引言
一般来说,煤矿巷道掘进施工中的防尘降尘措施是比较多的,在不同环境和条件下采用的方法理应有所差异,这样才能在保证煤矿开采效率和质量的同时,进一步降低粉尘浓度,维护生产的安全性,现场工作人员的人身安全也将免于遭受威胁。虽然在煤矿巷道中普遍建设有通风系统,但是部分通风系统的性能较差,通风方式不合理,不能够将粉尘浓度加以有效降低。为了转变这一现状,必须要加强对通风系统的优化,使之功能得到最大化的发挥,进而对粉尘起到抑制作用,最大程度的降低煤矿巷道掘进施工安全风险,为煤矿企业经济利益提供可靠保障。
1 煤矿巷道掘进粉尘来源分析
1.1 煤矿粉碎作业 爆破作业在煤矿巷道掘进施工中是比较常见的,通过破坏原有的煤层结构,将大体积煤炭变小,以便于将煤炭顺利运输出去,这是煤矿开采的一个基本要求。然而在对煤矿进行粉碎时经常会滋生大量的粉尘,这会影响到施工人员视物,增加施工的危险性,而长期吸入粉尘会导致施工人员罹患各类呼吸道疾病。据调查显示每年因此类症状死亡人数高达上万,可见在煤矿巷道掘进中采取防尘降尘措施是非常必要的。
1.2 机械设备的运用 现如今机械化生产在煤矿开采中备受推崇,各种机械设备的应用大大减轻了施工人员的劳动强度,提高了煤矿开采效率,但是也引发了一些新的问题,最为突出的就是粉尘浓度的大幅上升。发生这一现象的原因在于煤矿巷道掘进所用机械设备导致岩层破碎,截齿与岩层的反复碰撞会让粉尘在岩层表面积聚,随着施工的推进粉尘就会逸散到空气中,这是煤矿开采中火灾和爆炸事故频发的罪魁祸首。
1.3 煤矿巷道支护施工 对煤矿巷道进行支护可以保持岩层结构的稳定性,防止坍塌事故的发生,较为普遍应用的是液压支架,需要随着煤矿巷道掘进进行移动和调整,这就导致顶板荷载并非一成不变,而是发生了明显变化,空气中的粉尘就会随之增加,能见度的下降会让施工人员频频出现失误操作,煤矿开采风险也会急剧上升。
1.4 煤矿运输 煤炭通常需要通过传送带进行运输,在装载和运输过程中也会产生不少的粉尘,有些煤矿企业为了扩大自身经济效益会超负荷使用运输设备,将体积和重量较大的煤炭放置在传送带上,煤炭与传送带的摩擦是产生粉尘的重要原因之一;此外,装载煤炭时施工人员用力过猛,或者是煤炭从高处落到传送带上,也会有较大的概率会增加粉尘量。
2 煤矿通风系统优化路径
优化煤矿通风系统是防尘降尘的一个有效措施,可以让煤矿开采环境更加安全,人员伤亡事件的发生几率也会大幅下降,充分满足了新时期煤矿开采要求,煤矿企业利益也能快速提升。具体而言,煤矿通风系统的优化需要从以下几个方面着手: 2.1 应用先进的煤矿通风技术 科学技术的进步发展使得各类先进技术手段被应用到各行各业中,国民经济因而保持着高速发展态势,目前在煤矿巷道通风系统中所用的技术可谓多种多样,根据煤矿开采环境选择合适的通风技术,能够取得非常显著的成效,将粉尘浓度控制在允许范围内。以局扇通风技术为例,这类技术的应用对局扇有着严格的要求,不仅需要局扇能够具有较大的风量和较小的噪音,而且要坚固、耐用,更为重要的是局扇的防爆性能也要达到一定的标准,这样局扇通风技术才能在煤矿巷道掘进中发挥效用。因为局扇的功率相对较大,所以每个采掘面所用局扇数量通常不超过两个,局扇的型号也要符合煤矿开采的要求,以达到防尘降尘的作用。
2.2 转变煤矿通风方式 从当前煤矿通风方式来看,往往并未根据煤层倾向角度、粉尘浓度和井田面积等因素进行合理性的选择,使得煤矿巷道掘进施工的安全性较低,施工成本较高,煤矿企业的利益也会有所削减。各种煤矿通风方式的适用范围如下所示:首先,中央并列式通风方式适用于井田面积不大的通风系统中,但是通风系统的线路过长,系统运行过程中也会持续受到阻力,在使用时需要加以注意;对角式通风方式适用于井田面积较大的煤矿中,而煤层较深的则要优选混合式通风方式,这样煤矿巷道掘进施工中通风系统的运行就会更加稳定,将会不断有新鲜空气流入矿井,有利于遏制粉尘的大量滋生。
2.3 矿井通风量的合理分配 矿井通风量的大小对于防尘降尘有着重大影响,实际上在煤矿巷道掘进中并不是通风量越大效果就越好,而是要根据矿井各个地区粉尘浓度对通风系统的通风量加以计算,既要降低系统运行能耗,又要将粉尘从井内迅速排出,唯有如此煤矿开采才能保质保量开展,煤矿企业取得效益也会更为可观。通常情况下,煤矿开采的推进会造成粉尘的不断增加,相应的需要更大的风量能够将粉尘稀释,说明通风系统的通风量是动态变化的,要求工作人员能够定期计算矿井需风量,调整通风系统运行参数,争取将粉尘浓度控制在较低范围内,从而为煤矿开采的可持续进行创造有利条件。
2.4 煤矿通风系统设计优化 煤矿通风系统结构往往是比较复杂的,包含有多个设备和管道,加强通风系统设计是强化系统功能,提高通风系统运行稳定性和安全性的有效途径,因此需要对煤矿通风系统设计进行优化,针对传统设计弊端加以改进,能够在煤矿巷道掘进施工中发挥对粉尘的抑制作用。考虑到矿井内部面积较大,单独一台风机是不能够满足通风需求的,所以在煤矿通风系统中经常是两台风机同时运行,致使倒机停风现象屡见不鲜,风机就不能够稳定运行,矿井通风量较小,粉尘浓度将会升高。对于此类情况的解决对策为,在煤矿通风系统中设置平式百叶窗,以达到平衡点风量的目的,煤矿巷道掘进施工中产生的粉尘就会被快速排出,而不会滞留在矿井内部危害施工效率和人员安全了。
plc的应用可以促使煤矿通风系统更加智能化、自动化,只需要将控制指令输入到plc中即可实现对通风系统的自動控制,无需工作人员手动操作系统,主观因素引起的风险事故将会被扼杀在萌芽之中。而且plc对通风系统中各类设备的管控更加精准,在通风系统中安装有传感装置,当粉尘浓度超过预定标准时系统就会自动启动,直到达到临界值以下。同时在系统设备出现故障时也能够及时发出预警,让工作人员可以快速准确的找到故障点,恢复通风系统的良好运行,这是信息时代下通风系统优化的一个新思路,可以将工作人员从繁琐的通风系统管理工作中彻底解放出来,煤矿巷道掘进施工也会焕发出新的气象。
3 煤矿巷道掘进施工中的防尘降尘措施
①使用机械设备进行作业时不可避免的会产生粉尘,此时可以用除尘器 高压喷雾装置开展防尘降尘工作,喷雾压力不能低于3.5mpa,否则就无法起到对粉尘的去除作用。虽然运用上述装置可以显著提高煤矿开采的安全性,但是这些除尘设备的频繁使用会加大其故障概率,因此煤矿企业应该安排专人负责对这些装置进行保养和维护,以免在需要使用时发现设备存在故障,影响到除尘效果。比如说将水质过滤后输送到喷嘴,防止水中的杂质造成喷嘴的堵塞,还要给喷雾装置提供足够的压力。
②根据煤矿企业制定的设备管理制度对除尘设备进行维护管理,譬如说在使用除尘器降低空气中的粉尘时,在开机前、使用中、关闭后都要按照相关要点进行操作,开机前要接通电源,将除尘器调整到喷雾状态;使用中严格遵循使用手册,不能有丝毫差错;关机除尘器时则要查看过滤网和污水箱,确定没有破损和脏污情况后进行保管,避免受到环境因素影响出现故障问题。
③通过煤层注水和打眼锚杆支护作业来进行防尘。首先利用湿式液压钻机进行打眼,增加空气湿度,抑制粉尘滋生;接下来使用干式孔口捕尘器,该综合捕尘方法效果较好,对于施工人员技术水平没有过高要求,是一种新颖的煤矿巷道掘进施工的防尘降尘措施。
④在掘进巷道内部按技术要求铺设防尘管路,同时安设巷道净化水幕和转载点喷雾,在煤矿巷道掘进前用高压注水方式,配合高压外喷雾装置、除尘风机进行彻底的降尘、防尘。另外,还要加强煤矿巷道掘进施工安全管理水平,将上述工作落实到位,保证降尘效果。
⑤在喷射机后方安装除尘器,借助除尘器来实施抽尘净化,要依据巷道风向设置吸尘罩位置,保证吸尘罩与巷道顶部锚杆呈90°直角,锚喷支护作业与上料口位置相互距离2~4m。此时,采用负压风筒衔接除尘器,保证除尘器前部连接吸尘罩,后部与风筒连接。
⑥尽量降低装载点落差,可以考虑装设溜槽或导向板,优化风流净化水幕位置。一旦喷雾装置发生故障无法启动时,可以采用净化水幕来配合装载运输运转点,实现有效防尘。水幕喷头高度设置要保证倾斜角在35°以内,提高水幕的除尘喷雾降尘效果。
⑦煤矿巷道掘进的防尘工作还要加强个体防护与定期检测,现场全体人员必须佩戴个体防护用具,如自吸式防尘口罩或过滤式送风防尘口罩等;并定期对人员身体状况进行了解,患病者将不能从事一线生产。另外,还要做定期呼吸性粉尘的检测,评估施工作业现场环境,及时发现和处理粉尘超限问题。
结语
综上所述,粉尘浓度过高会给煤矿巷道掘进施工带来一系列的负面效应,会影响到施工人员操作的准确性,危害他们的身体健康。煤矿企业必须要采取综合性的防尘降尘措施,减少矿井内部有毒有害气体含量,为煤矿开采提供安全防护,让施工人员能够在良好的环境下进行煤矿生产作业,在此情况下煤矿生产必然会保持连续性和高效性,给煤矿企业创造更多效益,煤矿企业的可持续健康发展也会真正成为现实。