質與粉塵的性質也影響噴霧降塵效果。若水的純凈度差,將使水的黏性增加,分散水滴粒度加大,降低捕塵效率。疏水性粉塵與水滴碰撞時,能產生反彈現象,即使碰撞也難以將其濕潤捕獲。塵粒表面吸附空氣形成氣膜或覆蓋油層時,也難被水濕潤。密度大的塵粒相對易于被水捕獲。噴霧灑水除塵簡單方便,被廣泛用于采掘機械切割、爆破、裝載、運輸等生產過程中,缺點是對微細塵粒捕集效率低。霧體的分散度、作用范圍和水滴運動速度,取決于噴霧器的構造、水壓和安裝位置。應根據不同生產過程中產生的粉塵分散度選用合適的噴霧器,得到較好的除塵效果。我國礦山井下常用的噴霧器,按其動力可分為水力和風水聯動(引射式)兩類。

物理化學降塵技術?我國是從20世紀80年代開始試驗并推廣應用降塵劑等物理化學降塵技術的,目前已經井下進行實驗與應用的物理防塵方法主要有:水中添加降塵劑降塵,泡沫除塵,磁化水降塵及黏塵劑降塵等。

3.添加降塵劑降塵?水中添加降塵劑是在水力除塵的基礎上發展起來的一種降塵技術。通常情況下,水的表面張力較高,微細粉塵不易被水迅速有效地濕潤,因而降塵效果不佳。但不可否認的是,水力除塵方法是迄今為止最簡便、最易推廣的方法之一。水中添加降塵劑后,則可大大增加水溶液對粉塵的浸潤性,即粉塵粒子原有的固-氣界面被固-液界面所代替,使液體對粉塵的浸潤程度大大提高,從而提高降塵效率。除塵劑的選擇方法應能滿足無毒、無臭,能完全溶于礦井防塵用水中,低溫時不發生結冰現象,無沉淀或鹽析現象,對金屬無腐蝕,不延燃,成本低,運輸方便等。一般低于降塵劑臨界濃度時,水的表面張力降低幅度與降塵劑濃度呈急劇下降趨勢,但超過此臨界后則趨于穩定。目前我國降塵劑的添加方法主要有:定量汞添加法、添加調配器、負壓引射器添加法、噴射汞添加器及孔板減壓調節器五種添加方法。其中負壓引射器添加法原理為:降塵器溶液被負壓引射器所造成的負壓吸入,并與水混合添加于供水管路中。添加濃度由吸液管上的調節閥控制。由于這種方法成本低,定量準確,被廣泛用于各礦井中。

4.泡沫除塵?泡沫除塵是用無空隙的泡沫體覆蓋塵源,使剛產生的粉塵得以濕潤、沉積、失去飛揚能力的除塵方法。泡沫除塵幾乎可以捕集所有與之相遇的粉塵,特別是對于細微粉塵具有很強的聚集能力。泡沫除塵的特點主要有:泡沫除塵與噴霧灑水相比,可減少耗水量33%~60%;除塵效率可達90%~98%,比一般的噴霧灑水降塵率提高33%~50%;可將膠帶輸送機膠帶重載側的產塵量減少約98%;如用于膠帶運輸機轉載點除塵,當風流和膠帶的相對運動速度為7m/s時,泡沫能穩定的依附在膠帶的煤和煤塵表面。

5.磁化水除塵?磁化水是經過磁水器處理過的水,磁化處理后,水的表面張力、吸附、溶解滲透能力增加,水珠變小,有利于提高水的霧化程度,增加與粉塵的接觸機會,提高降塵率。磁化水降塵的優越性主要有:設備簡單,安裝方便,性能可靠;成本低,易于實施,一次投入長期有效;降塵效率高于其他物理化學方法。

6.黏塵劑抑塵?目前使用的黏塵劑大多為吸濕性鹽類,其作用原理是:通過無機鹽(如氯化鈣或氯化鎂)不斷地吸收空氣中的水分,使沉積于黏塵劑的粉塵始終處于濕潤狀態,同時由于在黏塵劑中添加有表面活性物質,所以比普通的水更容易濕潤礦井粉塵。黏塵劑可以持續黏結由井下空氣帶來的不斷沉積于巷幫與底板的粉塵。

7.礦井通風排塵?礦井通風排塵是指借助風流稀釋與排出礦井空氣中的粉塵。礦井內各個產塵點在采取了其他防塵措施后,仍會有一定量的粉塵進入礦井空氣中,其中絕大部分是小于10μm的微細粉塵,如果不及時通風稀釋與排出,將由于粉塵的不斷積累而造成礦進內空氣嚴重污染,危害礦工的身心健康。最優排塵風速在一般干燥的巷道中為1.5m/s~4m/s,它也受到一些因素的影響,如工作區有擾動,促使粉塵飛揚,則最優排塵風速值要降低。在潮濕巷道,粉塵不易被吹揚起來,在較高的風速范圍(5m/s~6m/s以下),稀釋作用為主,粉塵濃度隨風速的增加而下降。

一般不依靠礦井主要通風機進行的有效通風均稱為局部通風。目前采用較多的是局部通風機排塵方式,對降低掘進時的粉塵濃度起了重要作用。局部通風排塵方法可分為總風壓通風、擴散通風、引射器通風及局部通風等四種方法。

1.3預防煤塵爆炸及限制爆炸擴大范圍的措施

煤礦的爆炸事故極大地威脅工人的生命,是煤礦最大的安全和問題。按照爆炸事故特征,煤礦粉塵爆炸事故可以分成兩類,即單一煤塵爆炸事故和瓦斯煤塵爆炸事故。單一煤塵爆炸事故是指在沒有瓦斯參與的情況下,由于礦井粉塵濃度處于爆炸極限濃度區間內,在外界火源激發下,發生爆炸事故。瓦斯煤塵爆炸事故,一般是礦井首先發生瓦斯爆炸,爆炸沖擊波引起巷道四壁的沉積粉塵,形成“粉塵云”,其濃度處于爆炸極限范圍內,在瓦斯爆炸氣流的高溫高壓作用下,煤塵被強制點燃爆炸。瓦斯煤塵混合爆炸事故一般是瓦斯爆炸事故的爆炸波和爆風揚起沉積在地面的煤塵,發生二次爆炸甚至多次爆炸,事故經常是災難性的。

減少沉積煤塵量和及時將其清除出井是簡單有效的防爆措施。積極采用煤層注水、濕式作業、轉載噴霧、通風除塵等綜合防塵技術防止和減少煤塵的產生和飛揚,也是防止煤塵爆炸最根本的措施。此外,杜絕能引起煤塵云著火或爆炸的著火源是防治煤塵爆炸的另一類重要措施,要防止放炮火源,防止摩擦和撞擊點火。

煤礦自然條件十分復雜,發生煤塵爆炸的隨機性很大,出了上述一般性安全技術措施外,各國針對煤塵爆炸的特點研究了煤塵爆炸的專門技術。其中,使用時間最長、應用面廣、簡單易行的預防措施是撒布巖粉法。撒布巖粉是定期向巷道周邊撒布惰性巖粉,用它將巷道周邊上的沉積煤塵覆蓋住。采煤作業是連續的,煤塵的產生、飛揚與沉積也斷斷續續,當第一次撒布巖粉后,煤塵便不斷地在巖粉層上沉積,若不增加巖粉量,其保護帶將失敗。所以,一定時間后要再次撒布巖粉,以維持混合粉塵中不燃物含量的正常比例。一般應按照撒布地點的沉積煤塵濃度和煤塵爆炸下限濃度來確定巖粉的撒布周期。

限制煤塵爆炸擴大災害范圍的措施又稱隔爆措施。瓦斯煤塵爆炸具有連續性,且越發展破壞力越大的特點,為避免造成全礦井被毀的惡性事故,必須人為地把瓦斯或煤塵爆炸撲滅在爆源附近或限制在一定范圍內。因此防止災害擴大的措施集中在兩個方面,即分區管理和設置阻爆裝置。

1.分區通風?對井下各工作區域實行分區通風,每一生產水平、每一采區都必須布置單獨的回風道,嚴格禁止各水平采區之間的串聯通風,盡量避免采區之間角聯風路的存在。采區內回采工作面和掘進工作面應采用獨立的通風線路,防止互相影響。礦井主要進、回風道之間的聯絡巷必須構筑永久性擋風墻,需要使用的必須安設正反向兩道風門。裝有主要通風機的出風口應安裝防爆門。在開采有煤塵爆炸危險的礦井兩翼、相鄰采區、相鄰煤層和相鄰工作面時,應安設巖粉棚或水棚隔開。在所有運輸巷道和回風巷中必須撒布巖粉,防止爆炸傳播。

煤塵爆炸的阻爆隔爆技術?煤塵爆炸的阻爆隔爆技術主要包括被動式隔絕煤塵爆炸傳播技術和自動式隔爆措施。

1)被動式隔絕煤塵爆炸傳播技術?目前使用最廣泛的隔絕煤塵爆炸措施是被動式隔爆棚,它分為被動式水棚和巖粉棚。當發生瓦斯煤塵爆炸時,由超前于爆炸火焰傳播的沖擊波超壓的作用,將隔爆棚擊碎或爆風掀翻,使棚架上或槽子內的抑制劑(巖粉或水)飛散開來,在巷道中形成一個高濃度的巖粉云或水霧帶,使滯后于爆風的爆炸火焰到達棚區時被撲滅,從而阻止爆炸繼續向前傳播。按隔爆棚的保護范圍又可分為主要隔爆棚和輔助隔爆棚兩類。巖粉棚是由安裝在巷道中靠近頂板處的若干塊巖粉臺班組成,臺板的間距稍大于板寬,每塊臺板上放置一定數量的惰性巖粉。當煤塵爆炸事故發生時,火焰前的沖擊波將臺班震倒,巖粉即彌漫于巷道中,火焰到達時,巖粉從燃燒的煤塵中吸收熱量,使火焰傳播速度迅速下降,直至熄滅。被動式巖粉棚必須設置在距可能發生煤塵瓦斯爆炸地點60m~300m范圍內,超出這個范圍巖粉棚的可能性會降低。

2)自動式隔爆措施?自動隔爆裝置由傳感器、控制器和噴灑裝置組成。其原理是在煤塵瓦斯爆炸的瞬間,煤源附近立即出現火焰,壓力升高,溫度急劇上升。自動式隔爆裝置就是借助于傳感器,將這些物理參量的變化接受下來轉換成電信號,通過控制器自動控制機構,在預定地點噴灑一定濃度的抑制劑,把剛好到達的火焰撲滅。用于自動隔爆裝置的抑制劑有三類:液體抑制劑,粉末無機鹽類抑制劑和鹵代烷抑制劑。因自動隔爆裝置具有使用靈活的特點,可以把爆炸發生的初期就將爆炸限制在最小范圍不讓其擴展。所以,自動隔爆裝置應盡可能安裝在距可能發生瓦斯煤塵爆炸地點較近的位置,在拐彎巷道和采掘機械上也可以安裝使用。

篇2:煤礦預防粉塵危害操作制度

粉塵對人體的危害巨大,長期接觸產生粉塵的作業人員,因長期吸入粉塵,使肺內粉塵積累逐漸增多,當達到一定數量時即可引發塵肺病。長期接觸產生粉塵作業地點的人員必須加強防護。

一、上崗條件

第一條接觸產生粉塵的作業人員必須了解粉塵對人體產生的危害,上崗必須經過不少于6個小時的專業培訓,考試合格,方可上崗作業。

二、安全規定

第二條上崗人員必須配帶防塵口罩。

第三條必須實行現場交接班制度,對防塵設施、設備進行全面檢查,發現問題及時處理。

三、正規操作

第四條進入作業地點必須帶好防塵口罩。

1、采掘作業

⑴打眼時必須實施濕式打眼,同時開啟防塵水幕。

⑵放炮使用水炮泥,放炮時開啟防塵水幕,放炮后及時沖刷煤壁、巖幫和爆落的煤矸。

⑶裝煤、矸石時必須灑水。

2、其他作業

各轉載點、溜煤眼運煤、放煤時必須開啟噴霧。

四、其他規定

第五條各工作地點工作結束時方可關閉水幕或噴霧,離開產生粉塵地點,進入新鮮風流中,方可摘掉防塵口罩。

篇3:煤礦粉塵監測制度范本

一、按照《煤礦安全規程》和粉塵防治規范要求,配備專職測塵員,進行粉塵測定工作。

二、根據《粉塵濃度和分散度測定辦法》(MT79-84)中有關規定結合本礦現在的生產布局,設置合理的井下測塵地點。

三、作業場所的粉塵濃度監測:總粉塵,井下每月測定2次,地面每月測定1次。呼吸性粉塵:工班個體呼吸性粉塵監測,采、掘工作面每3個月測定1次,其他工作面或作業場所每6個月測定1次,每個采樣工種分2個班次連續采樣,1個班次內至少采集2個有效樣品,先后采集的有效樣品不得少于4個。粉塵分散度,每6個月測定一次。定點呼吸性粉塵監測每月測定1次。粉塵測定結果每月上報技術負責人。

粉塵中游離SiO2含量,每6個月測定1次,在變更工作面時也必須測定1次;各接塵作業場所每次測定的有效樣品數不得少于3個。

四、每季按《煤礦安全規程》規定進行一次工班個體呼吸性粉塵監測。所涉及到的井下各單位要積極配合,要嚴格按照規定的班次、工種進行監測。

五、測塵員有權監督防塵措施執行情況,發現有違章作業的或作業場所粉塵濃度嚴重超標的應及時向主管部門匯報,以便及時采取措施。

煤礦

2011年3月19日