学文网摘 要：矿产资源开采在人类进化发展过程中起到了不可忽视的重要作用，井下开采环境也越来越受到外界关注，如何有效改善作业面空气质量是矿山工程技术人员不断探索的课题。文章阐述了改善作业面空气质量的重要性，陈述作业面空气质量的现状，分析了影响作业面空气质量的主要因素，提出了改善作业面空气质量的具体措施。
关键词：非煤矿山；作业面；空气质量
中***分类号：TD77 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）29-0175-02
随着我国国民经济的快速发展，对矿产品的需要日益增长，矿山开采规模也越来越大，从最初的人工开挖到现代化大型机械设备开采，矿山作业面空气质量严重下降，如何有效改善作业面空气质量成为了矿山工程技术人员不断探索的课题。
青菜冲矿位于贵州省贵阳市开阳县金钟镇金华村境内，属于地下非煤矿山，年采磷矿石达到80万t。随着矿山浅部矿床开采完毕，矿山主要开拓及采准巷道已进入深部地带，每年开采量逐渐增加，普遍应用大型无轨设备，安全系数大大提高，但也带来新的问题：通风困难，矿山作业面空气质量较差，容易导致作业人员中毒窒息。本次提出了改善作业面空气质量的具体措施，为矿山巷道掘进提供了安全保障。
1 改善作业面空气质量的重要性
作业面空气质量的好坏，体现了一座矿山开采的技术水平和对作业人员身体健康的重视程度。现代医学研究表明，人在饥饿状态下的生命极限最多7 d，但大脑只能缺氧6 min，随后就会造成脑死亡。在空气质量好的环境下工作，才有利于降低从业人员患职业病的风险，提高工作效率。作业面存在着大量的有毒、有害气体，充斥着游离二氧化硅粉尘，作为一线从业人员我们有80%以上的时间呆在作业面这样的作业环境，就不仅仅是提高生活质量的问题了，而且是会不会造成伤害，会不会危害人们的身体健康的问题了。
所以不管是采用系统通风，还是采用先进开采技术方法，这对于我们来讲都是迫在眉睫的，改善作业面空气质量的好坏直接关系到我们呼吸健康的好坏。
2 作业面空气质量的现状及影响作业面空气质量的
主要因素
作业面指的是在对非煤矿山的施工过程当中，把施工现场的工作分成某几个施工段，这样在每个施工段相对应的就有个施工工作面，包括垂直和平面的作业面。
通过对青菜冲矿作业面空气质量所出现的问题进行研究后发现，磷矿石的开采结合了大型无轨设备运输及爆破作业过程。大型铲运机及车辆运输设备大大提高了开采效率，同时也带来了新的问题，大多数铲运机及车辆尾气排放不达标，并且柴油一般很难一次完全燃烧，不完全燃烧回生成CO，CO会和排气中的NO发生化学反应生C+NO2，所以产生了大量黑烟。开采过程中需要使用炸药进行爆破作业，爆破时会产生大量的炮烟，炮烟中含有有毒有害气体及粉尘，这些气体及粉尘的危害性极大。矿山虽然采用了机械通风和压风系统等技术，但并没有达到规范所要求的标准，使得通风系统仍然存在一些或大或小的问题，从而造成作业面的空气质量不高。
由此看来，青菜冲矿作业面的空气质量仍然让人担忧，所以必须采取必要的措施来阻止危险情况的发生。我们针对通风系统及采掘工艺中所出现的问题，进行针对性的解决。
3 改善作业面空气质量的方法措施
通过对作业面空气质量的现状分析及影响作业面空气质量的主要因素的掌握，针对性的进行研究探索，提出了以下方法措施：
3.1 矿井系统通风
依靠通风动力将定量的新鲜空气沿着井巷网络输送到采矿工作面、掘进工作面、硐室和其他用风地点，满足这些地区的作业环境和安全要求；同时将用过的污浊空气排出地面。系统通风的目的是：供给矿井新鲜风量，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性气体和粉尘，保证井下风流的质量和数量符合国家安全卫士标准，形成良好的工作环境，防止各种伤害事故，保障从业人员的身体健康和生命安全。青菜冲矿目前的通风系统主要以中央进风，两翼回风方式，890分层作为主要回风巷道，940至840分层中央专用进风井和1#盘区南风井已经投入使用，北风井正在建设中，通风系统建设完成后，基本能够满足系统性通风要求。
3.2 减少柴油类机动设备
柴油类机动设备的使用使得开采的效率大大提高，采矿量逐年递增，具备机动性强，高效率等优点。但同时因为柴油机本身的缺点，产生了大量的油烟，影响了空气质量。随着电动设备的使用及胶带运输系统的建设，极大地减少了柴油类机动设备的使用，降低了油烟含量。现有的电动设备机动性不强，特别是电动铲运机，只有单一的电力驱动，无柴油驱动装置，机动性较差，更换作业面是非常不方便，且运输距离有限，所以极大地限制了电动铲运机的使用。如果使用电力与柴油双动力铲运机或在一定距离固定安装一台电动铲运机电源柜，将大大提高电动铲运机的使用效率。
胶带运输具备输送能力大、运输距离长等特点，胶带运输系统的使用能够有效减少柴油类机动设备的数量。现目前还在试运行阶段，还没有形成规模。
溜井的使用能避免车辆直接进入采掘工作面，减少污染源。在青菜冲矿820中段北1#盘区下磷850、840分层进行开拓作业时，利用电动铲运机与溜井运输联合方式进行排渣作业，杜绝了柴油机类机动设备进入开拓作业面，大大改善了作业面的空气质量。
3.3 局部扇风机通风
3.3.1 通风方式
在掘进工作面，局部扇风机必须配合专用风筒才能把新鲜空气送入工作面，并排出废空气。根据局扇及风筒的布置形式，通风方式可以分为压入式、抽出式及混合式。
短距离（200 m以内）的独头掘进作业大多使用压入式通风为主。相邻作业面，掘进距离较短（100 m以内）的，可以采用共用一台风机进行通风，以降低线路负荷，降低成本。
长距离（200 m以上）的独头掘进作业，可以使用混合式通风，也可以使用串联压入式通风。例如青菜冲矿860中段3#盘区880分层平巷N，由于独头掘进大于200 m，且巷道弯道较多，现目前使用的局部通风机功率为2×15 kW，无法满足通风要求，通过安装两台风机串联，第一台安装在进风口，第二台安装在分层平巷180 m处，使得作业面通风满足要求，空气质量得到改善。这样的通风方式得到了推广，在大于200 m的独头掘进作业面普遍应用。
3.3.2 安装局扇必须注意的问题
①克服工作面的串联风流口在布置通风方式时，应避免工作面间串联风流，各作业面的废风应直接排往回风道。
②克服漏风。漏风是影响局扇通风的一个很重要的因素，在现场往往被人们忽视，从而使通风效果很差，在掘进过程中，炮崩、车辆碰撞等原因，经常引起风筒破损漏风。遇到这种情况必须及时补漏。所以，加强了风筒的日常巡查、监管，发现漏点后及时修复，漏点较多或较大无法修复的风筒，及时更换。
③克服风阻。每一台风机的功率是有限的，要提高通风效率，风筒的安装情况非常关键，巷道墙帮平直程度不一致，安装风筒时要根据现场实际情况，风筒要安装平直、无挤压，转弯平滑，最大限度降低风阻。
3.4 炮烟消除技术措施
采掘作业过程中，需要使用炸药进行爆破作业，爆破时会产生大量的炮烟，炮烟中含有有毒有害气体，这些气体的危害性极大。当人体吸进一定量的有毒气体之后，轻则引起头痛、心悸、呕吐、四肢无力、昏厥，重则使人发生痉挛、呼吸停顿，甚至死亡。减少或消除炸药爆破中炮烟有毒气体的产生，是防止炮烟的根本措施，具体措施包括以下方面。
3.4.1 优选炸药品种
炸药的品种决定了产生有毒有害气体的数量，应根据矿山实际采掘情况，选择合适的炸药品种。如井巷工作面存在积水时，应选用抗水型炸药，防止因炸药受潮影响爆炸稳定传播，从而产生大量有毒气体。青菜冲矿采掘巷道作业多采用凿岩机进行打眼作业，使用的炸药为岩石***化炸药，炸药尺寸的大小对爆破的效果也有影响。如采用45 mm的钎头，根据现目前统计的情况显示，使用35 mm的***化炸药比使用32 mm的***化炸药爆破效果好。
3.4.2 采用水炮泥
掘进作业面爆破作业多采用泥土封装炮孔，封装时比较耗时，对减少炮烟中有毒有害气体的作用不明显。用水炮泥代替泥土，炮烟中的CO2、CO、NO2等含量均可大大降低。水炮泥中添加抑制剂，选择使用在1%碱液中添加二氧化锰（MnO2）成为胶质悬浮物的液体，装在聚乙烯袋中用作炮泥，能显著降低炮烟中的有毒气体。
3.4.3 选用中和剂
①在爆破后的工作面巷道中，用压缩机把0.5%MnOH溶液喷雾或20号筛孔的熟石灰喷射，以消除NO2。
②采用带空气过滤器的气体净化装置，过滤器中装有粒度为3 mm的霍加拉特（主要成分为MnO2、CuO）及粒度为3-5 mm的碱石灰，放到工作面开动风机，使炮烟中的CO与过滤器李的化学药剂作用生产CO2而被吸收。
3.5 喷雾除尘装置
爆破作业后作业面会产生大量的粉尘，悬浮在空气中，特别是游离二氧化硅，会导致从业人员患上矽肺病。采用喷雾除尘装置，能有效降低作业面粉尘含量。喷雾除尘装置主要是通过井巷风水串联方式，用高压风作为喷雾动力，强行将水喷雾，散布在作业面，降低粉尘含量。
4 结 论
作业面空气质量好坏直接关系到从业人员的身体健康，体现了一座矿山现代化的程度。本文通过分析非煤矿山作业面空气质量现状和影响作业面空气质量的主要因素，针对性的提出了改善作业面空气质量的具体措施。通过一系列措施的研究与应用，作业面空气质量得到了较大改善。
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