陕西正通煤业有限责任公司陕西咸阳713600
摘要：煤矿的工作内容中，粉尘能造成人的呼吸道疾病、尘肺、咽喉炎等等，粉尘的危害有目共睹，而煤矿进行粉尘防治的主要手段就是通风措施，所以本文是对煤矿的通风安全管理和通风作业的设备进行的探讨和研究。
关键词：掘进作业；矿井作业；除尘工艺；工艺优化
一直以来，公司领导十分重视煤矿的地下作业粉尘防治问题，但采用传统的综合防尘技术治理矿井作业地点粉尘效果并不明显，因此，通防部从维护职工的身体健康出发，保证工作面安全生产、提高整体作业的效率的目的出发，根据煤矿通风安全管理的实际情况，创新思维，开展全新的煤矿通风安全管理作业除尘系统的研究与应用，而研究成果将会为矿井和其它地点引起的粉尘治理问题提供科学的依据。
一、项目立项的背景及其目和意义
在进行矿井下井作业时，井道内的粉尘浓度较高，而现有除尘风机的除尘效果并不明显。本项目是研究如何利用大功率的除尘风机和自制的吸尘装置配套使用，从源头消除粉尘的危害，并利用辅助降尘的设施配合降尘行为，从而高效的降低矿井作业时产生的各种粉尘问题，提高掘进工作面的防尘效率，改善个人工作环境[1]。
二、项目实施的基本情况
1、除尘设备的结构特点
除尘风机主要由风机、除尘风机箱体（内含喷雾装置、过滤网、气尘分离装置）、水质过滤器和机架所组成。湿式的除尘风机在矿井作业地点回风向，除尘风机工作方式为抽出式，吸风口利用加密伸缩风筒接至矿井机上料口进行上部固定，风机及风筒安装的位置应保证不能影响正常的操作、检修与安全行人。
2、结构及工作原理
风力扩展器式的旋风水膜除尘风机，主要由风力扩展器、组合体、高压水射流喷射盘、旋风水膜脱尘罩、供风供水系统基架共五部分组成。风力扩展器和高压水射流喷盘共同作用形成强大负压区，吸入含尘风流后，风力扩展器的高速旋转让风流将高压水射流水柱和含尘风流充分撞击并产生雾化混合，在旋转的过程中将泥水甩向筒壁，随后围绕着具有特殊结构的蜂窝状杯式的脱尘罩作螺旋式反复缠绕穿透，完成最后的脱尘脱水过程,而分离出的泥水从排污口排出,新鲜风流从后方简口吹出。
3.主要部件的作用
3.1轴流风机
除尘风机的风力源自所采用的对旋抽出式轴流风机。主要作用是将矿井的含尘空气抽出。该轴流风机处理风量大，能在粉尘或瓦斯浓度较高的地点工作，使用安全可靠。
3.2箱体
箱体内含喷雾装置、过滤网、气尘分离装置等部件。用于将含尘空气的粉尘过滤掉，向巷道排出洁净空气。
3.3水质过滤器
水质过滤器用于过滤供给除尘风机的水，以免水中杂质堵塞喷雾装置。
3.4进风组件
由负压风筒组成，用于将含尘空气从矿井作业地点抽出。
三、该项目达到的技术经济指标
该技术的研究与应用，主要是优化了地下矿井作业地点的通风除尘工艺，确保了除尘风机能达到最优的除尘效果，从而改善了作业人员的工作场所环境，减少矿井作业地点的粉尘对设备的损害和维护人员的安全健康。此外，作业地点总粉尘浓度由应用前的340mg/m3，降低为60mg/m3，所使用的除尘系统实现了82%的除尘效率，大大降低了粉尘对职工的身心健康危害，同时还节省了矿井时间，提高了整体的劳动效率[2]。
1.投入费用
该除尘系统加工制作一防尘罩投入费用0.15万元，除尘用大功率湿式除尘风机投入3.2万元；其他捕尘网、净化水幕等辅组降尘装置投入0.1万元，全矿矿井作业地点按7处，投入的费用=（0.15+3.2+0.1）×7=24.15万元。
2、技术创新点
分析研究了地下矿井通道粉尘扩散规律，采取了针对性的捕尘方案。利用大功率除尘风机与自制吸尘装置配套使用，从源头消除粉尘，并利用辅助降尘设施配合降尘，高效降低矿井作业时产生的粉尘问题。
3、节约费用
3.1节约人工费用
该系统的研究与应用，减少了矿井通道及采区、主要回风巷道粉尘防治人员人工投入费用，每个矿井作业地点一个班少投入0.1个人工，7处矿井地点，防尘人工费用每年7.3万元，节约的人工费用=0.1×3×7×7.3=15.33万元。
3.2节约水费投入
该系统的研究与应用，减少了水费的投入，每个人工一个班冲尘按800米计算，每米矿井按0.3m3，防尘水综合单价0.65元/m3，每年按276天计算。节约的水费投入=0.4×3×7×276×800×0.3×0.65=36.16万元
4.综合效益
综合效益=节约费用-投入费用=15.33+36.16-24.15=27.34万元。
四、成果转化和推广应用
1、抽出式通风除尘的优缺点
井道里面的污风经过风筒排出后，保证井道中的新鲜空气的质量和数量，除了给下面的工作人员提供良好的工作环境，还能提升整体的作业效率和营造安全的工作环境。但是它的缺点也非常的明显，那就是当吸入的污风通过风扇的时候,当风扇的防爆功能不能及时启动，就会有电流导致相应的瓦斯爆炸;从而造成井道坍塌等危险，而且抽出式通风除尘的有效吸程非常短，仅仅是风筒吸入口的附近距离，当粉尘距离工作面较远的时候,它的通风效果就会变得非常差[3]。
2、旋风水膜除尘风机
旋水膜除尘风机的原理独特，它主要使用的是组合式风力扩展器，能根据作业点的实际情况和除尘要求自由的组合在一起，特别是它具备了强大的气流扩展功能,不仅有非常强大的处理风量，还降低了电能的损耗。此外，在使用旋风水膜除尘的方式进行除尘脱水时，不仅不容易发生堵塞，而且由于工作的阻力小，特别容易进行清洁清理，这也间接的提高了除尘效率和工作效率。此外，高速旋转的含尘气流，会在旋转过程中把已经成团的泥水甩向筒壁，随即泥水就会围绕具有特殊结构的杯式脱尘罩被反复旋转，甚至是被穿透,从而达到脱尘脱水。此外，由于杯式脱尘罩的结构独特，能捕捉的粉尘粒度非常广泛,而对其它除尘机非常头疼的粗粒粉尘、呼吸性粉尘的捕尘效率也非常高，背时脱尘罩具有长期工作、连续工作的特点，并且自洁能力强，使用起来无噪音、体积小、重量轻，非常的方便,而且对工作环境不挑剔，极大的保证了井道里的工作安全和人员健康。
五、该项目的改进建议
当前，旋风水膜除尘风机虽然已经趋向完美，但随着时代的发展和进步，它依然要与时俱进，以下是建议进行改进的几个地方:制作的除尘系统集尘罩，应继续研究采用在集尘罩装置上加设微喷雾，尽量强化一次降尘效果，提高系统整体降尘强度。
1、微型喷雾装置
当前的集尘罩上并没有微型喷雾，当粉尘进行脱尘脱水的过程后，依然会有一小部分粉尘会被风机强大的风力携带飞回去，因此，在集成罩上加设一个微型喷雾，就可以让那些被携带走的灰尘再次被捕捉回来，同时，在转载机上也应该加装微型喷雾系统，有力的减少细小尘埃对转载机的运行造成一些影响，而在除尘风机的排风口架设一道微型喷雾，不但能进一步的进行井道降尘处理，还能解决掉除尘风机的排风口后部，在作业人员进行运煤作业时产生的煤尘问题[4]。
2、增设挡尘板
对于破碎机的输出处，经常会出现侧落的煤块，产生煤块资源浪费或者导致机器失灵等等，因此，在破碎机的周围加装一个全包围式的挡尘板，不但能有效阻挡煤块侧漏，还能进一步保护破碎机的安全。而挡尘板是矿用运输机废弃的皮带裁制而成的，经济实惠，安装、拆卸方便快捷，此外柔韧性和降噪性能都比钢板制成的挡尘板更加优秀，有效减少了破碎机输出侧煤尘向作业空间的逸散。
结束语
采用新型的除尘工艺之后，不但能提升生产的效率，还在一定程度上降低了职工的劳动强度。虽然旋风水膜除尘风机在实际的应用中依然存在一些小的问题，但随着相关的改进措施逐步的完善，这些当前存在的问题也必然会得到解决，让工程的施工效率大幅度提高。此外，在进行除尘系统的优化之后,旋风水膜除尘风机对于不同的作业环境中，对全尘和呼吸性粉尘的区域浓度造成明显的浓度下降行为,对治理矿井内煤尘的爆炸隐患，改善井道的工作环境，特别是降低井道工作人员的尘肺病具有重大的意义。
参考文献
[1]陈燎.井下作业修井技术现状及新工艺的优化[J].科技风,2015(3):163-163.
[2]张之良.新发煤矿掘进工作面综合防尘治理浅析[J].中国科技投资,2017(11).
[3]王小兵.煤矿通风安全管理及通风事故防范措施分析[J].当代化工研究,2019(05):26-27.
[4]杨经纬.煤矿通风安全管理及通风事故的防范[J].当代化工研究,2019(06):56-57.