浅谈矿山粉尘防治技术

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。

  1.防尘技术

  采煤工作面防尘。包括煤层注水、合理选择采煤机截割机构和喷雾降尘。

  掘进工作面防尘。包括掘进工作面防尘、机掘工作面通风除尘和锚喷支护防尘。运输、转载防尘。包括机械控制自动喷雾降尘装置和电器控制自动喷雾降尘装置。

  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。

  2.煤尘防、隔爆措施

  煤尘爆炸必须在3个条件同时具备时才可能发生，即粉尘本身具有爆炸性;粉尘悬浮在空气中并达到一定浓度;有足以点燃粉尘的热源。

  如果不让这些条件同时存在，或者破坏已经形成的这些条件，就可以防止煤尘爆炸的发生和发展。这是制定各种防止煤尘爆炸措施的出发点和基本原则。

  第一，采取防尘措施。一般情况下，生产场所的浮游煤尘浓度是远低于爆炸下限浓度的。但是，因空气震荡(放炮的冲击波)等原因使沉积煤尘重新飞扬起来，这时的煤尘浓度大大超过爆炸下限浓度。据估算4㎡断面小巷道的周边上，只要沉积0.04mm厚的一层煤尘，当它全部飞扬起来，就达到了爆炸下限。实际上，井下的沉积煤尘都超过了这个厚度，所以，减少巷道内的沉积煤尘量并清除出井，是最简单有效的防爆措施。

  各生产环节采用有效的防尘，降尘措施，减少煤尘的产生，降低空气中的煤尘浓度，也就降低了沉积煤尘量。因此，综合防尘措施既是减少粉尘危害工人健康的措施，也是防止煤尘爆炸的治本措施。

  第二，杜绝着火源。井下能引起煤尘爆炸的着火源有电气火花、摩擦火花、摩擦热、煤自燃而形成的高温点、爆破作业出现的爆燃以及瓦斯爆炸所产生的高温产物等。消除这类着火源的主要技术措施有：保持矿用电气设备完好的防爆性能，加强管理防止出现电器设备失爆现象;选用非着火性轻合金材料避免产生危险的摩擦火花;胶带、风筒、电缆等常用的非金属材料必须具有阻燃，抗静电性能;采用阻化剂、凝胶或氮气防止煤柱、采空区残留煤发生自燃，同时，加强瓦斯管理防止瓦斯爆炸事故的发生。

  由于煤矿自然条件十分复杂，发生煤尘爆炸的随机性很大，除了上述一般性的安全技术措施外，针对煤尘爆炸的特点，各国还研究了防止煤尘爆炸的专门技术，其中使用历史最长，应用面广、简单易行的防止煤尘爆炸技术措施是撒布岩粉法。

  第三，撒布岩粉法。这种方法是定期向巷道周边撒布惰性岩粉，用它覆盖沉积在巷道周边上的沉积煤尘。岩粉层在巷道风速很低时，它的粘滞性起到了阻碍沉积煤尘重新扬起的作用。

  3.防止煤尘爆炸传播技术

  防止煤尘爆炸传播技术也称为隔绝煤尘爆炸传播技术(以下简称隔爆技术)，是指把已经发生的爆炸控制在一定范围内并扑灭，防止爆炸向外传播的技术措施。该技术不仅适于对煤尘爆炸的控制，也适用于对瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸的控制。该技术分为两大类，被动式隔爆技术和自动式隔爆技术。

  被动式隔爆技术(也称隔爆措施)。发生爆炸的初期，爆炸火焰峰面是超前于爆炸压力波向前传播，随着爆炸反应的继续和加强，压力波逐渐赶上并超前于火焰峰面传播，两者之间有一时间差。被动式隔爆技术就是利用这一规律，利用压力波的能量使隔爆措施动作，在巷道内形成扑灭火焰的消焰抑制剂尘云，后续到达到的火焰进入抑制剂尘云时被扑灭，阻止了爆炸继续向前传播。被动式隔爆技术主要有：岩粉棚，水槽棚和水袋棚，统称为被动式隔爆棚。被动式隔爆棚的设置方式有3种形式，集中式布置，分散式布置和集中分散式混合布置。根据隔爆棚在井巷系统中限制煤尘爆炸的作用和保护范围，可将它们分为主要隔爆棚(重型棚)和辅助隔爆棚(轻型棚)，重型棚的作用是保护全矿性的安全，设置在矿井两翼与井筒相通的主要运输大巷和回风大巷;相邻煤层之间的运输巷和回风石门;相邻采区之间的集中运输巷和回风巷。轻型棚的作用是保护一个采区的安全，在采煤工作面的进风、回风巷;采区内的煤及半煤岩掘进巷道;采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其他巷道内设置。

  自动隔爆技术。被动式隔爆技术的作用原理决定了该技术措施只能在距爆源60～200m(岩粉棚300m)范围内发挥抑制爆炸的作用。因此，在爆炸发生的初期该技术是无效的。此外，在低矮、狭窄和拐弯多的巷道中使用也极其不利，不能发挥抑爆效果。针对这些缺点，各国研究并使用了自动隔爆技术。

  传感器、控制器和喷洒装置是自动隔爆装置三大组成部分，由若干台自动隔爆装置组成的隔爆系统即为自动式隔爆措施，采用的传感器主要有3类：接受瓦斯煤尘爆炸动力效应的压力传感器，利用爆炸热效应的热电传感器和利用爆炸火焰发出的光效应的光电传苎器。控制器是向喷洒抑制剂的执行机构发出动作指令的仪器;喷洒机构一般由执行机构，喷洒器和抑制剂贮存容器组成。它的作用是将抑制剂(岩粉、干粉或水)扩散于巷道空间形成粉尘云或水雾带。它的动作应迅速、可靠、能适应爆炸的快速发展。