引言

煤矿作为能源供应的重要源头，其掘进工作是开采的先行环节。然而，掘进过程中产生的粉尘却成为了一个棘手的难题。大量粉尘弥漫在巷道内，降低了能见度，影响了设备的使用寿命，还极大地危害了矿工的健康。面对这一现状，探索有效的粉尘控制技术成为了煤矿行业发展的关键需求。这不仅是对矿工权益的保障，更是实现高效、安全、环保采煤作业的必然要求。

1粉尘产生的来源

煤矿掘进过程中粉尘产生的来源是多方面的，掘进机切割煤岩是主要的粉尘来源，掘进机的截齿在高速切割煤岩时，强大的机械作用力使煤岩被破碎成细小颗粒，从而产生大量粉尘。切割过程中煤岩的物理性质差异，如硬度、脆性等，也会影响粉尘产生的量和粒度。爆破作业（在部分掘进方式中存在）同样会产生大量粉尘，炸药爆炸瞬间释放出巨大能量，使煤岩破碎、抛掷，产生的冲击波会扬起大量已存在于巷道中的粉尘，并且煤岩在爆炸力作用下粉碎形成新的粉尘。在转载、运输环节，煤岩的散落不可避免。煤岩从掘进工作面转运到后续运输设备时，由于落差、碰撞以及设备的振动等因素，会使煤岩颗粒脱离而形成粉尘，这些粉尘在风流的带动下弥漫在巷道之中。

2煤矿掘进粉尘的危害

煤矿掘进粉尘具有多方面的严重危害，对人体健康造成极大损害，矿工长期暴露在高浓度粉尘环境中，细微粉尘可大量沉积于肺部，引发尘肺病等不可逆转的呼吸系统疾病，同时也会刺激皮肤和眼睛，导致炎症等问题。粉尘对矿井安全构成严重威胁，当粉尘在空气中达到一定浓度，在特定条件下可能引发粉尘爆炸，其爆炸威力巨大，会摧毁巷道、设备，造成人员伤亡。而且粉尘会降低巷道内的能见度，影响矿工正常作业，在发生安全事故时，也会阻碍救援工作的顺利开展。粉尘还会影响生产效率，大量粉尘会加速机械设备的磨损，缩短设备使用寿命，增加设备维修成本，并且频繁清理粉尘也会浪费大量工时，降低整体的掘进效率。

3煤矿掘进过程中的粉尘控制技术

3.1通风除尘技术

通风是煤矿掘进过程中控制粉尘的基础手段，合理的通风系统能够有效地稀释和排出粉尘。在通风方式的选择上，压入式通风可将新鲜空气直接送到掘进工作面，驱散粉尘，但可能会导致粉尘向巷道后方扩散；抽出式通风则能及时将含尘空气抽出，但如果控制不当，可能会造成局部通风不畅。混合式通风结合了两者的优点，在实际应用中更为有效。风量的计算至关重要，需要根据掘进巷道的断面面积、掘进速度、煤岩的产尘量等因素综合确定。同时，通风设备的选型也不容忽视，高性能的通风机能够提供稳定、足够的风量。此外，风筒的布置和维护也是通风除尘的关键环节。风筒应保持顺直、无破损，以减少漏风，确保风流能够按照预定的路线流动，有效地将粉尘带走。在风流的净化方面，可以设置风流净化装置，如在风筒出风口设置水幕，对风流中的粉尘进行初步的过滤和沉降。

3.2喷雾降尘技术

喷雾降尘是煤矿掘进中常用的技术之一，传统的喷雾降尘系统通过喷头将水雾化后喷洒在掘进工作面上。喷头的类型多样，压力式喷头利用水压将水喷出并雾化，其喷雾效果与水压密切相关；超声雾化喷头则借助超声波的振动将水破碎成微小的雾滴。喷雾参数对降尘效果有着显著影响，合适的喷雾压力、流量和雾滴粒径是关键。较高的喷雾压力能够产生更细小、分布更均匀的雾滴，但压力过高可能会导致喷雾不均匀或者产生飞溅。新型的喷雾降尘技术不断涌现，磁化水喷雾降尘技术是其中的代表，磁化水具有特殊的物理化学性质，其表面张力降低、润湿性增强，使得雾滴更容易与粉尘颗粒结合，从而提高降尘效率。泡沫喷雾降尘技术则是通过产生泡沫来覆盖掘进工作面，泡沫能够更好地捕捉粉尘，并且具有较长的滞留时间，防止粉尘再次扬起。

3.3粉尘捕集技术

粉尘捕集技术分为干式捕尘和湿式捕尘，干式捕尘器如旋风除尘器，其工作原理是利用离心力将含尘气流中的粉尘分离出来。含尘气流进入旋风除尘器后，高速旋转，粉尘在离心力的作用下被甩向器壁，然后在重力的作用下落入灰斗。布袋除尘器则是通过滤袋对粉尘进行过滤，含尘气流通过滤袋时，粉尘被阻挡在滤袋表面，干净的空气则透过滤袋排出。干式捕尘器适用于对含水量有要求的煤尘处理，但存在清灰困难、处理风量有限等局限性。湿式除尘器如文丘里除尘器，它利用高速气流通过收缩管时产生的负压将水吸入，使水与粉尘充分混合，粉尘被水湿润后凝聚成较大的颗粒，然后在重力的作用下被分离出来。水幕除尘器通过设置多道水幕，让含尘气流穿过水幕时，粉尘与水接触而被捕集。湿式除尘器的降尘效率高，但存在设备容易腐蚀、产生污水需要处理等问题。

3.4个体防护技术

个体防护是保障矿工免受粉尘危害的最后一道防线，防尘口罩是最主要的个体防护用品，其类型多样。普通口罩只能起到简单的阻挡作用，过滤式防尘口罩内部含有高效的过滤材料，能够有效地过滤粉尘颗粒。送风式防尘头盔则更为先进，它不仅能过滤粉尘，还能为矿工提供新鲜的空气，提高佩戴的舒适性。防尘口罩的性能指标包括过滤效率和呼吸阻力等，过滤效率越高，对粉尘的阻挡效果越好，但呼吸阻力也可能会相应增加。除了防尘口罩，防护眼镜能够防止粉尘进入眼睛，避免对眼睛造成刺激和伤害；耳塞则可以在一定程度上减少粉尘扬起时产生的噪音对矿工听力的影响。

3.5煤层注水技术

煤层注水技术在煤矿掘进粉尘控制方面具有独特优势，在实际操作中，于掘进前精心施工钻孔，向煤层注水。水在压力作用下，顺着煤的孔隙与裂隙缓缓渗透，逐渐使煤体达到预先湿润的状态。这一过程犹如给煤体做了一次“保湿护理”，当掘进工作开展，煤体被破碎时，粉尘产生量显著降低。注水压力、注水量和注水时间是影响注水效果的关键要素。注水压力需精准把控，适中的压力保证水顺利注入煤层，过高则可能破坏煤体结构。注水量依据煤层孔隙率和厚度等科学计算，确保煤体充分湿润。注水时间同样重要，过短湿润不足，过长则拖延掘进进程，只有合理控制，才能在减少粉尘产生和保证掘进效率间达成平衡。

结束语

综上所述，煤矿掘进过程中的粉尘控制技术是一个多方面综合考量的体系。从通风除尘到喷雾降尘，从粉尘捕集到个体防护，每一项技术都在保障矿工健康和矿井安全方面发挥着不可或缺的作用。随着科技的不断发展，应持续探索更加高效、环保、智能的粉尘控制技术，不断优化煤矿掘进工作环境，推动煤矿行业朝着绿色、安全、可持续的方向发展。

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