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礦山粉塵治理灑灑水就夠了？錯(cuò)！這些辦法比灑水更有效~

根據(jù)國(guó)家衛(wèi)計(jì)委的數(shù)據(jù)顯示，2017年，全國(guó)共報(bào)告職業(yè)病27420例，其中塵肺病24206例，塵肺病報(bào)告病例數(shù)占2017年職業(yè)病報(bào)告總例數(shù)的88.28%，大部分分布在煤炭行業(yè)。到2018年年底，全國(guó)累計(jì)報(bào)告塵肺病已經(jīng)突破70萬(wàn)例，占職業(yè)病的九成。
 

礦井粉塵作為井下五大自然災(zāi)害之一，不僅危害工人的身體健康，而且存在爆炸的危險(xiǎn)。隨著礦山資源開(kāi)采的機(jī)械化、自動(dòng)化程度越來(lái)越高，煤塵的產(chǎn)生量也越來(lái)越多，開(kāi)展對(duì)煤塵爆炸理論的研究，以及對(duì)煤塵防治裝置的改進(jìn)，變得更為急迫。我國(guó)每天仍有500萬(wàn)工人從事煤炭生產(chǎn)，如何保障煤炭行業(yè)從業(yè)者的健康安全是煤炭產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。據(jù)了解，塵肺病是對(duì)煤炭工人身體健康最大的威脅，也是我國(guó)危害最嚴(yán)重的職業(yè)病。目前，我國(guó)每年的塵肺病死亡人數(shù)已超過(guò)煤礦企業(yè)工傷死亡人數(shù)。值得關(guān)注的是，我國(guó)塵肺發(fā)病人數(shù)呈上升趨勢(shì)，目前每年新增病例2萬(wàn)人左右。截至目前，全國(guó)累計(jì)報(bào)告發(fā)病72.7萬(wàn)人，死亡15萬(wàn)人，礦山行業(yè)約占全國(guó)塵肺病人61%，塵肺病也因此被稱(chēng)為“隱形礦難”。

粉塵危害產(chǎn)生的原因：一是無(wú)防塵措施或措施不落實(shí)，采掘工作面和其他巷道風(fēng)速過(guò)大，未采取濕式打眼、煤層注水等綜合防塵措施；二是采掘工作面無(wú)噴霧掃水裝置，放炮不開(kāi)噴霧，巷道四周煤塵不定期清理，轉(zhuǎn)載點(diǎn)無(wú)噴霧降塵裝置或噴霧降塵裝置不起作用；三是放炮進(jìn)、回風(fēng)巷無(wú)噴霧降塵設(shè)施；四是個(gè)人防護(hù)措施不到位，作業(yè)人員未佩戴防塵面罩或防塵口罩。

一、礦山傳統(tǒng)粉塵治理技術(shù)

噴霧灑水技術(shù)

噴霧灑水技術(shù)取決于水質(zhì)和粉塵的性質(zhì)、水滴和粉塵的相對(duì)速度以及物體的分散度等方面。水的純度越低，其黏度勢(shì)必會(huì)越大，被分離的難度也會(huì)隨之增加，從而降低水滴與粉塵的黏合程度；水滴與粉塵的相對(duì)速度越大，那么碰撞時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大動(dòng)力將會(huì)更有力擊碎水的表面張力，增強(qiáng)捕獲能力；物體的分散度過(guò)高，水滴就會(huì)過(guò)小，捕獲能力也會(huì)降低。

通風(fēng)除塵技術(shù)

通風(fēng)除塵是礦井除塵的重要方式，它是借助風(fēng)力將礦井中的粉塵進(jìn)行稀釋和排出的方法。通過(guò)各種除塵技術(shù)后，在礦井中仍然會(huì)存在一些直徑小于10um的微細(xì)粉塵，這些小粉塵就需要在合適的風(fēng)力作用下才能排出礦井，一般當(dāng)巷道中的風(fēng)速達(dá)到0.5m/s時(shí)，井下的微塵就會(huì)被排出，對(duì)于較大的粉塵，則需要較大的風(fēng)力，但最大風(fēng)速不能超過(guò)4m/s。

煤塵預(yù)濕注水技術(shù)

用煤電鉆向原生煤層高壓注水，使之滲透煤層。則原生煤體在未被挖掘粉碎之前就被潤(rùn)濕，避免了在采掘過(guò)程中煤塵飛揚(yáng)，減少了塵源。通過(guò)注水包裹煤體，水進(jìn)入了煤體的裂隙與煤層之間，這樣減少了煤體采掘時(shí)煤塵的飛揚(yáng)。注水能使煤體的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，使煤的脆性減弱，塑性增強(qiáng)，這使煤體在開(kāi)采粉碎時(shí)更多的是發(fā)生塑性形變，減少了煤體破碎為塵粒的概率。常用的注水方式見(jiàn)表：
 

到目前為止，國(guó)內(nèi)絕大部分礦山防塵大部分采用的仍是濕式作業(yè)，即噴霧灑水技術(shù)和煤層預(yù)濕注水技術(shù)。這對(duì)煤塵中細(xì)小顆粒，尤其是直徑10um以下的煤塵，抑制作用有限，降塵效果不佳，且耗水量大，影響煤炭熱值。

二、泡沫除塵技術(shù)應(yīng)用發(fā)展

泡沫除塵是最新發(fā)展的一種高效率除塵技術(shù)，不僅耗水量少，操作簡(jiǎn)便，而且更適合我國(guó)現(xiàn)階段礦井粉塵治理，該技術(shù)是利用除塵水管和壓風(fēng)管路，在水管中加入一定量的添加劑，通過(guò)專(zhuān)用的發(fā)泡裝置，引入壓風(fēng)，產(chǎn)生高倍數(shù)泡沫，通過(guò)噴嘴噴灑至塵源，泡沫通過(guò)良好的覆蓋、濕潤(rùn)和粘附等方式作用于粉塵，從根本上防止粉塵擴(kuò)散，有效的降低空氣中粉塵濃度。該技術(shù)與濕式抑塵相比，用水量可減少30～80%，除塵效率比噴霧灑水高3～5倍。礦用泡沫抑塵系統(tǒng)由箱體及泡沫產(chǎn)生設(shè)備（MFD-IA01）、泡沫分配器（MFD-IA02）、泡沫噴頭及支架（MFD-IA03）三個(gè)部分組成。
 

除塵設(shè)備示意圖                  除塵效果圖

（一）泡沫除塵技術(shù)特點(diǎn)

（1）泡沫能夠無(wú)空隙的覆蓋綜掘機(jī)切割滾筒，使切割在泡沫體內(nèi)完成，從根本上防治粉塵向外擴(kuò)散；

（2）液體形成泡沫后，總體積和總表面積大幅度增大，增加了與粉塵的碰撞幾率，提高了降塵效率；

（3）泡沫的液膜中含有特制的添加劑，能大幅度降低水的表面張力，迅速增加粉塵被潤(rùn)濕的速度；

（4）泡沫具有很好的粘性，粉塵和泡沫接觸后會(huì)迅速被泡沫黏附；

（5）對(duì)于高瓦斯礦井，泡沫覆蓋切割滾筒能有效抑制由于切割產(chǎn)生的火花，防治瓦斯和煤塵爆炸；

（6）耗水量少，避免了水霧除塵耗水量大而引起的綜掘機(jī)沉陷，提高了工作效率；

（7）主要設(shè)備采用強(qiáng)力磁鐵固定，安裝、拆卸、維護(hù)方便。

（二）主要應(yīng)用領(lǐng)域

泡沫除塵技術(shù)適用于煤礦井下采掘工作面、皮帶運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)、隧道掘進(jìn)施工等空間狹小地點(diǎn)粉塵災(zāi)害的防治。

（1）采煤工作面的產(chǎn)塵。采煤工作面的主要產(chǎn)塵程序有采煤機(jī)落煤、裝煤、運(yùn)煤、液壓支架移架、運(yùn)輸轉(zhuǎn)載、人工催煤、爆破及放煤口放煤等；

（2）掘進(jìn)工作面的產(chǎn)塵。掘進(jìn)工作面的產(chǎn)塵工序主要有機(jī)械破煤、裝揣、爆破、錨噴等；

（3）其他地點(diǎn)的產(chǎn)塵。巷道維修的錨噴現(xiàn)場(chǎng)、煤炭的裝卸點(diǎn)等也都產(chǎn)生高濃度的礦塵，尤其是煤炭裝卸處的瞬時(shí)礦塵濃度，有時(shí)甚至達(dá)到煤塵爆炸濃度極限。