综掘面粉尘防治技术现状-徐州博泰矿山安全科技

煤矿井下综掘面为独头巷道、掘进距离长、掘进设备体积大等特点会导致掘进迎头粉尘绝对产生量大，扩散范围广，排出巷道困难，为改善井下作业环境，确保矿井安全生产，大多数煤矿会根据自身的实际情况采用不同的通风方式和粉尘防治技术进行粉尘治理。美、俄等国煤矿粉尘污染严重，因此对粉尘防治进行了大量的研究，制定了较多安全可靠的除尘降尘措施。目前，粉尘预防治理手段主要分为四个方面：通风除尘、喷雾降尘、物理化学法除尘、个体防护。

（1）通风除尘

掘进巷道内一般采用的局部通风方式大致可分为三种，即单一压入式、单一抽出式和混合式。单一压入式具备长距离通风能力，成本低，不仅高速射流射程远，可防止瓦斯积聚，除尘效率高，而且设备铺设简单，但可能会形成二次扬尘。单一抽出式靠近尘源进行吸尘，作业区内空气质量好，除尘范围及效率较小，有瓦斯积聚爆炸的危险。混合式通风分为长压短抽式和长抽短压式，其中长压短抽式通风结合了两种单一通风的优点，应用除尘效果比较理想。

（2）喷雾降尘

喷雾降尘是指利用高压气体或特制的喷射装置雾化水滴，雾化水附着粉尘颗粒，使其结块沉积。掘进设备内喷雾安置在机头，用水来源于煤层中经沉淀后的黑水，杂质较多，若过滤器使用不当，容易使供水管道堵塞；外喷雾设置在截割部两侧或机体前，直接作用于尘源喷射粉尘，但是如果配套设备布置不合理，就会导致机组外除尘效果差。

（3）物理化学方法除尘

①煤层注水

煤层注水，即在采掘前，在工作面钻孔并注进高压水，充分润湿煤体，改变煤体的理化性质，弱化煤体的脆性，减少煤体受力形变为细微粉尘的概率，从源头上控制了煤尘的产生150。511。经研究调查，注水后作业区内全尘浓度降低40%，呼尘浓度降至50%。煤层注水不仅会降低煤体硬度，提高采掘效率，而且对冲击地压有预防作用，降低煤体氧化燃烧的可能性。

②附壁风筒

上世纪末，国外学者研究出附壁风筒，经改善将附壁风筒内的自控阀搭配除尘器共同作业，改变作业区内风流方向。为满足供风装置本安型需求，学者将附壁风筒改进为可与局扇配套使用的类型，局扇内叶轮旋转形成涡流，影响风筒中风流流向，将风机与除尘器实现联动作业。

③空气幕隔尘

空气幕的形成，可将粉尘阻隔控制并防止扩散。研究表明空气幕隔尘不仅具有类似实体对粉尘阻挡的功能，而且对风流形成卷吸效应，稀释排出被卷吸的污流，使粉尘被控制在迎头附近，仅少部分粉尘脱离控制扩散至司机位置。

④水幕除尘

掘进巷道中，顶板和两侧煤壁铺设水管，并安装喷雾设备，水雾的形成会截断巷道，粉尘运动至水幕时被迫沉积。通常，一道水幕的降尘效率较差，在工程作业中，掘进巷道内会铺设多道水幕系统，且在水源加入化学试剂，提高捕尘效率。在掘进巷道中，通常距迎头每50m铺设一道净化水幕。

⑤负压降尘

负压降尘，即高压水经极小的喷射装置射出，与外界气流相互作用雾化为气、液两相流，引射风筒的负压将气、固两相吸入吸风筒，粉尘被水雾包裹，与反射板碰撞后结块并沉积。负压降尘捕尘净化效果好，除尘效率高，但是设备成本高，不适于在复杂的环境中使用，配合内外喷雾使用效果更好。

⑥泡沫降尘

使用泡沫除尘时，发泡剂和水混合，通过发泡装置作用会产生大量泡沫，泡沫覆盖尘源起到降尘作用。与一般的除尘方式相比，泡沫除尘具有喷雾和化学降尘的优点，配比时用水较少、降尘效率高。

⑦磁化水、电离水除尘

磁化水，即通过磁场作用使其具备磁性的水，原理为将水以一定的速度通过一定强度的磁场，受磁力影响水分子内聚力被弱化，氢键被改变，表面张力减弱156-51。目前，磁化水基础理论研究与工程应用较缺乏。

⑧超声波、超声波雾化除尘

由于超声波存在着较强的反射性和穿透性，能在三相中产生一系列超声波效应。超声波除尘装置中的空气受超声波震动产生剧烈波动，空气的震动带动粉尘共同运动相互作用，致使粉尘颗粒相互吸附结块，向下沉积。

超声波雾化除尘的构成为声波雾化喷嘴、压缩气管、水管等，当气管与水管工作时，与声波雾化器产生高频声波，将水滴破碎成更细的雾粒。这些粒子非常小，密度极高。同时，喷雾区的高频震荡，增加了细水雾颗粒与粉尘颗粒的碰撞概率，总降尘率高达90%。

⑨除尘器除尘

除尘器是作用在尘源的一种除尘技术，将除尘器设置在采掘设备上，使粉尘在尘源喷射出到被吸收所运动的时间缩短，在尘源抑制粉尘扩散，而且除尘效率高，对净化作业空间的环境条件具有良好的效果。除尘器除尘在国外煤矿现场使用时间较长，效果良好。

（4）个体防护

个体防护工具主要以防尘口罩、呼吸器等为主，个体防护工具不仅形成阻隔粉尘的保护屏障，而且使用简单，基本对生产效率无影响。目前，掘进巷道内虽有多种降尘手段，但细微粉尘长期在作业区漂浮，通过鼻腔极易进入人体，长期在此种环境下工作会引发相应疾病，个体防护不容有失。

徐州博泰矿山安全科技有限公司深耕矿井粉尘防治领域十余年，自主研发了矿用泡沫降尘技术、矿用水雾增效降尘技术等多种技术和设备，对于矿井粉尘治理有着丰富的经验，服务了一百多个矿井并得到一致好评。

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