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煤炭行业标准《综采工作面综合防尘技术规范》编制说明标准编制单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司二〇二〇年一月1任务来源煤炭行业标准《综采工作面综合防尘技术规范》是国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局在2012年下达的工作任务——《关于下达2012年煤炭行业标准制修订项目计划的通知（安监总煤装[2012]35号）》，计划项目编号是2012-MT-06，由中国煤炭工业协会提出，由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口，并由中煤科工集团重庆研究院有限公司、陕西陕煤陕北矿业有限公司和阳泉煤业（集团）有限责任公司共同承担制定工作。2标准制定的必要性综采工作面（以下简称综采面）是煤矿井下粉尘污染最严重的作业区域，随着我国煤矿机械化水平和煤炭产量的不断提高，其危害更是急剧加深，进而造成绝大多数综采面的粉尘浓度远超国家相关标准的规定，部分高瓦斯矿井综采面的粉尘浓度甚至达到5000mg/m3以上，严重威胁着综采面作业人员的身心健康。有关数据显示，我国煤矿综采面尘肺病例约占煤矿总尘肺病例的40%，且呈逐年上升的趋势。综采面产尘工序多样、复杂，尘源主要包括采煤机滚筒割煤、液压支架移架落煤、放煤口放煤，还有转载点落煤、破碎机破碎等。对应的粉尘防治措施也具多样性，包括煤层注水、采煤机内外喷雾、液压支架喷雾、放煤口喷雾、破碎机转载点喷雾、进回风巷风流净化等。但由于我国幅员辽阔，煤矿综采面开采煤层理化性质、生产工艺、机械化程度、通风条件差异性较大，致使煤矿企业很难掌握各项技术措施的关键，粉尘治理效果并不理想。随着我国经济实力的增强和以人为本科学发展观的深入认知，个人的自我保护意识也在不断增强，党和国家已十分重视职业危害工作，先后制定和颁布了《中华人民共和国矿山安全法》和《中华人民共和国职业病防治法》等一系列的法律法规，并成立了相关的机构来进行监督。但目前我国还没有一部针对煤矿井下综采面粉尘防治的行业技术规范，国外也未查阅到对应的技术标准。通过编制《综采工作面综合防尘技术规范》，对煤矿综采工作面粉尘综合防治技术的总体要求、粉尘治理、粉尘检测、个体防护及预防和隔绝煤尘爆炸等技术方法进行了规定，对综采面各项粉尘治理措施的降尘效率、技术途径、关键工艺参数等作了具体的要求，对于提高我国综采面粉尘防治的整体效果、保护工作人员身体健康等都有具有极其重要的促进作用。3主要工作过程2012年4月，由中煤科工集团重庆研究院牵头召开了标准编写工作会议，成立了标准编制课题组。根据标准编制要求，课题组确定了标准制定原则，明确了各种分工，制订了工作计划。2012年5月至12月，课题组按照工作计划，开展了国内外资料的检索，进行了大量的相关资料收集，查阅了国内外煤炭行业、劳动保护行业，职业卫生管理以及粉尘个体呼吸防护方面的标准及技术概况，并进行了大量的试验验证。并在此期间先后到山西，四川、辽宁，重庆，内蒙古等省、自治区、直辖市的煤矿进行现场调研，对一些技术关键或有争议之处进行了讨论和分析，于2012年12月完成了标准的《工作组讨论稿》。2013年1月至9月，课题组对《工作组讨论稿》进行内部讨论、修改完善，同时邀请国内煤炭行业管理、职业危害防治、相关行业专家就《工作组讨论稿》进行讨论，并根据专家意见进行修改，形成标准《征求意见稿》。2013年10月，将《征求意见稿》向国家煤矿安全监察局规划科技司、安全监察司、事故调查司、安全基础管理指导司、科技装备司、重庆煤监局、内蒙古煤监局、新疆煤监局、煤科院沈阳研究院、兖州煤业股份有限公司、西山煤电集团、重庆大学、晋城煤业集团、阳泉煤业集团有限公司、国家煤矿安全技术工程中心等21家单位发送了《征求意见稿》，广泛征求意见。截止2014年2月，收到回函的单位数12个，回函并有建议或意见的单位数8个，没有回函的单位数9个。2014年6月底，根据收集的回复意见，经起草小组讨论、修改和完善，形成标准《送审稿》。2014年3月至2018年3月，在上述工作的基础上，持续跟踪调研国内综采工作面防尘现状、防尘技术、防尘装备及其工程应用效果。根据近年来国内外最新的研究成果、技术及装备的成熟度及工程经验等，组织专家讨论，补充征求意见，并对《送审稿》进行了进一步改进和完善。2018年4月，起草人按《强制性标准整合精简结论》对引用标准进行了对照和修改，将主要条款内容与新颁布的《煤矿安全规程》进行了对比，确保内容协调一致。2019年5月18日，煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会粉尘防治及设备分会在重庆组织召开了《综采工作面综合防尘技术规范》标准审查会议，来自全国科研院所、高校、煤矿企业及标准管理单位的16名代表及委员参加了会议，会议对标准送审稿进行了修改和完善。修订小组根据会议的要求，对标准的送审稿进行了修改和完善，形成了标准的报批稿。2020年1月3日，中国煤炭工业协会在北京组织专家召开《煤炭行业报批标准审查会》，对标准报批稿进行了审查，标准起草小组根据会议的要求，对标准的报批稿进行了修改和完善。本标准主要起草人：张设计、迟宝锁、马威、张吉林、胥奎、王建文、袁地镜、牛虎明、陈芳、谢俊生、杨俊磊、庄学安、杨桐、冉川、黎志、吴国友、刘海辰4指导原则及主要技术依据《综采工作面综合防尘技术规范》的编写严格遵循了基础性、全面性及先进性的基本原则，保证标准的先进性、实用性和时效性。并根据GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构与编写》的要求编写的。主要参考引用文件如下：GBZ159工作场所空气中有害物质监测的采样规范GBZ/T192.1工作场所空气中粉尘测定第1部分总粉尘浓度GBZ/T192.2工作场所空气中粉尘测定第2部分呼吸性粉尘浓度GBZ/T192.4工作场所空气中粉尘测定第4部分游离二氧化硅含量GB2626呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器GB/T20966煤矿粉尘粒度分布测定方法AQ1020煤矿井下粉尘综合防治技术规范AQ1021煤矿采掘工作面高压喷雾降尘技术规范AQ1051煤矿职业安全卫生个体防护用品配备标准MT/T159矿用除尘器通用技术条件MT/T161滤尘送风式防尘口罩通用技术条件MT/T240煤矿降尘用喷嘴通用技术条件MT/T501长钻孔煤层注水方法MT/T1023煤层注水可注性鉴定方法5主要内容及相关条款说明5.1范围根据GB/T1.1的要求，范围明确表明了标准的对象和所涉及的方面，指明了标准的适用范围。本标准规定了煤矿综采工作面（以下简称综采面）粉尘综合防治技术的总体要求、粉尘治理、粉尘检测、个体防护及预防和隔绝煤尘爆炸等技术方法。本标准适用于煤矿井下综采面粉尘的综合防治。5.2规范性引用文件按照GB/T1.1的要求，采用了固定的文字格式，“下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。”列举了本准标在编制过程中所引用到的现行有效的标准，其中GB标准6项、AQ标准3项、MT标准5项。5.3术语和定义3.1条：定义术语“湿润半径”，即采取煤层注水后，以注水钻孔为中心周围煤体的水分增加1%的界限，它是煤层注水措施中确定钻孔间距最主要的一个技术参数。可将煤体视为均匀的多孔介质，若针对某一钻孔进行注水，在垂直于钻孔方向，煤体的湿润范围可近似认为是一个以钻孔为中心的圆形，且随着与钻孔之间距离的增加，煤体水分增量连续降低。国内研究资料表明，对任何煤层或任一特定开采煤层而言，煤的水分含量与煤的产尘能力总体上呈负相关关系，即随煤的水分含量增高，煤的产尘能力降低，或者说，煤的湿润效果愈好，其产尘能力愈小；反之，煤的湿润效果愈差，其产尘能力愈大。此外，当煤的水分含量达到其饱和含水率时，产尘能力最低。大量实验表明，当煤体水分增量达到1%时，就可以有较好的防尘效果。根据有关资料，吨煤注水量10～12L，降尘效率为30～50％，吨煤注水量30～40L，降尘效率为70～80％。理论和实验研究表明，要使煤层注水防尘措施达到一定的防尘效果，则煤在自然水分条件下的最高产尘能力与饱和水分条件下的最低产尘能力之差这一部分的降低率应不小于70%，而对应的煤水分增量平均为0.98%。因此，为确保注水后煤体水分增量和注水降尘的效果，将以注水钻孔为中心周围煤体的水分增加1%的界限定义为湿润半径。3.2条：定义术语“长钻孔煤层注水”，即在长壁采煤工作面进回风巷或者只在进风巷或回风巷沿煤层打钻孔，且通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中，使煤体得到湿润。该术语是从MT/T501长钻孔煤层注水方法中直接引用，具体是指从综采面运输巷道或回风巷道向煤层中打孔，或双向打孔，且在原始应力区煤体中采取静压、动压或动、静压结合的注水方式。它是目前国内外综采工作面最常用的一种煤层注水方式。3.3条：定义术语“短钻孔煤层注水”，即在长壁采煤工作面垂直于煤壁沿煤层打钻孔，且通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中，使煤体得到湿润。该术语的定义是参考MT/T501长钻孔煤层注水方法中“长钻孔煤层注水”，结合段钻孔注水的工艺，具体是指垂直综采面煤壁或与节理面斜交打钻孔，在煤体中采取静压或动压注水的方式。它也是目前国内外较为常用的一种煤层注水方式，但受生产的影响，注水时间一般较短。5.4总体要求4.1条：煤矿井下通风方式、采煤工艺和生产运输设备对产尘强度的影响较大，其中生产工艺是最为重要的影响因素，生产工艺的选择是决定井下粉尘浓度能否达到国家相关标准规定要求的关键。从生产工艺上着手防尘是国外煤矿防尘的重要理念，美国甚至有矿井综采面采用单向割煤工艺，进而避免了作业人员进入采煤机下风侧。4.2条：规定了综采面除应采取煤层注水措施外，还应针对不同尘源点采取相应的治理措施，而规定粉尘监测的主要目的是为了便于对治理的效果进行持续的考察，为措施的改进完善、煤矿企业及监管单位的管理提供依据。4.4条：除规定了防尘设备自身的安全性，还进一步强调防尘设备完好的重要性。煤矿生产作业的特殊性使得生产队组重生产、轻防尘的现象较为突出，为避免巨额投入的浪费，要求防尘设备必须经常性地检修维护，才能保证持续的降尘效果。5.5粉尘治理为保证综采面的综合防尘效果，促进煤矿企业主动采取措施治理各尘源点的粉尘，通过对国内外相关文献的查阅，结合国内的工程实践，规定了综采面采取煤层注水措施及综采面主要产尘装备采取防尘措施后的最低降尘效率要求。对于判定为可注性的煤层，通过采取合理煤层注水工艺措施，应能使综采面采煤机司机处总粉尘和呼吸尘分别降低50%以上；对于采煤机这一主要尘源，目前通过采取内喷雾及采煤机二次负压降尘、采煤机高压喷雾降尘、采煤机尘源跟踪喷雾降尘、采煤机含尘气流控制及净化等技术措施后，可使采煤机尘源的粉尘大幅降低，排除支架产尘的影响，完全可以使采煤机司机处总粉尘和呼吸尘分别降低90%和75%以上；对于液压支架降架、移架和放煤过程的产尘问题，可通过采取喷雾降尘措施、控制粉尘扩散、负压除尘等措施，排除采煤机产尘的影响，可使支架工操作处的总粉尘和呼吸尘分别降低75%和60%以上；对于破碎机和运输转载时产生的粉尘，采用目前成熟的密闭措施、除尘器抽尘净化措施及喷雾降尘措施，如“微雾”、“干雾”、“压气喷雾”、“超声雾化”等技术措施，完全可以将破碎机和运输转载时产生的总粉尘和呼吸尘降低95%和85%以上。此外，对其他产尘源也规定了应采取的防尘措施。5.1.1条：现阶段煤层注水和喷雾仍然是综采面最主要的防尘措施，完好的防尘供水系统、充足的防尘供水量、一定的供水压力是保证防尘系统正常使用和保障粉尘治理效果的根本。虽然矿井在建设阶段都安设了能够满足要求的供水管路及设施，但也有部分矿井，特别是地处干旱地区的矿井，由于水源供给不稳定，无法满足正常防尘用水需求。目前综采面需用水降尘的措施主要有煤层注水、采煤机喷雾、支架喷雾、破碎机喷雾、转载喷雾、进风巷和回风巷风流净化等。根据工程经验，我国多数综采面进行煤层注水的用水量约为40L/min，使用采煤机外喷雾的用水量约为70L/min（左右两个滚筒各布置5个喷嘴，单个喷嘴流量7L/min），使用支架喷雾