CN104093934A - 评估采矿中粉尘控制的方法 - Google Patents
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Abstract
一种评估用于降低矿井中一个或多个位置(201-213)的粉尘的粉尘控制的有效性的方法,所述方法包括步骤:在每个位置(201-213)安装(301)一个测尘器;在所述粉尘控制关闭的情况下进行时长为一个控制停用时间段的矿石开采(302);考虑了一个或多个测尘器在控制停用时间段测量的粉尘量,确定一控制停用粉尘水平(303);在启用所述粉尘控制的情况下进行时长为一个控制启用时间段的矿石开采(304);考虑了一个或多个测尘器在控制启用时间段测量的粉尘量,确定一控制启用粉尘水平(305);对比所述控制启用粉尘水平和所述控制停用粉尘水平(306)。
Description
技术领域
本发明涉及采矿中的粉尘控制,尤其是但不限制于在地下长壁采煤时的粉尘控制。
背景技术
几个世纪以来,职业卫生已成为采矿业的一个组成部分。然而,随着机械化的发展,其重要性也在增长。
现在的法定测量机制确定了人员在采矿工班中于工作面上的暴露水平,这使我们了解这些工作人员将受尘的点滴情况。虽然这个测量过程清楚地确定了累积暴露水平,但它没有给矿业经营方任何关于粉尘在何处产生、产生了多少粉尘或者已安装的控制装置减轻粉尘产生的效率如何的提示。进一步地,粉尘产生的多少根据采矿条件可有很大的不同。
因此,需要提供一种用于评估粉尘控制效率的改进方法。
发明内容
根据本发明一个广泛的方面,提供了一种评估用于降低矿井中一个或多个位置的粉尘的粉尘控制的有效性的方法。本方法包括步骤:
在每个位置安装一个测尘器;
在所述粉尘控制关闭的情况下进行时长为一个控制停用时间段的矿石开采;
考虑了一个或多个测尘器在控制停用时间段测量的粉尘量,确定一控制停用粉尘水平;
在启用所述粉尘控制的情况下进行时长为一个控制启用时间段的矿石开采;
考虑了一个或多个测尘器在控制启用时间段测量的粉尘量,确定一控制启用粉尘水平;以及
对比所述控制启用粉尘水平和所述控制停用粉尘水平。
在一实施例中,本方法还进一步包括步骤:
测量在所述控制停用时间段开采的矿石量;以及
测量在所述控制启用时间段开采的矿石量;
其中在所述确定所述控制停用粉尘水平和控制启用粉尘水平的步骤中分别考虑了在这两个时间段测量到的开采的矿石量。
在另一实施例中,所述控制启用时间段自所述控制启用时间段的开始到开采了一定量的矿石终止;所述控制停用时间段从所述控制停用时间段的开始到开采了相同或相似重量的矿石终止。
在一种实施例中,所述控制启用时间段包括采矿周期的某一部分或若干采矿周期;所述控制停用时间段包括同样的采矿周期的某一部分或同样数量的若干采矿周期。
在一种实施例中,所述确定的粉尘水平等于或其函数为分别在这两个时间段测量到的粉尘量除以开采的矿石量。
在一种实施例中,所述对比的步骤包括计算和记录以绝对值或百分比值表示的粉尘控制效率,通过该绝对值或百分比值来看,与所述控制停用粉尘水平对比,所述控制启用粉尘水平有改变。
在一种实施例中,矿井是指煤矿,矿石是指煤。煤矿是地下长壁煤矿。粉尘是呼吸性粉尘或可吸入粉尘。
在一种实施例中,所述控制启用时间段和所述控制停用时间段实质上短于一整个工班,并且可能包括一个或多个采矿周期。
权利要求书中的术语“粉尘控制”包括一个单独的粉尘控制设备,例如喷雾装置,或者是由一组单独的粉尘控制设备组合而成。
附图说明
图1为长壁煤矿的功能图。
图2为长壁和相关设备的立体图。
图3为一实施例中具有多个粉尘采集地点的长壁矿井图。
图4为本发明一实施例中的方法步骤框图。
具体实施方式
现在将描述本发明的一个实施例。
首先参考图1和图2,以下将描述本发明的一个应用于长壁煤矿的实施例。
该煤矿包括一个被称为长壁20的煤矿工作面,该长壁20开采下顺槽90与上顺槽91之间的煤层10。采煤机30从长壁20上挖煤,这些被挖下来的煤被运输至分段转载机/破碎机60,并沿着下顺槽90上的输送带70将破碎的煤块运出矿井。通风空气从外面被吹入下顺槽90,经过长壁20,形成浑浊空气沿上顺槽91从矿井吹出。包含液压垛式支架40的推移顶板保护着沿着长壁的工作人员免受塌陷的表土的危害。随着长壁的推进,支架40也跟着向前移动,在表土下面留下一作为“采空区”50的没有支撑的凹腔,采空区会很快垮落。
长壁工作人员被暴露在由多种粉尘发生源产生的有害粉尘中,粉尘发生源包括操作采煤机30、沿着下顺槽90的通风入口、输送带70入口、分段转载机/破碎机60、前移垛式支架40、以及来自倒塌的采空区50或采空区50超压的粉尘,采煤机30前的长壁工作面破裂。
用于减轻粉尘的适当的粉尘控制策略总所周知,且不同矿井之间所采用的策略不同,每个独特的矿井有一个仅对特定的采矿操作有效的粉尘缓解装备。例如,典型的独立粉尘控制包括各种在粉尘产生的地方喷水的喷雾设备。
澳大利亚的地下煤矿产业已经采用法定的粉尘测量,该法定粉尘测量是由SIMTARS(Safety in Mines Testing & Research Station,澳大利亚昆士兰矿业安全检测和研究中心)和采矿服务组织根据针对呼吸性尺寸粉尘颗粒的澳大利亚标准AS 2985和针对可吸入尺寸粉尘颗粒的AS 3640实施的。至今为止,现有技术中,多数的粉尘采样是在一整个工班期间采用旋风分离法和收集一定尺寸的颗粒物来称重量。
在本实施例中,采用的是传统类型的测尘器,并按照澳大利亚标准的说明进行操作。AS2985和AS3640清楚地定义了用于确定在煤矿中的个人暴露水平的步骤。在本实施例中采用同样的设备来收集长壁上的各个单独的粉尘产生源的粉尘负荷,以保证所收集的数据的一致性、数据分析的可靠性,该设备可以在地下煤矿中使用。
AS2985的6.1章节——“工作环境——呼吸性粉尘的采样和重量测定方法”规定采样系统的基本特征包括一个过滤器(用于收集样品)和一个用于使空气通过过滤器的泵。过滤器应固定在一个固定器中,以防止空气沿过滤器的边缘泄露。过滤器的前面还设置一个尺寸选择采样器。
根据AS3640的6.1章节——“工作环境——可吸入粉尘的采样和重量测定方法”,采样系统的基本特征包括一个可吸入粉尘采样设备(包括一个用于收集样品的过滤器)和一个用于牵引空气经过可吸入粉尘采样设备的泵。过滤器被固定在该设备中,所采用的方式使其防止空气从过滤器的边缘泄露出去。
现参考图3和图4,在本发明方法的步骤301中,本实施例的测尘器的安装位置包括如图中数字所表示的位置:最近开凿联巷201、输送带巷202、梁分段式转载机 203、沿着垛式支架间隔排列的点204-210、上顺槽端头架211、下顺槽垂直槽截煤机操作者212以及上顺槽垂直槽截煤机操作者213。独立监控器和检测头可用于分别测量可吸入粉尘和呼吸性粉尘。
在本方法的步骤302中,在矿井粉尘控制关闭的状态下进行一个控制停用时间段的矿石(煤)开采。被考虑的相关的粉尘控制可以是一个单独的独立控制,或者是多个一起停用的独立控制的组合。在实践中,将所有的独立粉尘控制移除会带来安全隐患。例如,出于安全原因,同时关闭所有采煤机上的独立控制是不明智的。控制停用时间段适宜地是一个单独的采矿周期:在采煤机仅在矿井中单方向运行的情况下,采矿周期从采煤机在长壁的一端开始挖煤为开始,以采煤机到达长壁的另一端为终止;在采煤机在矿井中同时在双方向上运行的情况下,采矿周期以采煤机回到它本身的起点为终止。通常在一个工班中包括了很多个采矿周期,因此采矿周期实质上小于一个工班。
有利的是,能够通过记录或监测在输送带或者其他地方的台秤来测量在控制停用时间段中开采的矿石(煤)总量。
在本方法的步骤303中,考虑了由一个或多个测尘器在控制停用时间段测量的粉尘量,确定了一控制停用粉尘水平。在本实施例中,控制停用粉尘水平的确定还考虑了在控制停用时间段开采的矿石量。具体地,粉尘量(以毫克为单位)除以开采的矿石量(以吨为单位)得到粉尘水平(以毫克/吨为单位)。由于所产生的粉尘量与所开采的矿石量通常是成比例的,因此,这个数据用于作对比更具有代表性。
在本方法的步骤304中,粉尘控制被重新启动,在一个控制启用时间段开采矿石,当然,测尘器的可呼吸性颗粒检测头和可吸入性颗粒检测头已改换。优选地,在控制停用步骤之后紧接着或立刻执行步骤304,因此可以利用相似的采矿条件。在本实施例中,采用与控制停用时间段相同的数量的采矿周期来定义控制启用时间段。而且,台秤也用来测量控制启用时间段所开采的矿石(煤)量。
在本方法的步骤 305中,考虑了由一个或多个测尘器在控制启用时间段测量的粉尘量,确定了一控制启用粉尘水平。在本实施例中,控制启用粉尘水平的确定还考虑了在控制启用时间段开采的矿石量。与步骤303一样地,粉尘量除以开采的矿石量得到粉尘水平(以毫克/吨为单位)。
在本方法的步骤306中,将控制启用粉尘水平与控制停用粉尘水平进行对比。在本实施例中,通过计算和记录以绝对值或百分比值表示的粉尘控制效率来进行比较,通过该绝对值或百分比值来看,与控制停用粉尘水平对比,控制启用粉尘水平有改变(有望降低)。
通过系统地对比无粉尘控制与有粉尘控制时产生的粉尘水平,本发明方法使改善粉尘控制效率的评估成为可能,因此,促进了改进的控制装置的设计和测试,以进一步地降低采矿工作者在危险灰尘中的暴露程度。
本领域的技术人员还将理解,在不超出本发明的范围的情况下还能够对本发明进行许多改变。
例如,虽然在本实施例中描述的控制启用时间段和控制停用时间段是单独的采矿周期,并且粉尘水平是根据每一时间段中的开采量进行归一化处理的,在其他实施例中,控制启用时间段和控制停用时间段可以是以开采了一定总量的矿石为终止的,其中矿石总量由台秤测量得出。在这样的情况下,每一单独时间段的实际粉尘总量就可以用来进行可靠地对比,而不需要除以该时间段的开采量。进一步地,虽然所述的本实施例应用于煤矿,本发明可扩展应用于所有开采形式。
本发明所阐述的方法步骤不应被解释为一定要按所描述的那样顺序执行或是按特定的序列执行。
在之后的权利要求以及本发明之前的描述中,除非上下文需要,否则,由于语言表达或必要的含义,文字“comprise(包括)”或其变形,比如“comprises(包括)”或 “comprising(包括)”用于表达包容的意义,即为了详细说明所述提及的特征的存在而不是本发明的各种实施例的全部特征。
可以理解地,如果本文提及了任何在先技术,这种提及并非是承认所述这些公开构成本领域公知常识的一部分,在澳大利亚或者其他任何国家。
Claims (12)
1.一种评估用于降低矿井中一个或多个位置的粉尘的粉尘控制的有效性的方法,所述方法包括步骤:
在每个位置安装一个测尘器;
在所述粉尘控制关闭的情况下进行时长为一个控制停用时间段的矿石开采;
考虑了一个或多个测尘器在控制停用时间段测量的粉尘量,确定一控制停用粉尘水平;
在启用所述粉尘控制的情况下进行时长为一个控制启用时间段的矿石开采;
考虑了一个或多个测尘器在控制启用时间段测量的粉尘量,确定一控制启用粉尘水平;以及
对比所述控制启用粉尘水平和所述控制停用粉尘水平。
2. 根据权利要求1所述的方法,还包括步骤:
测量在所述控制停用时间段开采的矿石量;以及
测量在所述控制启用时间段开采的矿石量;
其中在所述确定所述控制停用粉尘水平和控制启用粉尘水平的步骤中分别考虑了在这两个时间段测量到的开采的矿石量。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述控制启用时间段自所述控制启用时间段的开始到开采了一定量的矿石终止;所述控制停用时间段从所述控制停用时间段的开始到开采了相同或相似重量的矿石终止。
4. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述控制启用时间段包括采矿周期的某一部分或若干采矿周期;所述控制停用时间段包括同样的采矿周期的某一部分或同样数量的若干采矿周期。
5. 根据权利要求4所述的方法,还包括步骤:
测量在所述控制启用时间段生产的矿石量;以及
测量在所述控制停用时间段生生的矿石量;
其中在所述确定所述控制停用粉尘水平和控制启用粉尘水平的步骤中分别考虑了在这两个时间段测量到的开采的矿石量。
6. 根据权利要求4所述的方法,其中,所述确定的粉尘水平等于或其函数为分别在这两个时间段测量到的粉尘量除以开采的矿石量。
7. 根据权利要求2所述的方法,其中,所述确定的粉尘水平等于或其函数为分别在这两个时间段测量到的粉尘量除以开采的矿石量。
8. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述对比的步骤包括计算和记录以绝对值或百分比值表示的粉尘控制效率,通过该绝对值或百分比值来看,与所述控制停用粉尘水平对比,所述控制启用粉尘水平有改变。
9. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述矿井是煤矿,所述矿石是煤。
10. 根据权利要求9所述的方法,其中,所述粉尘是呼吸性粉尘或可吸入粉尘。
11. 根据权利要求9所述的方法,其中,所述煤矿是地下长壁煤矿。
12. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述控制启用时间段和所述控制停用时间段实质上短于一整个工班。
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