煤炭掘进施工中粉尘防治的新方法与效果评估

引言

煤炭作为我国重要的能源资源，在经济发展中占据着关键地位。煤炭掘进施工是煤炭开采的重要环节，但在施工过程中会产生大量粉尘，这些粉尘不仅会对作业环境造成严重污染，还会给施工人员的身体健康带来极大危害，长期暴露在高浓度粉尘环境中易引发尘肺病等职业病。此外，粉尘还可能引发爆炸等安全事故，严重威胁煤矿安全生产。随着环保要求的日益提高以及对劳动者健康的重视，寻求更为有效的粉尘防治新方法，并对其效果进行科学评估，已成为煤炭掘进施工领域亟待解决的重要问题。

1. 煤炭掘进施工粉尘污染现状与危害

1.1 粉尘产生环节及浓度分布

煤炭掘进施工过程中，多个环节都会产生粉尘。其中，掘进机截割煤岩时，由于刀具与煤岩的剧烈摩擦和破碎，会产生大量高浓度粉尘，这些粉尘以呼吸性粉尘为主，粒径较小，能够深入人体肺部。此外，煤炭运输过程中，煤炭在转载点的落差、皮带的运行以及通风风流的扰动等，也会导致粉尘飞扬，虽然其浓度相对截割时较低，但持续时间长，影响范围广。在一些通风不畅的掘进巷道，粉尘浓度可高达数百甚至上千毫克每立方米，远超国家规定的职业接触限值。

1.2 对施工人员健康的危害

长期暴露在高浓度粉尘环境中的施工人员，呼吸系统会受到严重损害。尘肺病是最为常见的职业病，其发病机制主要是粉尘在肺部长期沉积，引发肺部组织纤维化，导致肺功能逐渐下降。患者会出现咳嗽、咳痰、气短、呼吸困难等症状，严重影响生活质量，甚至危及生命。此外，粉尘还可能刺激眼睛、皮肤和呼吸道黏膜，引发眼结膜炎、皮肤病和呼吸道炎症等疾病，降低施工人员的身体抵抗力，增加其他疾病的感染风险。

1.3 对安全生产的影响

粉尘具有可燃性，当空气中的粉尘浓度达到一定范围，遇到火源时就可能引发爆炸。煤炭掘进巷道内存在电气设备、爆破作业等火源隐患，一旦粉尘爆炸，其威力巨大，不仅会造成人员伤亡和设备损坏，还可能引发连锁反应，导致更严重的事故。此外，高浓度粉尘会降低巷道内的能见度，影响施工人员的视线，增加误操作的风险，容易引发各类安全事故，如碰撞、跌倒等，严重威胁煤矿安全生产。

2. 煤炭掘进施工粉尘防治新方法

2.1 喷雾降尘新技术

传统喷雾降尘技术存在雾化效果不佳、覆盖范围有限等问题。新型喷雾降尘技术采用了高压微雾喷头，通过高压将水雾化成粒径极小的雾滴，与粉尘颗粒的接触面积更大，吸附效果更好。例如，一些煤矿应用的智能喷雾降尘系统，能够根据粉尘浓度传感器实时监测的粉尘浓度，自动调节喷雾的压力和流量。当粉尘浓度升高时，系统自动增加喷雾量，确保降尘效果；当粉尘浓度降低到一定程度时，减少喷雾量，避免水资源浪费。此外，还可以在喷雾水中添加抑尘剂，增强水雾对粉尘的吸附能力，进一步提高降尘效率。

2.2 通风除尘新措施

改进通风系统是降低粉尘浓度的重要手段。新的通风除尘措施采用了长压短抽通风方式，在掘进巷道的压入式通风机出风口安装高效过滤装置，对进入巷道的新鲜风流进行过滤，减少风流中的含尘量。同时，在掘进机附近设置抽出式通风装置，及时将截割产生的高浓度粉尘抽出并净化处理。这种通风方式能够有效控制粉尘的扩散，使掘进工作面粉尘浓度得到显著降低。此外，合理调整通风参数，如风速、风量等，根据巷道的断面大小、掘进速度等因素进行优化，确保通风系统既能有效排出粉尘，又不会造成粉尘二次飞扬。

2.3 泡沫抑尘新应用

泡沫抑尘技术是利用专用的泡沫发生装置，将水、发泡剂和压缩空气混合产生大量细腻、均匀且具有一定黏性的泡沫。这些泡沫能够迅速覆盖在煤岩表面，包裹粉尘颗粒，阻止粉尘飞扬。与传统喷雾降尘相比，泡沫抑尘具有更好的吸附和黏附性能，能够在粉尘产生的源头就进行有效抑制。例如，在一些煤矿的掘进工作面上，将泡沫发生装置安装在掘进机的截割头上，随着截割头的转动，泡沫均匀地喷洒在截割部位，大大降低了粉尘的产生量。而且，泡沫抑尘还具有用水量少的优点，避免了因喷雾降尘过多用水导致的煤炭含水量增加等问题。

3. 粉尘防治新方法的效果评估

3.1 评估指标体系构建

为了科学评估粉尘防治新方法的效果，构建了一套全面的评估指标体系。该体系包括粉尘浓度降低率、呼吸性粉尘降低率、降尘效率、水资源利用率、设备运行稳定性等指标。粉尘浓度降低率是衡量新方法对总粉尘浓度控制效果的重要指标，通过对比采用新方法前后巷道内的粉尘浓度计算得出。呼吸性粉尘降低率则更关注对人体危害较大的呼吸性粉尘的控制情况。降尘效率综合考虑了粉尘的初始浓度、喷雾量、通风量等因素，反映了新方法在单位时间内降低粉尘浓度的能力。水资源利用率评估了新方法在降尘过程中对水资源的有效利用程度，避免水资源的浪费。设备运行稳定性指标用于考量粉尘防治设备在长期运行过程中的可靠性和稳定性，确保设备能够持续有效地发挥作用。

3.2 评估方法与数据采集

采用现场实测和实验室分析相结合的方法进行效果评估。在煤炭掘进施工现场，使用专业的粉尘浓度检测仪，在不同位置、不同时间段对粉尘浓度进行实时监测，记录采用新方法前后的粉尘浓度数据。同时，采集呼吸性粉尘样本，送往实验室进行分析，测定呼吸性粉尘的粒径分布和浓度变化。对于水资源利用率的评估，通过安装水表等计量设备，准确记录降尘过程中的用水量，并结合降尘效果计算水资源利用率。在设备运行稳定性方面，通过建立设备运行档案，记录设备的故障次数、维修时间等信息，评估设备的运行稳定性。此外，还对施工人员进行问卷调查，了解他们对作业环境改善的主观感受，作为效果评估的补充信息。

3.3 效果评估案例分析

以某煤矿的一条掘进巷道为例，在采用喷雾降尘新技术、通风除尘新措施和泡沫抑尘新应用后，进行了为期一个月的效果评估。评估结果显示，粉尘浓度降低率达到了 80% 以上，呼吸性粉尘降低率超过 75% ，降尘效率显著提高。水资源利用率相比传统喷雾降尘提高了 30% 左右，有效减少了水资源浪费。在设备运行稳定性方面，经过一个月的运行，粉尘防治设备的故障率较低，能够稳定运行，保障了降尘效果的持续性。施工人员普遍反映作业环境得到了明显改善，工作时的不适感减轻，对新方法的认可度较高。通过该案例分析可以看出，这些粉尘防治新方法在实际应用中取得了良好的效果，能够有效降低粉尘污染，改善作业环境。

结语

煤炭掘进施工中的粉尘防治至关重要，关系到施工人员的身体健康和煤矿安全生产。本文介绍的喷雾降尘新技术、通风除尘新措施和泡沫抑尘新应用等新方法，为粉尘防治提供了更有效的途径。通过构建科学的效果评估体系，对这些新方法进行全面评估，能够及时发现问题并加以改进，确保新方法的持续有效性。煤炭企业应高度重视粉尘防治工作，积极推广应用这些新方法，并不断探索创新，进一步提高粉尘防治水平，为煤炭掘进施工创造一个安全、健康、环保的作业环境。同时，相关部门也应加强对粉尘防治工作的监管和指导，推动煤炭行业的可持续发展。

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