礦山綜合防塵措施
礦山綜合防塵是指采用各種技術(shù)手段減少礦山粉塵的產(chǎn)生量、降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對(duì)人體、礦山等產(chǎn)生危害的措施。
大體上將綜合防塵技術(shù)措施分為通風(fēng)除塵、濕式作業(yè)、密閉抽塵、凈化風(fēng)流、個(gè)體防護(hù)及一些特殊的除、降塵措施。
一、通風(fēng)除塵
通風(fēng)除塵是指通過風(fēng)流的流動(dòng)將井下作業(yè)點(diǎn)的懸浮礦塵帶出，降低作業(yè)場(chǎng)所的礦塵濃度，因此搞好礦井通風(fēng)工作能有效地稀釋和及時(shí)地排出礦塵。
決定通風(fēng)除塵效果的主要因素是風(fēng)速及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤(rùn)程度等。風(fēng)速過低，粗粒礦塵將與空氣分離下沉，不易排出；風(fēng)速過高，能將落塵揚(yáng)起，增大礦內(nèi)空氣中的粉塵濃度。因此，通風(fēng)除塵效果是隨風(fēng)速的增加而逐漸增加的，達(dá)到最佳效果后，如果再增大風(fēng)速，效果又開始下降。排除井巷中的浮塵要有一定的風(fēng)速。我們把能使呼吸性粉塵保持懸浮并隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)而排出的最低風(fēng)速稱為最低排塵風(fēng)速。同時(shí)，我們把能最大限度排除浮塵而又不致使落塵二次飛揚(yáng)的風(fēng)速稱為最優(yōu)排塵風(fēng)速。一般來說，掘進(jìn)工作面的最優(yōu)風(fēng)速為0.4～0.7m/ｓ，機(jī)械化采煤工作面為1.5～2.5m/ｓ?！?a href=http://www.treasurewfy.com/czgc/ target=_blank class=infotextkey>規(guī)程》規(guī)定的采掘工作面最高容許風(fēng)速為4m/ｓ，不僅考慮了工作面供風(fēng)量的要求，同時(shí)也充分考慮到煤、巖塵的二次飛揚(yáng)問題。
二、濕式作業(yè)
濕式作業(yè)是利用水或其它液體，使之與塵粒相接觸而捕集粉塵的方法，它是礦井綜合防塵的主要技術(shù)措施之一，具有所需設(shè)備簡(jiǎn)單、使用方便、費(fèi)用較低和除塵效果較好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是增加了工作場(chǎng)所的濕度，惡化了工作環(huán)境，能影響煤礦產(chǎn)品的質(zhì)量，除缺水和嚴(yán)寒地區(qū)外，一般煤礦應(yīng)用較為廣泛，我國(guó)煤礦較成熟的經(jīng)驗(yàn)是采取以濕式鑿巖為主，配合噴霧灑水、水封爆破和水炮泥以及煤層注水等防塵技術(shù)措施。
1．濕式鑿巖、鉆眼
該方法的實(shí)質(zhì)是指在鑿巖和打鉆過程中，將壓力水通過鑿巖機(jī)、鉆桿送入并充滿孔底，以濕潤(rùn)、沖洗和排出產(chǎn)生的礦塵。
2．灑水及噴霧灑水
灑水降塵是用水濕潤(rùn)沉積于煤堆、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。當(dāng)?shù)V塵被水濕潤(rùn)后，塵粒間會(huì)互相附著凝集成較大的顆粒，附著性增強(qiáng)，礦塵就不易飛起。在炮采炮掘工作面放炮前后灑水，不僅有降塵作用，而且還能消除炮煙、縮短通風(fēng)時(shí)間。煤礦井下灑水，可采用人工灑水或噴霧器灑水。對(duì)于生產(chǎn)強(qiáng)度高、產(chǎn)塵量大的設(shè)備和地點(diǎn)，還可設(shè)自動(dòng)灑水裝置。
噴霧灑水是將壓力水通過噴霧器(又稱噴嘴)，在旋轉(zhuǎn)或沖擊的作用下，使水流霧化成細(xì)微的水滴噴射于空氣中，它的捕塵作用有：①在霧體作用范圍內(nèi)，高速流動(dòng)的水滴與浮塵碰撞接觸后，塵粒被濕潤(rùn)，在重力作用下下沉；②高速流動(dòng)的霧體將其周圍的含塵空氣吸引到霧體內(nèi)濕潤(rùn)下沉；③將已沉落的塵粒濕潤(rùn)粘結(jié)，使之不易飛揚(yáng)。原蘇聯(lián)的研究表明，在掘進(jìn)機(jī)上采用低壓灑水，降塵率為43%～78％，而采用高壓噴霧時(shí)達(dá)到75%～95％；炮掘工作面采用低壓灑水，降塵率為51%，高壓噴霧達(dá)72%，且對(duì)微細(xì)粉塵的抑制效果明顯。
(1)掘進(jìn)機(jī)噴霧灑水
掘進(jìn)機(jī)噴霧分內(nèi)外兩種。外噴霧多用于捕集空氣中懸浮的礦塵，內(nèi)噴霧則通過掘進(jìn)機(jī)切割機(jī)構(gòu)上的噴嘴向割落的煤巖處直接噴霧，在礦塵生成的瞬間將其抑制。較好的內(nèi)外噴霧系統(tǒng)可使空氣中含塵量減小85%～95％。
(2)采煤機(jī)噴霧灑水
采煤機(jī)的噴霧系統(tǒng)分為內(nèi)噴霧和外噴霧兩種方式。采用內(nèi)噴霧時(shí)，水由安裝在截割滾筒上的噴嘴直接向截齒的切割點(diǎn)噴射，形成“濕式截割”；采用外噴霧時(shí)，水由安裝在截割部的固定箱上、搖臂上或檔煤板上的噴嘴噴出，形成水霧覆蓋塵源，從而使粉塵濕潤(rùn)沉降。噴嘴是決定降塵效果好壞的主要部件，噴嘴的形式有錐形、傘形、扇形、束形，一般來說內(nèi)噴霧多采用扇形噴嘴，也可采用其它形式；外噴霧多采用扇形和傘形噴嘴，也可采用錐形噴嘴。
(3)綜放工作面噴霧灑水
①放煤口噴霧
放頂煤支架一般在放煤口都裝備有控制放煤產(chǎn)塵的噴霧器，但由于噴嘴布置和噴霧形式不當(dāng)，降塵效果不佳。為此，可改進(jìn)放煤口噴霧器結(jié)構(gòu)，布置為雙向多噴頭噴嘴，擴(kuò)大降塵范圍；選用新型噴嘴，改善霧化參數(shù)；有條件時(shí)，水中添加濕潤(rùn)劑，或在放煤口處設(shè)置半遮蔽式軟質(zhì)密封罩，控制煤塵擴(kuò)散飛揚(yáng)，提高水霧捕塵效果。
②支架間噴霧
支架在降柱、前移和升柱過程中產(chǎn)生大量的粉塵，同時(shí)由于通風(fēng)斷面小、風(fēng)速大，來自采空區(qū)的礦塵量大增，因此采用噴霧降塵時(shí)，必須根據(jù)支架的架型和移架產(chǎn)塵的特點(diǎn)，合理確定噴嘴的布置方式和噴嘴型號(hào)。
③轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧轉(zhuǎn)載點(diǎn)降塵的有效方法是封閉加噴霧。通常在轉(zhuǎn)載點(diǎn)(即回采工作面輸送機(jī)與順槽輸送機(jī)連接處)加設(shè)半密封罩，罩內(nèi)安裝噴嘴(，以消除飛揚(yáng)的浮塵，降低進(jìn)入回采工作面的風(fēng)流含塵量。為了保證密封效果，密封罩進(jìn)、出煤口安裝半遮式軟風(fēng)簾，軟風(fēng)簾可用風(fēng)筒布制作。
④其它地點(diǎn)噴霧由于綜放面放下的頂煤塊度大，數(shù)量多，破碎量增大，因此，必須在破碎機(jī)的出口處進(jìn)行噴霧降塵。
3．水炮泥和水封爆破
水炮泥就是將裝水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼內(nèi)，如圖11-4-5所示。爆破時(shí)水袋破裂，水在高溫高壓下汽化，與塵粒凝結(jié)，達(dá)到降塵的目的。采用水炮泥比單純用土炮泥時(shí)的礦塵濃度低20%～50％，尤其是呼吸性粉塵含量有較大的減少。除此之外，水炮泥還能降低爆破產(chǎn)生的有害氣體，縮短通風(fēng)時(shí)間，并能防止爆破引燃瓦斯。
水炮泥的塑料袋應(yīng)難燃，無毒，有一定的強(qiáng)度。水袋封口是關(guān)鍵，目前使用的自動(dòng)封口水袋。裝滿水后，和自行車內(nèi)胎的氣門芯一樣，能將袋口自行封閉。
水封爆破是將炮眼的爆藥先用一小段炮泥填好，然后再給炮眼口填一小段炮泥填好，兩段炮泥之間的空間，插入細(xì)注水管注水，注滿后抽出注水管，并將炮泥上的小孔堵塞。
三、凈化風(fēng)流
凈化風(fēng)流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設(shè)施或設(shè)備，將礦塵捕獲的技術(shù)措施。目前使用較多的是水幕和濕式除塵裝置。
1．水幕凈化風(fēng)流
水幕是在敷設(shè)于巷道頂部或兩幫的水管上間隔地安上數(shù)個(gè)噴霧器噴霧形成的，如圖11-4-7所示。噴霧器的布置應(yīng)以水幕布滿巷道斷面盡可能靠近塵源為原則。
凈化水幕應(yīng)安設(shè)在支護(hù)完好、壁面平整、無斷裂破碎的巷道段內(nèi)。一般安設(shè)位置為：
①礦井總?cè)腼L(fēng)流凈化水幕：距井口20～100m巷道內(nèi)；
②采區(qū)入風(fēng)流凈化水幕：風(fēng)流分叉口支流里側(cè)20～50m巷道內(nèi)；
③采煤回風(fēng)流凈化水幕：距工作面回風(fēng)口10～20m回風(fēng)巷內(nèi)；
④掘進(jìn)回風(fēng)流凈化水幕：距工作面30～50m巷道內(nèi)；
⑤巷道中產(chǎn)塵源凈化水幕：塵源下風(fēng)側(cè)5～10m巷道內(nèi)。
水幕的控制方式可根據(jù)巷道條件，選用光電式、觸控式或各種機(jī)械傳動(dòng)的控制方式。選用的原則是既經(jīng)濟(jì)合理又安全可靠。
2、濕式除塵裝置
所謂除塵裝置(或除塵器)是指把氣流或空氣中含有固體粒子分離并捕集起來的裝置，又稱集塵器或捕塵器。根據(jù)是否利用水或其它液體，除塵裝置可分為干式和濕式兩大類。
目前常用的除塵器有SCF系列除塵風(fēng)機(jī)、KgC系列掘進(jìn)機(jī)除塵器、TC系列掘進(jìn)機(jī)除塵器、mAD系列風(fēng)流凈化器及奧地利Am-50型掘進(jìn)機(jī)除塵設(shè)備，德國(guó)SRm-330掘進(jìn)除塵設(shè)備等。
四、個(gè)體防護(hù)
個(gè)體防護(hù)是指通過佩戴各種防護(hù)面具以減少吸入人體粉塵的一項(xiàng)補(bǔ)救措施。
個(gè)體防護(hù)的用具主要有防塵口罩、防塵風(fēng)罩、防塵帽、防塵呼吸器等，其目的是使佩戴者能呼吸凈化后的清潔空氣而不影響正常工作。
1．防塵口罩
礦井要求所有接觸粉塵作業(yè)人員必須佩戴防塵口罩，對(duì)防塵口罩的基本要求是：阻塵率高，呼吸阻力和有害空間小，佩戴舒適，不妨礙視野，普通紗布口罩阻塵率低，呼吸阻力大，潮濕后有不舒適的感覺，應(yīng)避免使用。
2．防塵安全帽(頭盔)
煤科總院重慶分院研制出AFm-1型防塵安全帽(頭盔)或稱送風(fēng)頭盔與LKS-7.5型兩用礦燈匹配，在該頭盔間隔中，安裝有微型軸流風(fēng)機(jī)1、主過濾器2、預(yù)過濾器，面罩可自由開啟，由透明有機(jī)玻璃制成，送風(fēng)頭盔進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，環(huán)境含塵空氣被微型風(fēng)機(jī)吸入，預(yù)過濾器可截留80%～90%的粉塵，主過濾器可截留99%以上的粉塵。經(jīng)主過濾器排出的清潔空氣，一部分供呼吸，剩余氣流帶走使用者頭部散發(fā)的部分熱量，由出口排出。其優(yōu)點(diǎn)是與安全帽一體化，減少佩戴口罩的憋氣感，
3．AYH系列壓風(fēng)呼吸器
AYH系列壓風(fēng)呼吸是一種隔絕式的新型個(gè)人和集體呼吸防擴(kuò)裝置。它利用的礦井壓縮空氣在經(jīng)離心脫去油霧，活性炭吸附等凈化過程中，經(jīng)減壓閥同時(shí)向多人均衡配氣供呼吸。目前生產(chǎn)的有AYH-1型、AYH-2型和AYH-3型三種型號(hào)。