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关于矿井综合防尘技术的分析研究

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  摘 要:矿井防尘工作历来是矿产开采中的重要内容,也是安全工作的难点环节之一。矿井中的大量粉尘不仅会对人体造成危害,还会诱发爆炸风险,引发重大的安全事故,从行业发展的角度而言,对于矿井综合防尘技术的研究迫在眉睫。基于此,本文對粉尘的界定与危害进行阐述,并结合矿井的实际现状对综合防尘技术的应用进行分析,从而推进矿井综合防尘技术的应用,促进矿产开采行业的安全与持续发展。
  关键词:矿井;综合防尘;技术分析
  目前,随着我国社会安全意识的提升,矿产开采行业在长期的安全治理中成效显著。然而,由于机械化应用水平的提升,在矿井作业过程中会产生大量的粉尘,致使影响矿井作业安全的因素增多,也给矿产开发企业的安全工作带来严峻挑战,因此,目前最为紧迫的安全问题主要表现在矿井的粉尘领域,加大矿井综合防尘技术的应用,将有效改善矿井作业安全环境,为企业生产安全和作业人员安全提供安全保障。
  1 矿井粉尘概述
  1.1 粉尘的界定
  矿井中由于使用机械化作业,并且空气流通条件相对较差,粉尘的产生不可避免。矿井中的粉尘主要是指在空气中长时间悬浮的固体微粒,由于其质量较轻、体积极小,能够长时间的在空间中悬浮。经过实践测定,矿井生产中无防尘措施条件下,井下综放工作面粉尘的浓度可达2000-3000mg/m3,综掘工作面粉尘浓度约为500-1000mg/m3,炮掘工作面粉尘浓度为50-100mg/m3。一般而言,矿井作业中所产生的10μm左右的粉尘,沉降时间约4-9小时;1μm左右的粉尘沉降时间达数十天,而0.5μm左右的粉尘将长期悬浮。[1]
  1.2 粉尘的危害
  矿井作业中所产生的粉尘具有较大的危害,其主要包括对作业人员的危害和作业安全的危害。矿井中粉尘粒径较小,悬浮于空气之中,且矿井空气流通量低于地面,使作业人员井下大量吸入粉尘,长些以往将对人体的肺部产生极大的危害,导致严重的肺部功能障碍和病变。另外,一般矿井作业中以煤矿开采为主,由于煤矿粉尘具有爆炸性,在达到矿井中粉尘量达到一定的浓度时,会产生剧烈的爆炸而造成严重的安全事故。根据研究数据推算,矿井中粉尘浓度的安全下限为30-50mg/m3,上限为1000-2000mg/m3。其就爆炸力而言,300-500mg/m3为最强爆炸值,并且当火源温度为650-990℃时将会引发粉尘爆炸。
  2 矿井综合防尘技术应用分析
  2.1 智能定位喷雾防尘控制系统
  矿井中对综采工作面智能系统的应用将极大的提升防尘的效率,它利用安装在采煤机、液压支架等位置的无线检测信息传感器,将实时的粉尘浓度监测信息进行传输,以对机械割煤、放煤及移架等作业位置实施实时的监测,并根据割煤、放煤及移架等作业位置的变化,选择在作业风流的下方实现数道喷雾的自动顺序的控制,并可根据变化提供延时功能,延时功能即根据机组先进的速度及所需喷雾量的多少,进行自动的配置与调整,使喷雾开启与关闭更加智能化,从而实现喷雾系统的自动跟踪式防尘、降尘,以更有效的控制采掘区的作业粉尘浓度,使矿井作业综采工作面的粉尘浓度始终处于安全范围,确保作业过程的安全。
  2.2 矿井大功率除尘风机
  矿井通风效果不佳是矿产开采中的常见问题,也是粉尘危害的主要原因之一。在综掘工作面安全井下大功率除尘风机,将有效的改善作业区空气流通能力,使作业粉尘能够快速的排出矿井。大功率除尘风机可以在矿井作业过程中,依托综掘机上的负压风筒的口进入气液分离箱,并依赖分离箱中的水雾对粉尘进行加湿,形成水包尘类型的雾沫,并将雾沫送达丝网除雾器进行分离吸附,在重力、液体张力等作用下使粉尘被收集,并随着水滴被清除,在实践测试中,大功率除尘风机的综掘工作面除尘率达97%,对呼吸性微粒的除尘率也达90%从而达到了矿井综合除尘的目的。
  2.3 井下喷浆除尘技术
  井下喷浆技术原理相对简单,主要依靠空气压缩为动力,它将水泥与沙粒按照科学的比例进行混合,并利用高速喷射管理将其混合物喷洒至巷道表面,待其凝结后形成硬化保护层。然而在掘进工作面所实施的锚喷作业中,时常会产生大量的粉尘,最高浓度可达600mg/m3,远超过国家规定的标准。因此,对于进入喷浆除尘技术的运用尤为必要。传统的喷浆除尘主要采取增加防尘罩、安设水射流除尘风机等措施,但由于技术标准落后,风机功率不足,使除尘效果不佳。为此,现今的进入喷浆除尘引用更大功率的机械式除尘风机,其吸风量达到了300m3/min的标准,且加入三通除尘风筒,使上料区域与喷浆作业区域实现同时净化,并且为进一步提升除尘效果,改善巷道空气质量,在喷浆区域的回风流一侧小于20m位置安装1道水幕,以实施回风流的净化功能。[2]
  2.4 风水高压远程放炮自动喷雾技术
  矿井炮掘工作面防尘具有持续时间短,粉尘产生速度快、浓度高等特点,在除尘技术中需要充分考虑其特点,进行有效的防尘技术应用。枪口式喷雾装置便是其中的典型代表,它主要采取声控风水联动组合模式,结合掘进工作面的供水、供风管路而成,并在喷雾枪管内汇合喷射,并且喷雾过程中能够随意调整方向。在炮掘工作中,放炮所释放出的冲击波被传感器接收后,转换成微电子信息传送到控制主机,此时主机根据信号将电磁阀开启,实现远程的自动喷雾。经实验验证,其喷雾距离最远可达30m,除尘率达到90%以上。
  3 结语
  综上所述,随着矿井作业机械化程度的不断提升,矿井综合防尘技术的要求与标准也将随之提高,加强矿井综合防尘技术的研究与应用,将有效的提升矿井除尘的效率,确保井下作业与人员的安全。当前,在安全管理工作逐步渗透的背景下,矿产开发企业也逐步实施了企业综合防尘技术规范,制定了详实的安全标准,并且不断加强防尘新技术的研发工作,井下综合防尘技术将得到不断的改善,矿井综合防尘技术将成为安全生产的有利保障。
  参考文献:
  [1]李虎贵.矿井综合防尘技术应用与实践[J].煤矿现代化,2017,(03):41-43.
  [2]陈立文.巷道掘进工作面综合防尘技术研究[J].山东煤炭科技,2017,(07):66-68.
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