一、概述
随着矿井设计能力的提升,井下巷道硐室断面加大,在巷道钻眼,爆破,装岩,锚喷运输过程中伴随着产生大量的粉尘,这些粉尘不仅污染井下作业环境,同时具有爆炸性,特别是呼吸性粉尘,吸入工人的肺部后,严重威胁矿工的生命安全。近几年岩巷掘进由于机械化设备投入,掘进进尺不断提高,粉尘污染问题更为突出,也成为危害矿工身体健康的第一杀手。特别是在矿井基本建设期间,矿井永久通风系统未形成,通风受到井下条件限制,施工中粉尘的增大,降低了工作面及巷道的可见度,同时增大了受粉尘威胁人员的范围及作业中工人操作的危险性,因此采取有力措施,防尘、降尘、排尘,改善井下作业条件,为矿工创作一个安全、可靠、污染低的作业环境,成为我们施工中的重中之重。
二、掘进综合防尘技术
1.湿式钻岩
目前,施工中由于使用凿岩台车及深孔爆破新技术,钻眼速度快,进尺高,产生的浮游粉尘相对量也越大,采用湿式钻眼,是控制钻眼产生粉尘的重要途径。湿式钻眼就是将压力水通过凿岩机、钻杆送入眼底,以湿润,冲洗和排除眼孔产生的粉尘。
通过实测证明,干式钻眼法产尘量约占掘进工作面总尘的80%左右,而湿式钻法能降低钻眼产生粉尘量的85%以上,并且能够提高钻眼速度,有利于深孔爆破。
湿式钻眼法的好处:水能湿润矿尘,增加尘粒重力;将细微尘粒结聚成较大颗粒,加速浮沉沉降;使粉尘不易飞扬。
2.水炮泥
在爆破过程中,由于爆破产生火花,爆破瞬间压力大,该过程产生粉尘含量高,爆破时采用水炮泥堵炮眼,使爆破过程中飞溅的水汽能够压住爆破过程中产生的粉尘。有效降低了呼吸性粉尘的含量,同时水炮泥能降低爆破产生的有害气体,缩短通风时间,防止爆破引起瓦斯燃烧。
3.爆破远程喷雾
该装置安装在巷道顶板,距工作面10-15M,工作面爆破后,在冲击波的作用下,启动阀自动启动,导通风水,风水混合后,通过风的压力使水雾化喷射到空气中,起到降尘的效果。
效果:
①在雾体作用范围内高速活动的水汽与浮尘碰撞接触后,尘粒被湿润,在重力作用下下沉;
②高速活动的雾体产生负压将其四周的含尘空气吸引到雾体内湿润下沉;
③将已沉落的尘粒湿润粘结,使之不易飞扬;
4.风水联动地喷雾
巷道掘进时,在爆破、装岩、运输及喷射混凝土时,巷道后部粉尘大,为最大限度的降低粉尘,采用在巷道回风流中安装净化风流装置来达到除尘的效果。过去所有巷道的喷雾装置均为吊挂式,该净化风流装置安装在巷道底板上,彻底改变了传统思路中净化风流喷雾制作及吊挂的固定格式,将喷雾安装在巷道底板,简单易行,实现了雾化水在上升及下降的过程中的两次捕尘,捕尘效率得到提高,捕尘效果明显。该装置安装在巷道横水沟内,即降低了装置露出底板的高度,同时水沟又能将捕尘后的积水导出。
加工安装:图中由固定钢板1,固定孔2,6分钢管3,高压水仓4,喷雾孔5,护板6,进水管7,4分快速接头8,6分快速接头9,进风管10组成,高压水仓4采用6分钢管制作,将6分钢管弯成高mm,长mm的半椭圆状,一头管口与固定钢板1焊接封死,另一头与进风管10及进水管7连接,进风管10及进水管7的端头分别焊接6分快速接头9和4分快速接头8,快速接头与进风进水胶管连接,高压水仓4的表面钢管的中心线上每间隔50mm布置一个φ3mm的圆喷雾孔5,半椭圆状高压水仓的两侧面焊接3mm厚护板6,护板的下部与固定钢板1固定,高压水仓4进水侧与固定钢板1焊接,固定孔2穿螺栓后将整个装置固定在巷道横水沟内,将整个喷雾安装在巷道的正中心位置,开启风水阀后即可实现全断面喷雾。该装置也可采用ZPG型矿用光控自动喷雾装置,使红外线人体感应传感器与电磁阀联动,做到人来水停,人走水开。
图中1固定钢板,2固定孔,36分钢管,4高压水仓,5喷雾孔,6护板,7进水管,84分快速接头,96分快速接头,10进风管。
效果:该装置使用于各种断面形状的巷道进行洒水降尘,效果好,结构简单,维修简单,应用该装置,使粉尘含量大大降低,可有效改善井下空气质量。
5.净化水幕
净化水幕是对巷道爆破喷浆装岩运输过程中产生粉尘进行阻断有效方式。净化水幕有扑尘帘和喷雾装置组成。
扑尘帘可针对巷道的支护方式,运输方式设计不同类型。喷雾装置可人工操作也可采用红外线人体感应传感器与电磁阀联动。扑尘帘及水雾要保证能够全断面封闭巷道,喷雾飘逸距离不小于5米。其次在水幕帘前方做横向水沟,将扑尘帘降水引致水沟。水幕帘也可和地喷雾联合使用。
6.负压除尘风机
掘进工作面喷浆和巷道维修是井下产生粉尘的重要环节,除尘风机是必不可少的除尘设备。负压除尘风机就是根据空气动力学原理,利用井下压缩空气在管道内产生射流,空气形成负压区吸入粉尘,通过降尘喷雾达到除尘效果。
加工安装:
加工:用2MM后的铁板卷成直径MM,长度0MM圆筒,前段安设300MM长的扇形导风板,前段直径700MM,后端直径500MM,焊在圆筒前段上。在圆通内安装风水联动装置形成喷雾。圆通外焊接适宜高度架腿。
使用:在喷浆作业现场,将负压除尘风机负压口(前段)对准喷浆机,接通压风管,供水管,打开风水管阀门,调整好风水量,使风水冲分雾化即可。
效果:维修安装简单,经济,易清除,除尘直接,效果好。
7.加强通风严格控制巷道风量风速
掘进巷道合理选择通风方式,控制好风量风速是排除粉尘的重要途径,因为排尘过程与排炮烟过程不同,炮烟一旦与风混合就不能分离出来,而粉尘除了稀释和带走以外,粉尘很有于粉尘的沉降,而附着于巷道壁风筒电缆及管路设备上,在干燥的巷道里,风速过高时,粉尘二次风扬,二次污染空气,二次被工人吸入,危害工人身体健康。因此,掘进工作面施工中,合理选择局扇,在满足安全生产的前提下,控制好工作面风量风速,以最小的风量风速排除粉尘,达到空气中粉尘奴度最低值是关键。
粉尘与风量的混合过程,还决定于尘源和风流的相对位置,当粉尘位于风流射流中心内时,排尘效果好,反之则差。如何控制好工作面风量风速,达到最佳排尘效果,又要保证矿井有害气体被排出,温度,湿度适应人要求。该过程是一个动态过程,是一个很难的管控过程。需要我们在井下做大量的检测,测试和摸索。
总之,通风排尘效果是随着风速的增加而逐步增加,达到最佳效果后,如果在增加风速,效果又开始下降。通过摸索及反复测试,掘进工作面一般最佳排尘风速为0.4-0.7M/S。
8.个体防护
防尘降尘是一个复杂工程,不仅要科学的用好防尘降尘系统,更重要的是增强工人自我保护意识,坚持正确正常佩戴防尘口罩,防止尘从口入,个体防护是最直接最有效的防护措施。
9.其它措施
降尘有很多辅助措施;1跑前跑后洒水2装岩洒水3定期冲洗巷道顶帮风水管路4各个装载点洒水喷雾等等都是一些好办法,关键是在贵在坚持。
结束语
掘进速度越快,粉尘产量越高,风量越大,风速加快,扬起积尘漂浮时间越长,传播越远,危害越广。因此矿井综合粉尘措施多种多样,无论选择什么样的方式,防范粉尘生产源头是关键,需要下大力气提高综合防尘的自动化,智能化水平。加大宣传防尘力度,树立要安全更要健康的理念,形成防尘工作人人抓,人人管,创造无尘清洁化矿井。
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