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【摘 要】 针对煤矿综放工作面各项产尘工序，阐述了相应高效的实用降尘方法，能为煤炭生产企业开展降尘工作以及建立粉尘防治示范化矿井提供可靠的技术支撑；并有效改善综放工作面环境条件，保障煤矿工人的职业健康安全。
【关键词】 综放开采；粉尘防治；实用方法
引言：
煤尘是煤矿五大自然灾害之一，煤尘控制一直是煤炭行业安全防范工作的重点[1]。粉尘给煤矿工作人员和安全生产造成极大危害：一方面，粉尘污染的作业环境严重危害工人的身体健康，可引起肺部病变，造成尘肺病。另一方面，粉尘浓度过高潜伏着爆炸的危险，悬浮的煤尘也是造成煤矿煤尘爆炸的主要原因之一。此外，高浓度粉尘还会加速机械设备磨损，缩短精密仪器的使用寿命。因此，对矿井粉尘进行综合治理，对于确保从业人员生命健康、预防事故的发生尤为重要[2]。
1 综放工作面产尘分析
综放工作面产尘与各项生产工序直接相关，尘源的产生环节主要有割煤、放煤、移架、破煤、输送机转载、运煤等六大工序。其中，割煤是综放工作面产尘最多的尘源工序，此工序产生的粉尘约占整个工作面产尘量的60%左右。工作面放煤产生的粉尘，在进风风流压力的作用下，大多数粉尘会沿着放煤溜子进入工作面回风巷，少数粉尘通过扩散运用会进入工作面人行道。移架过程中由于支架的反复升降，支架上方的破碎煤体会沿着支架之间的缝隙落下，此工序产生的粉尘粒径一般都较大，其产尘规律与普通综采工作面基本一样[3]。
2 综放工作面粉尘防治难点
随着煤矿生产集约化程度越来越高，综放工作面的粉尘防治工作遇到的困难也越来越大。总体来说，综放工作面粉尘防治工作的技术难点主要体现在如下几方面[4]：
（1）综放工作面煤炭开采强度大，单产高，相应地造成粉尘产生量很大；
（2）煤层自然水分一般都很低，导致煤炭破碎时产尘较多；
（3）滚筒采煤机高强度割煤时，产尘量很大，国内外均无特别理想的防尘技术；
3 综放工作面粉尘防治实用方法
3.1煤层注水
煤层注水是利用水的压力通过钻孔把水注入即将回采的煤体中，使煤体预先得到湿润，以减少采煤时粉尘的产生量。这种措施是一种主动的防尘措施，国外的研究资料显示：当煤体水分含量达4%以上时，煤体开采过程中产尘量可降低60%以上。我国粉尘防治工作收效甚微的一个原因就是工作面开展煤层注水工作的普及率不高，而在煤矿粉尘防治工作做的非常出色的美国，有80%的工作面都实施了煤层注水。目前煤层注水的方式主要有：静压注水、动压注水、脉冲注水。采用的钻孔类型主要有：短孔、中深孔、深孔、以及长钻孔，目前应用较为广泛且效果较好的为深孔和长钻孔注水。
3.2割煤防尘
对割煤工序产生的粉尘主要是采用采煤机内外喷雾相结合的办法来进行防治。
（1）采煤机内喷雾
采煤机内喷雾的喷嘴宜选用实心锥或液柱型喷嘴，每个截齿配一个喷嘴。喷嘴口的喷雾压力保持在0.55～0.7MPa较为合适，超过0.7MPa后，反而会使粉尘产生量增加。每个滚筒的的供水量应不小于130L/min。内喷雾的总体实施策略是采用低压大流量进行喷雾，重点是加大喷雾的水量。
（2）采煤机外喷雾
采煤机外喷雾重点考虑的是利用喷雾对含尘气流进行控制，尽量使含尘气流沿着煤壁方向运动，避免含尘气流向人行道扩散，从而减少粉尘对人体的危害。一般是在采煤机机身上安装几组高压低流量喷嘴，使其喷雾方向顺着风流方向，朝向煤壁，用以将工作面的含尘气流控制在煤壁与采煤机之间，而不至于扩散至人行道。控制措施的关键之处在于：对上风流滚筒喷雾，尽可能地将喷雾杆延长，从而使其噴雾方向顺着风流方向且朝向煤壁。喷嘴口的喷雾压力应在1.1MPa以上，喷雾方向应与煤壁成30°～35°角。
3.3放煤防尘
对放煤工序防尘的主要方法有：通过液压系统的联动来实现自动喷雾降尘，即根据支架动作流程输送给控制阀相应的控制信号，控制自动喷雾控制阀动作进行喷雾降尘。当放煤口放煤时，控制阀打开水路，喷嘴开始动作进行自动喷雾降尘；当放煤口关闭时，控制阀关闭水路，则喷雾自动停止。此外，为了增加放煤口的降尘效果，可以使动作支架及其下风侧紧邻的支架同时进行喷雾。
3.4移架防尘
移架工序防尘一方面可以利用与上述放煤防尘相同的办法，目前比较常见的技术装备是尘源智能跟踪喷雾系统；另一方面可以将液压支架用弹性材料进行封闭，将移架过程中产生的粉尘大部分封闭住，防止其落入工作面，污染工作面风流。国内潞安矿业集团对综放工作面封闭尘源材料进行了深入的试验研究，通过拉伸应力应变性能的测定、伸张疲劳性能的测定、导电性能、耐磨性能和阻燃性能的测定，最终确定弹性橡胶丝绷带材料为封闭尘源效果较为良好的材料。
3.5破煤/转载点防尘
破碎机及转载点应采用密闭罩，并在密闭罩内设置喷雾装置，采用低压大流量喷雾方式进行喷雾降尘，其压力一般低于0.5MPa，喷雾水量为40L/min左右，喷嘴的布置应使整个破碎机和转载点横断面得到水雾的全覆盖，喷嘴应选用实心锥喷嘴。对于破碎机应采用全封闭的密闭方式，并在破碎机入口、出口、破碎锤上部等位置设置至少三道喷雾装置。
3.6运煤防尘
运煤工序主要是在皮带上下采用相关措施进行防尘。皮带上方采用一组实心锥喷嘴进行低压大流量喷雾，喷雾水量在10L/min左右，喷雾压力为不大于0.4MPa。皮带下方可以采用旋转刷进行清洗。
3.7通风防尘
国外大量的研究表明：如果将采煤工作面的风速控制在2.0～2.3m/s之内，则既能有效排尘，又能避免粉尘二次飞扬。此外，在采煤工作面采用适当的风流调节措施，能有效地控制粉尘，使粉尘沿着煤壁方向运行，而不污染人行道。一般采用挡风帘的方式来控制工作面风流的运动，采空区挡风帘安装在工作面端头处第一架支架和支护处，这将使风流拐90°弯沿着工作面而不是漏入采空区。这样可避免工作面严重漏风，保证工作面的供风量，从而有效稀释风流中的粉尘，同时保障工作面的安全生产。
3.8其它实用方法
为了增强喷雾降尘的效果，还可以在喷雾用水中加入降尘剂或对喷雾用水进行磁化处理。水中添加降尘剂后，可大大增加水溶液对粉尘的浸润性，即粉尘粒子原有的固—气界面被团—液界面所代替，形成液体对粉尘的浸润程度大大提高，从而提高降尘效率。水经过磁化处理后，可以使水的硬度突然升高，然后变软，水的电导率、粘度降低，水的晶格发生变化，使复杂的长链状变成短链状，水的氢键发生弯曲，并使水的化学键夹角发生改变，因此水的表面张力、吸附能力、溶解能力及渗透能力增加，使水的雾化程度增强，从而提高降尘效率。
4 结论
根据综放工作面复杂的产尘情况，针对综放面主要的各项产尘工序，均阐述了相应的高效的实用降尘方法，能为煤炭生产企业开展降尘工作以及建立粉尘防治示范化矿井提供可靠的技术支撑，并有效改善综放面环境条件，保障煤矿工人的职业健康安全。
参考文献：
[1]程卫民，刘伟，聂文等.煤矿采掘工作面粉尘防治技术及其发展趋势[J].山东科技大学学报，2010.29（4）：77-82.
[2]安心，蒋新民，韦唯美等.煤矿粉（煤）尘防治综合技术手册[M].煤矿科技出版社，2004.
[3]郑彦奎，张设计，吴国友等.综放工作面粉尘产生规律及降尘措施[J].煤矿安全，2012.43（2）：116-118.
[4]许满贵，王振平，王秀林.综放开采粉尘产生规律与综合防治对策[J].陕西煤炭，2001（4）：30-32
【关键词】 综放开采；粉尘防治；实用方法
引言：
煤尘是煤矿五大自然灾害之一，煤尘控制一直是煤炭行业安全防范工作的重点[1]。粉尘给煤矿工作人员和安全生产造成极大危害：一方面，粉尘污染的作业环境严重危害工人的身体健康，可引起肺部病变，造成尘肺病。另一方面，粉尘浓度过高潜伏着爆炸的危险，悬浮的煤尘也是造成煤矿煤尘爆炸的主要原因之一。此外，高浓度粉尘还会加速机械设备磨损，缩短精密仪器的使用寿命。因此，对矿井粉尘进行综合治理，对于确保从业人员生命健康、预防事故的发生尤为重要[2]。
1 综放工作面产尘分析
综放工作面产尘与各项生产工序直接相关，尘源的产生环节主要有割煤、放煤、移架、破煤、输送机转载、运煤等六大工序。其中，割煤是综放工作面产尘最多的尘源工序，此工序产生的粉尘约占整个工作面产尘量的60%左右。工作面放煤产生的粉尘，在进风风流压力的作用下，大多数粉尘会沿着放煤溜子进入工作面回风巷，少数粉尘通过扩散运用会进入工作面人行道。移架过程中由于支架的反复升降，支架上方的破碎煤体会沿着支架之间的缝隙落下，此工序产生的粉尘粒径一般都较大，其产尘规律与普通综采工作面基本一样[3]。
2 综放工作面粉尘防治难点
随着煤矿生产集约化程度越来越高，综放工作面的粉尘防治工作遇到的困难也越来越大。总体来说，综放工作面粉尘防治工作的技术难点主要体现在如下几方面[4]：
（1）综放工作面煤炭开采强度大，单产高，相应地造成粉尘产生量很大；
（2）煤层自然水分一般都很低，导致煤炭破碎时产尘较多；
（3）滚筒采煤机高强度割煤时，产尘量很大，国内外均无特别理想的防尘技术；
3 综放工作面粉尘防治实用方法
3.1煤层注水
煤层注水是利用水的压力通过钻孔把水注入即将回采的煤体中，使煤体预先得到湿润，以减少采煤时粉尘的产生量。这种措施是一种主动的防尘措施，国外的研究资料显示：当煤体水分含量达4%以上时，煤体开采过程中产尘量可降低60%以上。我国粉尘防治工作收效甚微的一个原因就是工作面开展煤层注水工作的普及率不高，而在煤矿粉尘防治工作做的非常出色的美国，有80%的工作面都实施了煤层注水。目前煤层注水的方式主要有：静压注水、动压注水、脉冲注水。采用的钻孔类型主要有：短孔、中深孔、深孔、以及长钻孔，目前应用较为广泛且效果较好的为深孔和长钻孔注水。
3.2割煤防尘
对割煤工序产生的粉尘主要是采用采煤机内外喷雾相结合的办法来进行防治。
（1）采煤机内喷雾
采煤机内喷雾的喷嘴宜选用实心锥或液柱型喷嘴，每个截齿配一个喷嘴。喷嘴口的喷雾压力保持在0.55～0.7MPa较为合适，超过0.7MPa后，反而会使粉尘产生量增加。每个滚筒的的供水量应不小于130L/min。内喷雾的总体实施策略是采用低压大流量进行喷雾，重点是加大喷雾的水量。
（2）采煤机外喷雾
采煤机外喷雾重点考虑的是利用喷雾对含尘气流进行控制，尽量使含尘气流沿着煤壁方向运动，避免含尘气流向人行道扩散，从而减少粉尘对人体的危害。一般是在采煤机机身上安装几组高压低流量喷嘴，使其喷雾方向顺着风流方向，朝向煤壁，用以将工作面的含尘气流控制在煤壁与采煤机之间，而不至于扩散至人行道。控制措施的关键之处在于：对上风流滚筒喷雾，尽可能地将喷雾杆延长，从而使其噴雾方向顺着风流方向且朝向煤壁。喷嘴口的喷雾压力应在1.1MPa以上，喷雾方向应与煤壁成30°～35°角。
3.3放煤防尘
对放煤工序防尘的主要方法有：通过液压系统的联动来实现自动喷雾降尘，即根据支架动作流程输送给控制阀相应的控制信号，控制自动喷雾控制阀动作进行喷雾降尘。当放煤口放煤时，控制阀打开水路，喷嘴开始动作进行自动喷雾降尘；当放煤口关闭时，控制阀关闭水路，则喷雾自动停止。此外，为了增加放煤口的降尘效果，可以使动作支架及其下风侧紧邻的支架同时进行喷雾。
3.4移架防尘
移架工序防尘一方面可以利用与上述放煤防尘相同的办法，目前比较常见的技术装备是尘源智能跟踪喷雾系统；另一方面可以将液压支架用弹性材料进行封闭，将移架过程中产生的粉尘大部分封闭住，防止其落入工作面，污染工作面风流。国内潞安矿业集团对综放工作面封闭尘源材料进行了深入的试验研究，通过拉伸应力应变性能的测定、伸张疲劳性能的测定、导电性能、耐磨性能和阻燃性能的测定，最终确定弹性橡胶丝绷带材料为封闭尘源效果较为良好的材料。
3.5破煤/转载点防尘
破碎机及转载点应采用密闭罩，并在密闭罩内设置喷雾装置，采用低压大流量喷雾方式进行喷雾降尘，其压力一般低于0.5MPa，喷雾水量为40L/min左右，喷嘴的布置应使整个破碎机和转载点横断面得到水雾的全覆盖，喷嘴应选用实心锥喷嘴。对于破碎机应采用全封闭的密闭方式，并在破碎机入口、出口、破碎锤上部等位置设置至少三道喷雾装置。
3.6运煤防尘
运煤工序主要是在皮带上下采用相关措施进行防尘。皮带上方采用一组实心锥喷嘴进行低压大流量喷雾，喷雾水量在10L/min左右，喷雾压力为不大于0.4MPa。皮带下方可以采用旋转刷进行清洗。
3.7通风防尘
国外大量的研究表明：如果将采煤工作面的风速控制在2.0～2.3m/s之内，则既能有效排尘，又能避免粉尘二次飞扬。此外，在采煤工作面采用适当的风流调节措施，能有效地控制粉尘，使粉尘沿着煤壁方向运行，而不污染人行道。一般采用挡风帘的方式来控制工作面风流的运动，采空区挡风帘安装在工作面端头处第一架支架和支护处，这将使风流拐90°弯沿着工作面而不是漏入采空区。这样可避免工作面严重漏风，保证工作面的供风量，从而有效稀释风流中的粉尘，同时保障工作面的安全生产。
3.8其它实用方法
为了增强喷雾降尘的效果，还可以在喷雾用水中加入降尘剂或对喷雾用水进行磁化处理。水中添加降尘剂后，可大大增加水溶液对粉尘的浸润性，即粉尘粒子原有的固—气界面被团—液界面所代替，形成液体对粉尘的浸润程度大大提高，从而提高降尘效率。水经过磁化处理后，可以使水的硬度突然升高，然后变软，水的电导率、粘度降低，水的晶格发生变化，使复杂的长链状变成短链状，水的氢键发生弯曲，并使水的化学键夹角发生改变，因此水的表面张力、吸附能力、溶解能力及渗透能力增加，使水的雾化程度增强，从而提高降尘效率。
4 结论
根据综放工作面复杂的产尘情况，针对综放面主要的各项产尘工序，均阐述了相应的高效的实用降尘方法，能为煤炭生产企业开展降尘工作以及建立粉尘防治示范化矿井提供可靠的技术支撑，并有效改善综放面环境条件，保障煤矿工人的职业健康安全。
参考文献：
[1]程卫民，刘伟，聂文等.煤矿采掘工作面粉尘防治技术及其发展趋势[J].山东科技大学学报，2010.29（4）：77-82.
[2]安心，蒋新民，韦唯美等.煤矿粉（煤）尘防治综合技术手册[M].煤矿科技出版社，2004.
[3]郑彦奎，张设计，吴国友等.综放工作面粉尘产生规律及降尘措施[J].煤矿安全，2012.43（2）：116-118.
[4]许满贵，王振平，王秀林.综放开采粉尘产生规律与综合防治对策[J].陕西煤炭，2001（4）：30-32