煤矿井下粉尘的治理.docx

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XV第二章腾庆煤矿粉尘综合防治一、矿井粉尘的危害1.1粉尘的来源根据煤矿的生产特点，煤矿在进行生产活动的过程中会产生粉尘和一些有毒有害的物质，如表3-1所示：表3-1粉尘的来源及危害井下产尘点地面产尘点产生有毒有害的物质回采工作面主、副井井口房矽尘、含铅、磷、硫等金属、非金属及其化合物的矿尘掘进工作面转载站、筛分车间瓦斯（以CH4为主）及CO2等窒息性气体煤炭运输转载点原煤储煤场CO、SO2、NXOY化合物、H2S等有毒气体粉尘在生产过程中的危害在煤矿实际生产过程中，会产生很多危害，会对工作人员的身体造成一定的伤害，对矿井的生产设备造成损坏，甚至对矿井的生产带来阻碍或者给矿井造成更大的灾难性事故。煤矿粉尘也是其中一种比较严重的危害，主要有以下几个方面：（1）污染周边环境，对工作人员造成永久性的伤害；（2）具有爆炸危险性；（3）对工作场所的能见度造成影响，引起事故的发生；（4）会导致工作人员及周边居民患尘肺病、硅肺等职业病；（5）引起人员气短、咳血、无力等症状，轻者丧失劳动能力，重者危及生命。二、防尘措施腾庆煤矿采用的是斜井开拓，采煤方法是走向长壁式采煤法，含可采煤层8层，分别为2、5、6-1、32、333-2、7、30煤层，煤层稳定程度均为较稳定型。采煤工作面采用MG160/375—WD型采煤机落煤，过风断面大的ZZ4800/14/30型支撑掩护式支架，工作面刮板输送机选用SGZ-630/2×90型可弯曲刮板输送机，经运输顺槽SZD--630/75型刮板转载机、DSJ80/40/2×80型胶带输送机，11机轨合一石门一段（DTⅡ（A）胶带运输），11机轨合一石门二段（DTⅡ（A）胶带运输），11溜煤眼（GLW550/11/S给煤机），主斜井的DTⅡ（A）皮带运输机运至地面生产系统，掘进工作面采用EBZ-160型综掘机及DSJ65/20/2×30型胶带输送机实行机械化掘运，经掘进头至石门由副斜井的JK-2.0×1.5/31.5型矿用提升机运至地面。采煤工作面运输线路：：10201回采工作面原煤（刮板输送机）→10201运输顺槽（胶带输送机）→11机轨合一石门2段（胶带输送机）→11机轨合一石门1段（胶带输送机）→11溜煤眼（给煤机）→主斜井（胶带输送机）→地面生产系统10202运输顺槽工作面原煤（综掘机）→10202运输顺槽（胶带输送机）→11S材料、运输石门2段、1段（胶带输送机）→副斜井（提升机）→地面生产系统；10202回风顺槽工作面原煤（煤电钻）→10202回风顺槽（蟹爪式装煤机及胶带输送机）→11S材料、运输石门1段（胶带输送机）→副斜井（提升机）→地面生产系统；矸石：掘进工作面（铲斗装岩机及胶带输送机）→各区段石门（胶带输送机）→各区段溜矸眼（给煤（矸）机）→副斜井（胶带输送机）→工业场地地面排矸场；人员：主斜井（架空人车）→区段石门→地点。结合腾庆煤矿的实际条件和查阅相关资料知腾庆煤矿煤尘可能有爆炸危险性，防尘措施主要是防止作业场所空气中粉尘浓度超过标准，防止产生职业危害，井下生产系统粉尘的产生地点主要有：各掘进工作面，回采工作面，刮板输送机、胶带输送机转载点、煤仓、主斜井以及运输石门，10702运输顺槽，10702回风顺槽等，在生产过程中都会有粉尘产生。1.1综合防尘措施为改善腾庆煤矿井下的劳动条件，保证井下劳动工人的身体健康，设计考虑在掘进巷道和硐室时，均采用了湿式钻眼、冲洗井巷岩帮、装岩洒水等综合防尘措施。此次设计分别用了以下几种防尘措施：1）喷雾洒水：在矿井产尘量大的地方均设置喷雾器喷雾洒水。该方法简单方便、经济、有效，降尘率在30～60％之间。2）风流净化：在10201运输顺槽、10201回风顺槽靠近上下出口20m范围内设置风流净化水幕（回风巷设置两道风流净化水幕），10202回风顺槽掘进头、1002运输顺槽掘进头40m内设置风流净化水幕，井下所有转载点均设喷雾洒水装置，运行时必须进行喷雾洒水降尘。巷道水幕见图3-1。图3-1巷道水幕图3）冲洗、清扫和刷白巷道：在工作中应对回风斜井、主要回风巷和掘进头放炮后进行定期清洗和清扫；定期对运输和回风斜石门等进行刷浆。4）控制合理的风速：矿井井下风速应适宜，不能过大或过小，严格控制。在改变通风系统和风量时，把风速调节适宜，减少煤尘飞扬的现象。溜煤眼不得兼作风眼使用5）在采煤机设置内外喷雾装置，以减少割煤时粉尘的产生量。6）在满足稀释瓦斯的前提下控制采面风速，以减少粉尘的飞扬。7）采煤工作面回柱放顶前向采空区喷洒水，放顶时向采空区喷洒卸出的乳化液，以减少顶板垮落冲击产生粉尘。8）个体防护措施：井下工作人员应按《煤矿安全规程》相关规定采取配戴防尘口罩、防尘帽等安全防护措施。9）煤矿企业必须配备有相关的仪器，包括全尘和呼吸性粉尘的采样器和测定仪，并按工作面的数目对个体配备采样器，来对井下空气进行检测，及时发现粉尘浓度超限，并采取相应措施。10）矿井测尘、洒水防尘必须设专人负责，定期对巷道进行测尘和除尘，防止煤尘堆积或超标。1.2隔爆水棚隔爆水棚的种类和布置地点见表3-2。表3-2水棚类型水棚类型布置地点主要隔爆棚井筒相连通的主要运输巷和回风巷相邻煤层之间的运输石门和回风石门辅助隔爆棚采煤工作面进风巷和回风巷采区内的煤及半煤岩掘进巷采用独立回风，并有煤尘爆炸危险的其它巷道注：由40L及小于40L的水袋所组成的水袋棚不得作主要隔爆棚1.2.1隔爆设备隔爆设施：该矿井可采煤层的煤尘有爆炸危险的可能性，而且井下瓦斯爆炸发生时，煤尘、瓦斯存在相互影响的情况。所以，根据该矿的实际情况，本次设计采用水棚作为隔爆设施。1.2.2布置方式根据腾庆煤矿的实际情况，该矿井布置地点如表3-3所示，水棚的布置方式详见表3-4。表3-3水袋棚布置地点主要水袋棚辅助水袋棚11机轨合一石门2段10201运输顺槽、10201回风顺槽11S材料、运输石门2段10202运输顺槽掘进工作面回风流11回风石门10202回风顺槽掘进工作面回风流表3-4水棚设置位置水棚名称布置方式水棚设置位置巷道直线段与采掘工作面装载点距离与巷道交叉口转弯处距离（m）与风门、调节风门距离水袋棚集中式水棚安设前后20m的断面一致距掘进头、回采面上下口、装载点距离为60～160m，但不大于200m50～75＞25三、水棚的结构与选型本次设计隔爆水棚由水袋棚组成，设计选用80L和40L两种塑料水袋。如表3-5所示：表3-5水棚的结构与选型水袋类型型号规格80L塑料水袋GS80-4A长×宽×高＝760×470×260mm（上平面）长×宽×高＝700×410×260mm（下平台）40L塑料水袋GS40-4AGS40-4A1.1水棚给水系统本矿井的供水系统是井下消防洒水系统。总水量：（5-1）式中：G—总水量（L）；g—每平方米巷道所需水量（L/m2）主要水棚按400L/m2，辅助水棚按200L/m2；s—巷道断面（m2）。则：11机轨合一石门2段水棚所需总水量：S11机轨合一石门2段=11.78m2，G=400×11.78=4712L11S材料、运输石门2段水棚所需总水量：S11S材料、运输石门2段=12.76m2，G=400×12.76=5104L11回风石门水棚所需总水量：S11回风石门=8.09m2，G=400×8.09=3236L10201运输顺槽水棚所需总水量：S11701运=13.7m2，G=200×13.7=2740L10201回风顺槽水棚所需总水量：S11701回=8m2，G=200×8=1600L10202运输顺槽掘进头水棚所需总水量：S11702运=13.7m2，G=200×13.7=2740L10202回风顺槽掘进头水棚所需总水量：S11702回=8m2，G=200×8=1600L根据安设水棚的断面形式、大小、净宽及水袋的规格，主要隔爆水棚设计选用80L塑料水袋，11机轨合一石门2段、11S材料、运输石门2段、11回风石门单架水棚水量Gn=80L×2＝160L。辅助隔爆水棚设计选用40L塑料水袋，10201运输顺槽、10201回风顺槽单架水棚水量Gn=40L×2＝80L，10202运输顺槽掘进工作面回风流、10202回风顺槽掘进工作面回风流单架水棚水量Gn=40L×2＝80L。1.2水棚架数11机轨合一石门2段：n=G/Gn=4712/160=3011S材料、运输石门2段：n=G/Gn=5104/160=3211回风石门：n=G/Gn=3236/160=2110201运输顺槽：n=G/Gn=2740/80=35（架）10201回风顺槽：n=G/Gn=1600/80=20（架）10202运输顺槽掘进头：n=G/Gn=2740/80=35（架）10202回风顺槽掘进头：n=G/Gn=1600/80=20（架）1.3水棚区长度11机轨合一石门2段：L=（n-1）C+W=2×(30-1)+0.4=58.4m11S材料、运输石门2段：L=（n-1）C+W=2×(32-1)+0.4=62.4m11回风石门：L=（n-1）C+W=2×(21-1)+0.4=42.4m10201回风顺槽：L=（n-1）C+W=2×(35-1)+0.4=68.4m10201运输顺槽：L=（n-1）C+W=2×(20-1)+0.4=38.4m10202回风顺槽掘进头：L=（n-1）C+W=2×(35-1)+0.4=68.4m10202运输顺槽掘进头：L=（n-1）C+W=2×(20-1)+0.4=38.4m井下水棚布置详见表3-6表3-6井下水棚布置一览表水棚类型水棚设置地点总水量（L）每架水量（L）水棚架数（架）水袋GS80-4A水袋GS40-4A水棚区长度（m）组数主要隔爆水棚（GS80-4A）11机轨合一石门2段47121603030×258.4111S材料、运输石门2段51041603232×262.4111回风石门32361602121×242.41辅助隔爆水棚（GS40-4A）10201运输顺槽2740803535×268.4310201回风顺槽1600802020×236.4210202运输顺槽掘进头2740803535×268.4110202回风顺槽掘进头1600802020×238.41合计193166220101.4水棚管理（1）时刻注意水量，保证要槽和水袋的运行。（2）检查时间间隔为：半个月。（3）随时注意沉积的煤尘，并做到不堆积、随时清除。二、粉尘监测及个体防护1.1粉尘监测根据《煤矿安全规程》的相关规定，煤矿企业必须检测在生产过程中产生的粉尘，并遵守表3-7中的规定，如下：表3-7粉尘监测规定总粉尘作业场所的粉尘深度，井下每月测定2次，地面每月测定1次粉尘分散度，每6个月测定1次呼吸性粉尘工班个体呼吸粉尘监测，采、掘工作面每3个月测定1次，其他工作面或作业场所每6个月测定1次每个采样工种分2个班次连续采样，1个班次内至少采集2个有效样品，先后采集的有效样品不得少于4个定点呼吸性粉尘监测每月测定1次。1.2个人安全防护措施煤矿应该执行国家有关法律法规、标准等，加强对粉尘设备的维护管理，提高作业自动化水平，合理安排工作程序，增强自我保护意识。井下工人必须严格遵守《煤矿安全规程》及各工种有关规定。最后矿井工作人员应该极级配合矿井提供的定期检查，每检查从中不断的掌握自身的健康情况，从不同的方面采取相应的措施来保护自己。参考文献国家煤矿安全监察局.《煤矿安全工程》[M].煤炭工业出版社,2016.王德明.《矿井通风与安全》[M].徐州:中国矿业大学出版社,2012.矿井通风网络计算原理及其应用[M].北京:煤炭工业出版社,1979.杨孟达,刘新华,王瑛,胡绍祥.煤矿地质学[M].北京:煤炭工业出版社,2008.何学秋.中国煤矿灾害防治灾害理论与技术[M].北京:中国矿业大学出版社,2006.淮南矿业学院,焦作矿业学院,等.矿井地质及矿井水文地质[M].北京:煤炭工业出版社,1979.黄元平.矿井通风[M].徐州:中国矿业大学出版社,1996.李怒和,等.矿井通风网络图论[M].北京:煤炭工业出版社,1984.李世华,等.矿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