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[摘 要]随着综采放顶煤技术的发展和放顶煤工作面急增，粉尘问题日趋突出，特别是综采工作面产尘点面大点广，产尘强度增大，是防尘综合治理的难点和重点。研究分析综采工作面粉尘分布规律，对煤矿粉尘综合治理工作具有重要的作用。
[关键词]综采工作面；粉尘分布；治理对策
中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0399-01
煤矿采掘工作面在生产过程中会产生大量粉尘，致使高浓度的粉尘弥漫、堆积。在此作业环境中长期吸入采掘工作面的粉尘，可以使人得煤工尘肺（煤肺病、矽肺病及煤矽肺），尤其是直接在掘进（开拓）和采煤工作面工作的工人更容易得煤工尘肺。粉尘是影响生产安全的祸首，积聚的煤尘容易引起爆炸，严重威协井下作业人员的生命安全及矿井的安全。作为煤炭企业，必须下大气力，采取综合防治措施予以防治，减少煤尘危害。
一、综采工作面的粉尘分布规律
综采放顶煤是一种新型厚煤层采煤方法，具有高产、高效、低耗、劳动强度低和经济效益好等优点。但是，随之而来的安全问题也十分突出，特别是高浓度粉尘对作业人员的身体健康和煤矿安全生产造成了严重的威胁。由于放顶煤综采产煤量大，又增加了放煤口这一大尘源，因此放顶煤工作面的粉尘污染比一般综采更为严重。
煤矿综采工作面主要尘源有：进风流的污染，采煤机的切割和装载，周期性移架，输送机的载运承转点，以及工作面的片帮和放顶顶板跨落等。其中采煤割煤是工作面最重要的尘源，移架和运输位居第二，因此，综采工作面粉尘治理，主要以工作面为中心。
一是采煤机作业时采煤机滚筒切割媒体以及由螺旋叶片或漏形管进一步进行破碎时，都产生大量的煤尘。采煤机在割煤过程中，由于在工作面移动作业，这就决定工作面煤尘的浓度随采煤机的位置变化而变化，同时随时间和空间的变化而变化。采煤机产尘强度及其在工作面的分布规律，与采煤机本身的机械参数和工作状况有关，如采煤滚筒截齿结构和数目，切割的速度和采煤机牵引速度，不同切割方向的采煤机周围的浮游煤尘浓。
二是移支架产尘和运输产尘及工作面粉尘浓度分布，液压支架的支护作业是工作面尘源之一，由移架所产生的呼吸性粉尘占采煤机位置的30%左右。移架产尘量的大小受多种因素的影响，但最主要的是直接顶板条件，移架产尘量的多少与顶板强度成反比、与工作面所在采区的上覆顶板岩层厚度成正比。
二、综采工作面粉尘的综合治理
综采工作面粉尘治理一般采用以下五种方法：
（一）煤层注水
煤层注水是减少综采工作面粉尘产生的根本有效的措施。煤层注水是通过钻孔借助于水的压力，将水注入煤层后，使煤层湿化，增加煤体的粘合力，减少采煤时粉尘产生的一种技术。
煤尘注水要根据综采放顶煤的特点和开采煤层的特征试验，制订适合于开采煤层的注水方式和参数，使注水能真正起到充分湿润煤体的作用，从而显著降低割煤、放煤时的粉尘产生量。对于某一特定开采煤层而言，其水分含量与产尘能力之间呈线性负相关关系，当煤的水分含量达到饱和含水率时，产尘能力最低。所以要针对开采煤层特征和采煤工艺的特殊性采取相应的注水方式和参数，已达到较好的防尘效果。同时，对于厚煤层，应进一步研究能适应打长钻孔的钻机和钻具，研究注水钻孔的合理布置方式，以便在煤层的厚度方向打双排钻孔或上下交错的钻孔，实现湿润全工作面的煤体，提高注水降尘的效果。
（二）采煤机的内外喷雾使用
采煤机本身设置内外喷雾，内喷雾要求压力为5MPa，外压要求4MPa，为确保降尘效果，可采用在采煤机身上增加外喷雾措施，增加为采煤机两侧摇臂上，增加外喷雾，在采煤机正常割时可有效降低切割是粉尘达20%。
（三）液压自动架的喷雾使用
为了有效降低移架过程中所产生的粉尘量，工作面要采用随支架运作自动控制喷雾的降尘方法，为了提高降尘率在支架上要安装自动喷雾装置。要大力推广使用多功能控制阀和喷雾系统，并使之适应于各类自移支架和高、中、低放煤的条件。在喷雾方法上应不断完善提高，特别是要强化在移架和放煤前预先湿润碎煤、矸石的喷雾。供水和喷嘴的布置要满足放煤时高强度喷雾的需要，充分抑制粉尘的飞扬。
（四）合理选择采煤截割机机构参数及工作参数
现代化矿井综采工作面的尘源主要来自采煤机械化作业。因此首先研制产尘少的采煤机械或改进目前采煤机械结构设计。进而改善煤岩体的破碎机理，减少煤层的破碎程度，降低产尘的粒径，从而降低全尘和呼吸性粉尘的生成量，是对综采工作面及全矿井的防尘有一定现实意义和实际意义，其次要合理选择截割机构的结构参数及工作参数。
（五）加强防尘工作的科学管理
据有关资料统计，我国国有重点煤矿中86%有煤尘爆炸危险性，地方国有煤矿中42%有煤尘爆炸危险性，一旦发生煤尘爆炸，其破坏性是很大的；目前我国煤矿矽肺病人数已达40万，并且仍以每年8000人的速度增长；还有大量的矿井粉尘排入地面，污染大气。所以，在提高防降尘技术，加大防尘资金投入，采用先进装备和防降尘措施的同时，必须加强技术培训工作，提高作业人员的素质，使广大职工真正认识到粉尘对人体健康的严重危害性，掌握防尘知识和技术措施。同时必须强化粉尘防治管理工作，严格管理制度，才能尽快使煤矿各生产场所粉尘浓度达到或接近工业卫生标准。
（六）其他措施
综采工作面综合防尘措施的使用效果，除以上措施外，还可采取改进采煤机喷雾，加大破碎机转载点喷雾压力及皮带运输防尘喷雾，降低工作面的温度，合理调节工作面的风量，达到最佳排尘风速及两巷风流的净化等综合防尘措施，同时还要加强对工作面捕尘、降尘和导尘的研究，以保证工人工作空间的煤尘含量达到国家标准。
总之，综采工作面的粉尘分布规律有其自己的特点，必须根据分布的情况加以控制，通过采取综合防尘措施，降低综合工作面的粉尘浓度及工作面的温度，提高和改善工作面环境，保障职工的身体健康，从而提高矿井安全生产。
[关键词]综采工作面；粉尘分布；治理对策
中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0399-01
煤矿采掘工作面在生产过程中会产生大量粉尘，致使高浓度的粉尘弥漫、堆积。在此作业环境中长期吸入采掘工作面的粉尘，可以使人得煤工尘肺（煤肺病、矽肺病及煤矽肺），尤其是直接在掘进（开拓）和采煤工作面工作的工人更容易得煤工尘肺。粉尘是影响生产安全的祸首，积聚的煤尘容易引起爆炸，严重威协井下作业人员的生命安全及矿井的安全。作为煤炭企业，必须下大气力，采取综合防治措施予以防治，减少煤尘危害。
一、综采工作面的粉尘分布规律
综采放顶煤是一种新型厚煤层采煤方法，具有高产、高效、低耗、劳动强度低和经济效益好等优点。但是，随之而来的安全问题也十分突出，特别是高浓度粉尘对作业人员的身体健康和煤矿安全生产造成了严重的威胁。由于放顶煤综采产煤量大，又增加了放煤口这一大尘源，因此放顶煤工作面的粉尘污染比一般综采更为严重。
煤矿综采工作面主要尘源有：进风流的污染，采煤机的切割和装载，周期性移架，输送机的载运承转点，以及工作面的片帮和放顶顶板跨落等。其中采煤割煤是工作面最重要的尘源，移架和运输位居第二，因此，综采工作面粉尘治理，主要以工作面为中心。
一是采煤机作业时采煤机滚筒切割媒体以及由螺旋叶片或漏形管进一步进行破碎时，都产生大量的煤尘。采煤机在割煤过程中，由于在工作面移动作业，这就决定工作面煤尘的浓度随采煤机的位置变化而变化，同时随时间和空间的变化而变化。采煤机产尘强度及其在工作面的分布规律，与采煤机本身的机械参数和工作状况有关，如采煤滚筒截齿结构和数目，切割的速度和采煤机牵引速度，不同切割方向的采煤机周围的浮游煤尘浓。
二是移支架产尘和运输产尘及工作面粉尘浓度分布，液压支架的支护作业是工作面尘源之一，由移架所产生的呼吸性粉尘占采煤机位置的30%左右。移架产尘量的大小受多种因素的影响，但最主要的是直接顶板条件，移架产尘量的多少与顶板强度成反比、与工作面所在采区的上覆顶板岩层厚度成正比。
二、综采工作面粉尘的综合治理
综采工作面粉尘治理一般采用以下五种方法：
（一）煤层注水
煤层注水是减少综采工作面粉尘产生的根本有效的措施。煤层注水是通过钻孔借助于水的压力，将水注入煤层后，使煤层湿化，增加煤体的粘合力，减少采煤时粉尘产生的一种技术。
煤尘注水要根据综采放顶煤的特点和开采煤层的特征试验，制订适合于开采煤层的注水方式和参数，使注水能真正起到充分湿润煤体的作用，从而显著降低割煤、放煤时的粉尘产生量。对于某一特定开采煤层而言，其水分含量与产尘能力之间呈线性负相关关系，当煤的水分含量达到饱和含水率时，产尘能力最低。所以要针对开采煤层特征和采煤工艺的特殊性采取相应的注水方式和参数，已达到较好的防尘效果。同时，对于厚煤层，应进一步研究能适应打长钻孔的钻机和钻具，研究注水钻孔的合理布置方式，以便在煤层的厚度方向打双排钻孔或上下交错的钻孔，实现湿润全工作面的煤体，提高注水降尘的效果。
（二）采煤机的内外喷雾使用
采煤机本身设置内外喷雾，内喷雾要求压力为5MPa，外压要求4MPa，为确保降尘效果，可采用在采煤机身上增加外喷雾措施，增加为采煤机两侧摇臂上，增加外喷雾，在采煤机正常割时可有效降低切割是粉尘达20%。
（三）液压自动架的喷雾使用
为了有效降低移架过程中所产生的粉尘量，工作面要采用随支架运作自动控制喷雾的降尘方法，为了提高降尘率在支架上要安装自动喷雾装置。要大力推广使用多功能控制阀和喷雾系统，并使之适应于各类自移支架和高、中、低放煤的条件。在喷雾方法上应不断完善提高，特别是要强化在移架和放煤前预先湿润碎煤、矸石的喷雾。供水和喷嘴的布置要满足放煤时高强度喷雾的需要，充分抑制粉尘的飞扬。
（四）合理选择采煤截割机机构参数及工作参数
现代化矿井综采工作面的尘源主要来自采煤机械化作业。因此首先研制产尘少的采煤机械或改进目前采煤机械结构设计。进而改善煤岩体的破碎机理，减少煤层的破碎程度，降低产尘的粒径，从而降低全尘和呼吸性粉尘的生成量，是对综采工作面及全矿井的防尘有一定现实意义和实际意义，其次要合理选择截割机构的结构参数及工作参数。
（五）加强防尘工作的科学管理
据有关资料统计，我国国有重点煤矿中86%有煤尘爆炸危险性，地方国有煤矿中42%有煤尘爆炸危险性，一旦发生煤尘爆炸，其破坏性是很大的；目前我国煤矿矽肺病人数已达40万，并且仍以每年8000人的速度增长；还有大量的矿井粉尘排入地面，污染大气。所以，在提高防降尘技术，加大防尘资金投入，采用先进装备和防降尘措施的同时，必须加强技术培训工作，提高作业人员的素质，使广大职工真正认识到粉尘对人体健康的严重危害性，掌握防尘知识和技术措施。同时必须强化粉尘防治管理工作，严格管理制度，才能尽快使煤矿各生产场所粉尘浓度达到或接近工业卫生标准。
（六）其他措施
综采工作面综合防尘措施的使用效果，除以上措施外，还可采取改进采煤机喷雾，加大破碎机转载点喷雾压力及皮带运输防尘喷雾，降低工作面的温度，合理调节工作面的风量，达到最佳排尘风速及两巷风流的净化等综合防尘措施，同时还要加强对工作面捕尘、降尘和导尘的研究，以保证工人工作空间的煤尘含量达到国家标准。
总之，综采工作面的粉尘分布规律有其自己的特点，必须根据分布的情况加以控制，通过采取综合防尘措施，降低综合工作面的粉尘浓度及工作面的温度，提高和改善工作面环境，保障职工的身体健康，从而提高矿井安全生产。