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矿山粉尘及其防治技术
www.hitachi-town.com 2010-07-19 13:30

矿山粉尘是矿井在建设和生产过程中所产生的各种岩矿微粒的总称。矿山生产的主要环节如采矿、掘进、运输、提升的几乎所有作业工序都不同程度地产生粉尘。采掘机械化和开采强度、采矿方法、作业地点的通风状况、地质构造及煤层赋存条件都是影响粉尘产生的因素。
(一)矿山粉尘的性质及危害
1.粉尘的概念
(1)全尘。全尘是指用一般敞口采样器采集到一定时间内悬浮在空气中的全部固体微粒。
(2)呼吸性粉尘。呼吸性粉尘是指能被吸入人体肺部并滞留于肺泡区的浮游粉尘。空气动力直径小于7.07 m的极细微粉尘,是引起尘肺病的主要粉尘。
(3)浮尘和落尘,悬浮于空气的粉尘称浮尘,沉积在巷道顶、帮、底板和物体上的粉尘称为落尘。
2.粉尘性质
(1)粉尘中游离二氧化硅的含量。粉尘中游离二氧化硅的含量是危害人体的决定因素,含量越高,危害越大。游离二氧化硅是引起矽肺病的主要因素。
(2)粉尘的粒度。粉尘粒度是指粉尘颗粒大小的尺度。一般来说,尘粒越小,对人的危害越大。
(3)粉尘的分散度。粉尘的分散度是指粉尘整体组成中各种粒级的尘粒所占的百分比。粉尘组成中,小于5 m的尘粒所占的百分数越大,对人的危害越大。
(4)粉尘的浓度。粉尘的浓度是指单位体积空气中所含浮尘的数量。粉尘浓度越高,对人体危害越大。
(5)粉尘的吸附性。粉尘的吸附能力与粉尘颗粒的表面积有密切关系,分散度越大,表面积也越大,其吸附能力也增强。主要指标有吸湿性、吸毒性。
(6)粉尘的荷电性。粉尘粒子可以带有电荷,其来源是煤岩在粉碎中因摩擦而带电,或与空气中的离子碰撞而带电,尘粒的电荷量取决于尘粒的大小并与温湿度有关,温度升高时荷电量增多,湿度增高时荷电量降低。
(7)煤尘的燃烧和爆炸性。煤尘在空气中达到一定的浓度时,在外界明火的引燃下能发生燃烧和爆炸。
3.尘的危害性
矿尘的危害性主要表现在以下4个方面:
(1)污染工作场所,危害人体健康,引起职业病;
(2)某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸;
(3)加速机械磨损,缩短精密仪器使用寿命;
(4)降低工作场所能见度,增加工伤事故的发生。
(二)矿山粉尘防治技术
矿山防尘技术包括风、水、密、净和护等5个方面,并以风、水为主。风就是通风除尘;水是指湿式作业;密是指密闭抽尘;净是净化风流;护是采取个体防护措施。下面分别叙述矿山生产过程中的主要防尘技术。
2.掘进工作面防尘
(1)炮掘工作面防尘。风动凿岩机或电煤钻打眼是炮掘工作面持续时间长,产尘量高的工序。一般干打眼工序的产尘量占炮掘工作面总产尘量的80%~90%,湿式打眼时占40%~60%。所以,打眼防尘是炮掘工作面防尘的重点。
①打眼防尘。打眼防尘的主要技术有湿式凿岩、干式凿岩捕尘等。
风钻湿式凿岩:这是国内外岩巷掘进行之有效的基本防尘方法。
干式凿岩捕尘:在无法实施湿式作凿岩时,如岩石遇水会膨胀,岩石裂隙发育,实施湿式作业其防尘效果差等情况下,可用于式孔口捕尘器等干式孔口除尘技术。
煤电钻湿式打眼:在煤巷、半煤巷炮掘中,采用煤电钻湿式打眼能获得良好的降尘效果,降尘率可达75%~90%。
②放炮防尘。放炮是炮掘工作面产尘最大的工序,采取的防尘措施主要有以下几种:
水炮泥:这是降低放炮时产尘量最有效的措施。
放炮喷雾:这是简单有效的降尘措施,在放炮时进行喷雾可以降低粉尘浓度和炮烟。
(2)机掘工作面通风除尘。掘进工作面虽然采取了相应的防尘措施,但一些细微的粉尘仍然是悬浮于空气中,尤其是掘进机械化程度的不断提高,产尘强度剧增,机掘工作面的产尘强度就大大高于炮掘工作面,用一般的防尘措施难于控制粉尘,因此国内外研究了通风除尘技术,以便有效控制高浓度尘源。
①通风除尘系统。合理的通风除尘系统是控制工作面悬浮粉尘运动和扩散的必要条件、主要有三种通风系统在国内外使用:长压短抽通风除尘系统、长抽通风除尘系统和长抽短压通风除尘系统。
②通风除尘设备。主要设备有湿式除尘风机、湿式除尘器、袋式除尘器以及配套的抽出式伸缩风筒、附壁风筒等。
③通风工艺的要求。压、抽风筒口相互位置的关系:压抽风量的匹配;局部通风机安装位置;抽出式局部通风机与除尘局部通风机的串联要求。
(3)锚喷支护防尘。锚喷支护技术发展很快,它也是煤矿的主要产尘源之一。锚喷支护的粉尘主要来自打锚杆眼、混合料转运、拌料和上料、喷射混凝土以及喷射机自身等生产工序和设备。
针对这些产尘源,锚喷文护主要采取配制潮料向喷射机上料、双水环加水、加接异径葫芦管、低压近喷、水幕净化和通风除尘等。
3.运输、转载防尘
(1)机械控制自动喷雾降尘装置。该类装置的特点是结构简单、容易制造,使用和维护方便而且降尘效果较好。
(2)电器控制自动喷雾降尘装置。该装置适用于煤矿转载运输系统中不同的尘源,它是靠电器控制实现自动喷雾,有光控、声控、触控、磁控等多种形式。
4.综合防尘措施
综合防尘措施包括湿式钻眼、冲刷井壁巷帮、使用水炮泥、放炮喷雾、装岩(煤)洒水和净化风流等措施。

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