煤礦井下綜掘面為獨頭巷道、掘進距離長、掘進設備體積大等特點會導致掘進迎頭粉塵絕對產生量大，擴散范圍廣，排出巷道困難，為改善井下作業(yè)環(huán)境，確保礦井安全生產，大多數(shù)煤礦會根據(jù)自身的實際情況采用不同的通風方式和粉塵防治技術進行粉塵治理。美、俄等國煤礦粉塵污染嚴重，因此對粉塵防治進行了大量的研究，制定了較多安全可靠的除塵降塵措施。目前，粉塵預防治理手段主要分為四個方面：通風除塵、噴霧降塵、物理化學法除塵、個體防護。

（1）通風除塵

掘進巷道內一般采用的局部通風方式大致可分為三種，即單一壓入式、單一抽出式和混合式。單一壓入式具備長距離通風能力，成本低，不僅高速射流射程遠，可防止瓦斯積聚，除塵效率高，而且設備鋪設簡單，但可能會形成二次揚塵。單一抽出式靠近塵源進行吸塵，作業(yè)區(qū)內空氣質量好，除塵范圍及效率較小，有瓦斯積聚爆炸的危險。混合式通風分為長壓短抽式和長抽短壓式，其中長壓短抽式通風結合了兩種單一通風的優(yōu)點，應用除塵效果比較理想。

（2）噴霧降塵

噴霧降塵是指利用高壓氣體或特制的噴射裝置霧化水滴，霧化水附著粉塵顆粒，使其結塊沉積。掘進設備內噴霧安置在機頭，用水來源于煤層中經(jīng)沉淀后的黑水，雜質較多，若過濾器使用不當，容易使供水管道堵塞；外噴霧設置在截割部兩側或機體前，直接作用于塵源噴射粉塵，但是如果配套設備布置不合理，就會導致機組外除塵效果差。

（3）物理化學方法除塵

①煤層注水

煤層注水，即在采掘前，在工作面鉆孔并注進高壓水，充分潤濕煤體，改變煤體的理化性質，弱化煤體的脆性，減少煤體受力形變?yōu)榧毼⒎蹓m的概率，從源頭上控制了煤塵的產生150。511。經(jīng)研究調查，注水后作業(yè)區(qū)內全塵濃度降低40%，呼塵濃度降至50%。煤層注水不僅會降低煤體硬度，提高采掘效率，而且對沖擊地壓有預防作用，降低煤體氧化燃燒的可能性。

②附壁風筒

上世紀末，國外學者研究出附壁風筒，經(jīng)改善將附壁風筒內的自控閥搭配除塵器共同作業(yè)，改變作業(yè)區(qū)內風流方向。為滿足供風裝置本安型需求，學者將附壁風筒改進為可與局扇配套使用的類型，局扇內葉輪旋轉形成渦流，影響風筒中風流流向，將風機與除塵器實現(xiàn)聯(lián)動作業(yè)。

③空氣幕隔塵

空氣幕的形成，可將粉塵阻隔控制并防止擴散。研究表明空氣幕隔塵不僅具有類似實體對粉塵阻擋的功能，而且對風流形成卷吸效應，稀釋排出被卷吸的污流，使粉塵被控制在迎頭附近，僅少部分粉塵脫離控制擴散至司機位置。

④水幕除塵

掘進巷道中，頂板和兩側煤壁鋪設水管，并安裝噴霧設備，水霧的形成會截斷巷道，粉塵運動至水幕時被迫沉積。通常，一道水幕的降塵效率較差，在工程作業(yè)中，掘進巷道內會鋪設多道水幕系統(tǒng)，且在水源加入化學試劑，提高捕塵效率。在掘進巷道中，通常距迎頭每50m鋪設一道凈化水幕。

⑤負壓降塵

負壓降塵，即高壓水經(jīng)極小的噴射裝置射出，與外界氣流相互作用霧化為氣、液兩相流，引射風筒的負壓將氣、固兩相吸入吸風筒，粉塵被水霧包裹，與反射板碰撞后結塊并沉積。負壓降塵捕塵凈化效果好，除塵效率高，但是設備成本高，不適于在復雜的環(huán)境中使用，配合內外噴霧使用效果更好。

⑥泡沫降塵

使用泡沫除塵時，發(fā)泡劑和水混合，通過發(fā)泡裝置作用會產生大量泡沫，泡沫覆蓋塵源起到降塵作用。與一般的除塵方式相比，泡沫除塵具有噴霧和化學降塵的優(yōu)點，配比時用水較少、降塵效率高。

⑦磁化水、電離水除塵

磁化水，即通過磁場作用使其具備磁性的水，原理為將水以一定的速度通過一定強度的磁場，受磁力影響水分子內聚力被弱化，氫鍵被改變，表面張力減弱156-51。目前，磁化水基礎理論研究與工程應用較缺乏。

⑧超聲波、超聲波霧化除塵

由于超聲波存在著較強的反射性和穿透性，能在三相中產生一系列超聲波效應。超聲波除塵裝置中的空氣受超聲波震動產生劇烈波動，空氣的震動帶動粉塵共同運動相互作用，致使粉塵顆粒相互吸附結塊，向下沉積。

超聲波霧化除塵的構成為聲波霧化噴嘴、壓縮氣管、水管等，當氣管與水管工作時，與聲波霧化器產生高頻聲波，將水滴破碎成更細的霧粒。這些粒子非常小，密度極高。同時，噴霧區(qū)的高頻震蕩，增加了細水霧顆粒與粉塵顆粒的碰撞概率，總降塵率高達90%。

⑨除塵器除塵

除塵器是作用在塵源的一種除塵技術，將除塵器設置在采掘設備上，使粉塵在塵源噴射出到被吸收所運動的時間縮短，在塵源抑制粉塵擴散，而且除塵效率高，對凈化作業(yè)空間的環(huán)境條件具有良好的效果。除塵器除塵在國外煤礦現(xiàn)場使用時間較長，效果良好。

（4）個體防護

個體防護工具主要以防塵口罩、呼吸器等為主，個體防護工具不僅形成阻隔粉塵的保護屏障，而且使用簡單，基本對生產效率無影響。目前，掘進巷道內雖有多種降塵手段，但細微粉塵長期在作業(yè)區(qū)漂浮，通過鼻腔極易進入人體，長期在此種環(huán)境下工作會引發(fā)相應疾病，個體防護不容有失。

徐州博泰礦山安全科技有限公司深耕礦井粉塵防治領域十余年，自主研發(fā)了礦用泡沫降塵技術、礦用水霧增效降塵技術等多種技術和設備，對于礦井粉塵治理有著豐富的經(jīng)驗，服務了一百多個礦井并得到一致好評。

參考文獻:

[1]王康. 快速掘進工作面粉塵分布規(guī)律及綜合防治技術研究[D].西安科技大學,2021.DOI:10.27397/d.cnki.gxaku.2021.000652.

[2]王梅.縱軸式掘進機噴霧系統(tǒng)研究[J].煤炭與化工,2017,40(8):57-59+63.

[3]詹召偉,沈建波,蔡可強.不同條件下煤層注水效果數(shù)值模擬分析[J].煤炭技術,2018,37(11):224-226.

[4]彭亞,蔣仲安,付恩琦,等.綜采工作面煤層注水防塵優(yōu)化及效果研究[J].煤炭科學技術,2018,46(1):224-230.

[5]程衛(wèi)民,楊俊磊,周剛.基于高壓氣幕技術的綜掘面封閉式除塵系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設計[J].煤礦安全,2013,44(7):14-17.

[6]裴治巧,蘇舉端.巖巷綜掘粉塵防治技術的應用[J].江西煤炭科技,2014(1):49-51.

[7]張強,韓東,張旭,等.掘進機負壓降塵裝置設計及性能分析[J].煤炭科學技術,2018,46(12):1-7.

[8]馬中飛,趙威振,靳鵬崗.降塵泡沫劑配方優(yōu)選及其在巖巷綜掘面的應用[J].中國粉體技術,2017,23(1):32-35.

[9]李綠山.淺談有效磁化水技術在煤礦井下綜合防塵等方面的應用[J].化學工程與裝備,2017(11):284-286.

[10]聶百勝,丁翠,李祥春等.磁場對礦井水表面張力影響規(guī)律的實驗研究[J].中國礦業(yè)大學學報,2013,42(1):19-23.

[11]劉志超,馬賽,宋穩(wěn)亞.磁化水噴霧除塵效率研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2016,43(2):19-21.

[12]王懷增,李修磊,丁仰衛(wèi).煤礦井下活性磁化水降塵技術應用研究[J].煤礦機械,2018,39(8):132-134.

[13]孫建華,李珺,曲征,等.超聲波霧化降煤塵性能研究[J].安全與環(huán)境學報,2016,16(6):84-88.

[14]劉偉,徐東耀,陳佐會,等.超聲波霧化脫硫除塵一體化廢氣凈化技術的研發(fā)與應用[J],環(huán)境工程,2018,36(5):94-99.

[15]張江石,劉金鋒,李曉曦,等.掘進工作面高效復合式濕式除塵器[J].煤礦安全,2017,48(11):126-129.