关键词：煤矿；粉尘浓度；综合防尘；防尘管理

摘 要：煤矿粉尘防治是保障矿山安全生产与从业人员职业健康的永恒课题，粉尘不仅会引发尘肺病等职业病，严重危害职工健康，更在一定条件下导致爆炸事故，直接威胁矿井安全。随着以人为本安全理念的深入及智能矿山建设的推进，实现粉尘从单点治理向系统防控的转型已成为行业共识与研究热点。本研究以某特大型现代化矿井煤矿为工程背景，该矿采用放顶煤开采工艺，其煤层硬度大、产尘强度高、运输环节二次扬尘问题突出，粉尘治理面临严峻挑战。

一、矿井粉尘来源分析

准确识别并科学分析粉尘来源是制定高效防尘策略的基石，由于该煤矿采用的无轨胶轮车运输、巷道沿煤层布置、放顶煤开采等工艺特性，使尘源构成相较于传统矿井更为复杂。

（一）粉尘物理与化学特性分析

粉尘的物理化学特性直接决定了其悬浮性、爆炸性及对人体危害的程度。

（二）基于生产工艺的产尘环节与时空分布解析

矿井粉尘的产生贯穿于整个生产工艺流程，主要分为原生粉尘和次生粉尘两大类。原生粉尘主要产生于采掘生产环节，综放工作面中的采煤机滚筒切割煤壁、液压支架移架以及放顶煤操作是工作面的三大核心尘源。无轨胶轮车在巷道内高速行驶时，所形成的活塞风效应以及轮胎的直接碾压与搅动，会高效地将沉积煤尘扬起，导致巷道全断面粉尘浓度急剧升高，这使得运输环节成为了一个移动的、遍布全域的二次污染源。

（三）粉尘治理的核心难点与挑战

通过对粉尘物理特性、产生环节及分布规律的深入剖析，可以看出该矿井综合防尘体系构建所面临的核心系统性问题与挑战。

二、矿井综合防尘技术体系构建与应用

综合防尘示范化矿井的建设核心在于构建一个源头抑制、过程净化、有效隔离的多层次、全流程综合防尘技术体系。该体系并非技术的简单堆砌，而是根据井下不同区域的产尘特点和治理需求，进行技术的针对性配置与系统性集成，最终形成一套协同高效的整体解决方案。

（一）运输巷道粉尘综合防治技术

运输大巷，尤其是无轨胶轮车通行频繁的主要巷道，是次生粉尘的核心产生区与扩散通道。其防治重点在于有效抑制沉积粉尘扬起并对悬浮粉尘进行快速沉降。

（1）巷壁与底板沉积粉尘清洁技术

为从源头上减少次生尘源，必须定期对巷道壁和底板进行彻底清洁。根据巷道通风、运输的特点，及巷道内粉尘的沉积情况，安排专人对井下巷道进行不定期巡检，发现积尘及时洒水或清扫除尘，防止煤尘堆积或粉尘飞扬，实现了巷道的常态化清洁作业。

（2）气流扰动区高效喷雾降尘技术

在胶轮车运行频繁的巷道区间，布置了由红外传感器、主控阀和若干超细雾化喷嘴组成的全自动控制光感应喷雾系统。当胶轮车通过传感器时，系统接收信号并即时启动，在车辆后方形成一道覆盖整个巷道断面的立体雾幕，雾滴通过碰撞、拦截、凝结等机制捕获空气中悬浮的粉尘，使其迅速增重沉降。同时可根据车辆行驶速度智能调节喷雾延时，确保在有效降尘的同时，最大限度减少巷道积水，避免影响车辆运行安全。

（二）采掘工作面粉尘高效治理技术

采掘工作面是原生粉尘的产生核心，其浓度最高、危害最大，是粉尘治理的主战场。治理策略需结合生产工艺，实施精准尘源控制。

（1）煤层预注水关键技术

煤层注水是实现粉尘源头治理的根本性技术措施，其原理是通过钻孔向煤层注入压力水，使其均匀渗透至煤体内部的微裂隙中，从而有效增加煤体水分，降低其

破碎时的产尘强度。针对本矿煤层硬度系数较大、渗透性可能较差的特点，采用了高压脉冲注水与添加高效湿润剂相结合的技术方案。

（2）采煤机尘源跟踪封闭除尘技术

针对采煤机割煤产尘量巨大的问题，在采煤机上安装负压二次降尘装置，使用高压内外喷雾。

（3）液压支架移架及放煤口自动喷雾技术

在放顶煤工作面，液压支架移架和放煤操作是仅次于采煤机割煤的重要尘源。为此，为所有液压支架配备了自动联动喷雾控制系统。

（4）掘进工作面高效通风除尘一体化技术

对于掘进工作面，采用了长压短抽通风除尘系统。该系统以压入式通风为主，为掘进头提供充足新风，同时利用一台大功率除尘风机在掘进机司机位置前方形成一道吸尘屏障，将含尘空气通过风筒吸入并净化，净化后的清洁空气再排入巷道。

（三）个体防护与辅助降尘技术

在采取全面技术措施的基础上，为接触高浓度粉尘的关键岗位人员，配备符合国家标准的高效防尘口罩，作为保障职工健康的最后一道防线。

（四）技术体系的集成与智能联动

该矿防尘技术体系中应用了多项先进除尘技术的同时通过中央智能管控平台将独立的技术单元集成一个有机整体。

三、矿井综合防尘管理举措优化

先进的技术体系仅为综合防尘提供了硬件基础，而其效能能否持续发挥，则高度依赖于科学、严谨的管理体系作为软件保障。

（一）组织架构优化与责任体系重构

建立从矿领导到专业科室到基层单位的矿井综合防尘齐抓共管责任制，明确综合防尘任务和责任，打破了部门壁垒，实现了跨部门的协同决策与资源整合。

（二）制度与流程的标准化与精细化建设

依托于优化的组织架构，本项目系统性地完善了综合防尘的管理制度体系，实现从人治到法治的转变。

（三）考核激励机制的创新与闭环管理

为确保管理制度和责任体系能够有效落地，构建以绩效为导向的考核激励机制。该机制将综合防尘成效与各区队、各部门乃至个人的经济利益和评优评先直接挂钩。

（四）人员培训与安全文化塑造

技术的应用和制度的执行最终依赖于人。该矿高度重视防尘知识与技能的培训工作。定期组织相关员工进行培训，内容不仅涵盖防尘设备的具体操作、故障识别与简单维修，更着重讲解粉尘的危害、防治原理及管理制度流程，旨在提升全员的防尘意识和执行力。

结束语

运输引发的二次扬尘与放顶煤开采工艺产生的高强度原生粉尘，共同构成了特大型现代化矿井粉尘治理的核心挑战，其粉尘分布具有时空上的动态性与全域化特征，传统单一治理模式效果有限。基于尘源特性制定的，融合了高压脉冲煤层注水技术、巷道光感应喷雾除尘、采煤机尘源跟踪喷雾及通风除尘一体化的多层次技术体系，实现了从源头显著降低采掘作业的产尘强度，是实现粉尘高效抑制的关键，该技术组合能够将井下产尘点降尘率稳定提升至 95% 以上，进风流粉尘浓度降低 90% ，有效杜绝煤尘堆积。技术效能的最大化释放依赖于与之相匹配的精细化管理系统，通过构建权责明晰的组织架构、标准化的制度流程及绩效导向的考核激励机制，可形成驱动综合防尘工作持续改进的闭环，是实现粉尘治理长效化的根本保障。技术与管理深度融合的一体化系统模型，是解决矿井粉尘问题的有效范式，实践表明，该系统具有显著的社会经济效益和广泛的行业推广价值，为同类矿井的粉尘治理提供了经过验证的完整解决方案。

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