2.1.2 除塵降塵措施
? 除塵降塵措施是礦井綜合控制粉塵的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)行的除塵降塵措施主要包括各產(chǎn)塵點的噴霧灑水，如采煤機(jī)上內(nèi)外噴霧、放炮噴霧、支架噴霧、裝巖灑水及巷道凈化水幕等。這些除塵降塵措施為該粉塵監(jiān)控系統(tǒng)粉塵濃度超出限制范圍所實施的處理措施提供了依據(jù)。
1. 濕式除塵技術(shù)? 濕式除塵技術(shù)是井下礦山應(yīng)用最普遍的一種方法。一般作業(yè)場所的相對濕度達(dá)到65%以上就可以大大降低粉塵的濃度。水能濕潤粉塵，增加粉塵重力，并將細(xì)散的塵粒聚合為較大的塵粒，使浮沉加速沉降，落塵不易飛揚(yáng)。濕式除塵方法設(shè)備簡單，使用方便，應(yīng)用與維護(hù)費(fèi)用低，降塵效果明顯。缺點是增加工作場所的濕度，惡化工作環(huán)境和可能影響煤炭的質(zhì)量。
噴霧灑水是將壓力水通過噴霧器（噴嘴）在旋轉(zhuǎn)或沖擊作用下，使水流霧化成細(xì)散的水滴在空氣中。噴霧灑水的捕塵效果取決于霧體的分散度以及塵粒與水滴的相對速度。粗分散度霧體水滴大，水的數(shù)量少，塵粒與水滴相遇時，會因旋流而從水滴邊緣繞過，不被捕獲。過高分散度的霧體，水滴十分細(xì)小，容易汽化，捕塵效率也不高。一般水滴的直徑在10μm~15μm時，捕塵效果最好。水滴與塵粒的相對速度越大，二者碰撞時的動能也越大，有利于沖破水的表面張力而將塵粒捕獲。水質(zhì)與粉塵的性質(zhì)也影響噴霧降塵效果。若水的純凈度差，將使水的黏性增加，分散水滴粒度加大，降低捕塵效率。疏水性粉塵與水滴碰撞時，能產(chǎn)生反彈現(xiàn)象，即使碰撞也難以將其濕潤捕獲。塵粒表面吸附空氣形成氣膜或覆蓋油層時，也難被水濕潤。密度大的塵粒相對易于被水捕獲。噴霧灑水除塵簡單方便，被廣泛用于采掘機(jī)械切割、爆破、裝載、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)過程中，缺點是對微細(xì)塵粒捕集效率低。霧體的分散度、作用范圍和水滴運(yùn)動速度，取決于噴霧器的構(gòu)造、水壓和安裝位置。應(yīng)根據(jù)不同生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵分散度選用合適的噴霧器，得到較好的除塵效果。我國礦山井下常用的噴霧器，按其動力可分為水力和風(fēng)水聯(lián)動（引射式）兩類。
2. 物理化學(xué)降塵技術(shù)? 我國是從20世紀(jì)80年代開始試驗并推廣應(yīng)用降塵劑等物理化學(xué)降塵技術(shù)的，目前已經(jīng)井下進(jìn)行實驗與應(yīng)用的物理防塵方法主要有：水中添加降塵劑降塵，泡沫除塵，磁化水降塵及黏塵劑降塵等。
3. 添加降塵劑降塵? 水中添加降塵劑是在水力除塵的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種降塵技術(shù)。通常情況下，水的表面張力較高，微細(xì)粉塵不易被水迅速有效地濕潤，因而降塵效果不佳。但不可否認(rèn)的是，水力除塵方法是迄今為止最簡便、最易推廣的方法之一。水中添加降塵劑后，則可大大增加水溶液對粉塵的浸潤性，即粉塵粒子原有的固－氣界面被固－液界面所代替，使液體對粉塵的浸潤程度大大提高，從而提高降塵效率。除塵劑的選擇方法應(yīng)能滿足無毒、無臭，能完全溶于礦井防塵用水中，低溫時不發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，無沉淀或鹽析現(xiàn)象，對金屬無腐蝕，不延燃，成本低，運(yùn)輸方便等。一般低于降塵劑臨界濃度時，水的表面張力降低幅度與降塵劑濃度呈急劇下降趨勢，但超過此臨界后則趨于穩(wěn)定。目前我國降塵劑的添加方法主要有：定量汞添加法、添加調(diào)配器、負(fù)壓引射器添加法、噴射汞添加器及孔板減壓調(diào)節(jié)器五種添加方法。其中負(fù)壓引射器添加法原理為：降塵器溶液被負(fù)壓引射器所造成的負(fù)壓吸入，并與水混合添加于供水管路中。添加濃度由吸液管上的調(diào)節(jié)閥控制。由于這種方法成本低，定量準(zhǔn)確，被廣泛用于各礦井中。
4. 泡沫除塵? 泡沫除塵是用無空隙的泡沫體覆蓋塵源，使剛產(chǎn)生的粉塵得以濕潤、沉積、失去飛揚(yáng)能力的除塵方法。泡沫除塵幾乎可以捕集所有與之相遇的粉塵，特別是對于細(xì)微粉塵具有很強(qiáng)的聚集能力。泡沫除塵的特點主要有：泡沫除塵與噴霧灑水相比，可減少耗水量33%~60%；除塵效率可達(dá)90%~98%，比一般的噴霧灑水降塵率提高33%~50%；可將膠帶輸送機(jī)膠帶重載側(cè)的產(chǎn)塵量減少約98%；如用于膠帶運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載點除塵，當(dāng)風(fēng)流和膠帶的相對運(yùn)動速度為7m/s時，泡沫能穩(wěn)定的依附在膠帶的煤和煤塵表面。
5. 磁化水除塵? 磁化水是經(jīng)過磁水器處理過的水，磁化處理后，水的表面張力、吸附、溶解滲透能力增加，水珠變小，有利于提高水的霧化程度，增加與粉塵的接觸機(jī)會，提高降塵率。磁化水降塵的優(yōu)越性主要有：設(shè)備簡單，安裝方便，性能可靠；成本低，易于實施，一次投入長期有效；降塵效率高于其他物理化學(xué)方法。
6. 黏塵劑抑塵? 目前使用的黏塵劑大多為吸濕性鹽類，其作用原理是：通過無機(jī)鹽（如氯化鈣或氯化鎂）不斷地吸收空氣中的水分，使沉積于黏塵劑的粉塵始終處于濕潤狀態(tài)，同時由于在黏塵劑中添加有表面活性物質(zhì)，所以比普通的水更容易濕潤礦井粉塵。黏塵劑可以持續(xù)黏結(jié)由井下空氣帶來的不斷沉積于巷幫與底板的粉塵。
7. 礦井通風(fēng)排塵? 礦井通風(fēng)排塵是指借助風(fēng)流稀釋與排出礦井空氣中的粉塵。礦井內(nèi)各個產(chǎn)塵點在采取了其他防塵措施后，仍會有一定量的粉塵進(jìn)入礦井空氣中，其中絕大部分是小于10μm的微細(xì)粉塵，如果不及時通風(fēng)稀釋與排出，將由于粉塵的不斷積累而造成礦進(jìn)內(nèi)空氣嚴(yán)重污染，危害礦工的身心健康。最優(yōu)排塵風(fēng)速在一般干燥的巷道中為1.5 m/s ~4m/s，它也受到一些因素的影響，如工作區(qū)有擾動，促使粉塵飛揚(yáng)，則最優(yōu)排塵風(fēng)速值要降低。在潮濕巷道，粉塵不易被吹揚(yáng)起來，在較高的風(fēng)速范圍（5m/s~6m/s以下），稀釋作用為主，粉塵濃度隨風(fēng)速的增加而下降。
一般不依靠礦井主要通風(fēng)機(jī)進(jìn)行的有效通風(fēng)均稱為局部通風(fēng)。目前采用較多的是局部通風(fēng)機(jī)排塵方式，對降低掘進(jìn)時的粉塵濃度起了重要作用。局部通風(fēng)排塵方法可分為總風(fēng)壓通風(fēng)、擴(kuò)散通風(fēng)、引射器通風(fēng)及局部通風(fēng)等四種方法。
2.1.3預(yù)防煤塵爆炸及限制爆炸擴(kuò)大范圍的措施
煤礦的爆炸事故極大地威脅工人的生命，是煤礦最大的安全和問題。按照爆炸事故特征，煤礦粉塵爆炸事故可以分成兩類，即單一煤塵爆炸事故和瓦斯煤塵爆炸事故。單一煤塵爆炸事故是指在沒有瓦斯參與的情況下，由于礦井粉塵濃度處于爆炸極限濃度區(qū)間內(nèi)，在外界火源激發(fā)下，發(fā)生爆炸事故。瓦斯煤塵爆炸事故，一般是礦井首先發(fā)生瓦斯爆炸，爆炸沖擊波引起巷道四壁的沉積粉塵，形成“粉塵云”，其濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)，在瓦斯爆炸氣流的高溫高壓作用下，煤塵被強(qiáng)制點燃爆炸。瓦斯煤塵混合爆炸事故一般是瓦斯爆炸事故的爆炸波和爆風(fēng)揚(yáng)起沉積在地面的煤塵，發(fā)生二次爆炸甚至多次爆炸，事故經(jīng)常是災(zāi)難性的。
減少沉積煤塵量和及時將其清除出井 是簡單有效的防爆措施。積極采用煤層注水、濕式作業(yè)、轉(zhuǎn)載噴霧、通風(fēng)除塵等綜合防塵技術(shù)防止和減少煤塵的產(chǎn)生和飛揚(yáng)，也是防止煤塵爆炸最根本的措施。此外，杜絕能引起煤塵云著火或爆炸的著火源是防治煤塵爆炸的另一類重要措施，要防止放炮火源，防止摩擦和撞擊點火。
煤礦自然條件十分復(fù)雜，發(fā)生煤塵爆炸的隨機(jī)性很大，出了上述一般性安全技術(shù)措施外，各國針對煤塵爆炸的特點研究了煤塵爆炸的專門技術(shù)。其中，使用時間最長、應(yīng)用面廣、簡單易行的預(yù)防措施是撒布巖粉法。撒布巖粉是定期向巷道周邊撒布惰性巖粉，用它將巷道周邊上的沉積煤塵覆蓋住。采煤作業(yè)是連續(xù)的，煤塵的產(chǎn)生、飛揚(yáng)與沉積也斷斷續(xù)續(xù)，當(dāng)?shù)谝淮稳霾紟r粉后，煤塵便不斷地在巖粉層上沉積，若不增加巖粉量，其保護(hù)帶將失敗。所以，一定時間后要再次撒布巖粉，以維持混合粉塵中不燃物含量的正常比例。一般應(yīng)按照撒布地點的沉積煤塵濃度和煤塵爆炸下限濃度來確定巖粉的撒布周期。
限制煤塵爆炸擴(kuò)大災(zāi)害范圍的措施又稱隔爆措施。瓦斯煤塵爆炸具有連續(xù)性，且越發(fā)展破壞力越大的特點，為避免造成全礦井被毀的惡性事故，必須人為地把瓦斯或煤塵爆炸撲滅在爆源附近或限制在一定范圍內(nèi)。因此防止災(zāi)害擴(kuò)大的措施集中在兩個方面，即分區(qū)管理和設(shè)置阻爆裝置。
1. 分區(qū)通風(fēng)? 對井下各工作區(qū)域?qū)嵭蟹謪^(qū)通風(fēng)，每一生產(chǎn)水平、每一采區(qū)都必須布置單獨(dú)的回風(fēng)道，嚴(yán)格禁止各水平采區(qū)之間的串聯(lián)通風(fēng)，盡量避免采區(qū)之間角聯(lián)風(fēng)路的存在。采區(qū)內(nèi)回采工作面和掘進(jìn)工作面應(yīng)采用獨(dú)立的通風(fēng)線路，防止互相影響。礦井主要進(jìn)、回風(fēng)道之間的聯(lián)絡(luò)巷必須構(gòu)筑永久性擋風(fēng)墻，需要使用的必須安設(shè)正反向兩道風(fēng)門。裝有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口應(yīng)安裝防爆門。在開采有煤塵爆炸危險的礦井兩翼、相鄰采區(qū)、相鄰煤層和相鄰工作面時，應(yīng)安設(shè)巖粉棚或水棚隔開。在所有運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷中必須撒布巖粉，防止爆炸傳播。
2. 煤塵爆炸的阻爆隔爆技術(shù)? 煤塵爆炸的阻爆隔爆技術(shù)主要包括被動式隔絕煤塵爆炸傳播技術(shù)和自動式隔爆措施。
1）被動式隔絕煤塵爆炸傳播技術(shù)? 目前使用最廣泛的隔絕煤塵爆炸措施是被動式隔爆棚，它分為被動式水棚和巖粉棚。當(dāng)發(fā)生瓦斯煤塵爆炸時，由超前于爆炸火焰?zhèn)鞑サ臎_擊波超壓的作用，將隔爆棚擊碎或爆風(fēng)掀翻，使棚架上或槽子內(nèi)的抑制劑（巖粉或水）飛散開來，在巷道中形成一個高濃度的巖粉云或水霧帶，使滯后于爆風(fēng)的爆炸火焰到達(dá)棚區(qū)時被撲滅，從而阻止爆炸繼續(xù)向前傳播。按隔爆棚的保護(hù)范圍又可分為主要隔爆棚和輔助隔爆棚兩類。巖粉棚是由安裝在巷道中靠近頂板處的若干塊巖粉臺班組成，臺板的間距稍大于板寬，每塊臺板上放置一定數(shù)量的惰性巖粉。當(dāng)煤塵爆炸事故發(fā)生時，火焰前的沖擊波將臺班震倒，巖粉即彌漫于巷道中，火焰到達(dá)時，巖粉從燃燒的煤塵中吸收熱量，使火焰?zhèn)鞑ニ俣妊杆傧陆?，直至熄滅。被動式巖粉棚必須設(shè)置在距可能發(fā)生煤塵瓦斯爆炸地點60m~300m范圍內(nèi)，超出這個范圍巖粉棚的可能性會降低。
2）自動式隔爆措施? 自動隔爆裝置由傳感器、控制器和噴灑裝置組成。其原理是在煤塵瓦斯爆炸的瞬間，煤源附近立即出現(xiàn)火焰，壓力升高，溫度急劇上升。自動式隔爆裝置就是借助于傳感器，將這些物理參量的變化接受下來轉(zhuǎn)換成電信號，通過控制器自動控制機(jī)構(gòu)，在預(yù)定地點噴灑一定濃度的抑制劑，把剛好到達(dá)的火焰撲滅。用于自動隔爆裝置的抑制劑有三類：液體抑制劑，粉末無機(jī)鹽類抑制劑和鹵代烷抑制劑。因自動隔爆裝置具有使用靈活的特點，可以把爆炸發(fā)生的初期就將爆炸限制在最小范圍不讓其擴(kuò)展。所以，自動隔爆裝置應(yīng)盡可能安裝在距可能發(fā)生瓦斯煤塵爆炸地點較近的位置，在拐彎巷道和采掘機(jī)械上也可以安裝使用。

參考文獻(xiàn)
[1]?徐英峰，馮海明. 對潤濕劑潤濕煤層影響因素的研究[J]. 中國煤炭，2005
[2]?李衛(wèi)東，王連福. 我國煤炭行業(yè)粉塵濃度監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 礦業(yè)安全與環(huán)保，2005.
[3]?孫艷玲. 煤礦采掘引起粉塵污染與防治[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2002。
[4]?黃聲樹. 我國煤礦粉塵防治技術(shù)的現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 煤炭工程師，1998
[5]?楊麗娜. 煤礦粉塵監(jiān)測與控制系統(tǒng)的模擬研究. 河北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文. 2006
[6]?盧鑒章. 煤礦安全手冊 第三篇 礦井粉塵防治[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1992
[7]?陳衛(wèi)紅，邢景才. 粉塵的危害與控制[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.8
[8]?渾寶炬，郭立穩(wěn). 礦井粉塵檢測與防治技術(shù) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005
[9]?史紅霞. 安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)淺析[J].機(jī)械管理開發(fā)，2003。
[10]?金程網(wǎng).2006-7-21
[11]?馬明建. 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2005
[12]?趙益芳. 礦井防塵理論及技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1995
[13]?王顯政. 煤礦安全新技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2002