浅孔留矿法在我国有色金属地下开采矿山中占有重要地位，仅在钨矿山其比例就达81%，在非金属、化工等部门的地下开采矿山中，也占有一定的比重。长期以来，浅孔留矿法采场凿岩除尘一直是个薄弱环节，特别是从七十年代中期普遍使用YSP₄₅型上向式凿岩机代替01-45型上向式凿岩机以来，作业点粉尘浓度普遍升高。为了降低浅孔留矿法采场凿岩时的粉尘浓度，各矿都加强了以风水为主的综合防尘措施并取得了一定的效果。但由于该机冲击频率高、凿岩速度快、产尘强度大，在凿岩过程中岩浆雾化和飞溅现象严重，引起粉尘二次飞扬，致使作业场所尘雾弥漫，可见度低，劳动条件差，粉尘浓度严重超标。据江西各钨矿历年测尘资料，平均在6-8毫克/米³，粉尘浓度合格率在30%左右，严重地影响着作业人员的身体健康和安全生产。因此，浅孔留矿法采场凿岩除尘是当今矿井防尘工作中急待解决的课题。

一 产尘因素分析

在浅孔留矿法采场使用YSP₄₅型凿岩机凿岩时造成粉尘浓度高的因素较多，但从防尘技术角度分析，主要有以下三方面:

1. 从炮孔中逸散出来的微细粉尘

YSP₄₅型凿岩机在凿岩过程中，岩石被钎头冲击、剪切破碎后产生了大量粉尘。其中大部分（主要是粗顺粒粉尘）被水湿润后形成岩浆从炮孔中流出来，而另一部分是顺粒较细的粉尘，特别是呼吸性粉尘未能被水湿润，从炮孔中逸散出来，长时间悬浮在作业空间。据粉尘分散度（颖粒分散度）测定表明，小于5微米以下粒径的粉尘占90%以上，其中2微米以下粒径的粉尘占46.5~65%。这是因为微细粉尘表面积大、重量轻，其物理、化学性质十分活跃，具有很强的吸附作用，极易在其表面形成一层气膜或油膜，使其体积增大，从而产生憎水性。而水的表面张力又较大（一般为70~74×10^-3牛顿/米），因此，这部分粉尘一般不易被水迅速、完全地湿润。据报道，水对2微米粒径的粉尘，其捕获率只有1~28%，对2微米以下粒径的粉尘，其捕获率则更低。而YSP₄₅型凿岩机是上向式凿岩，炮孔倾角大（65°~90°），防尘用水不能完全封闭炮孔，粉尘与水的接触时间短，故捕获能力就更低。因此，YSP₄₅型凿岩机在凿岩过程中，大量未被水湿润的微细粉尘从炮孔中逸散出来，呈高分散度悬浮在作业点空气中，污染作业面，是引起操作人员患矽肺病的主要因素。

2. 岩桨雾化和飞溅引起的二次产尘

从炮孔中流出来的岩浆，一部分顺钎杆流下，另一部分从顶板滴落下来或顺岩帮流下。顺钎杆流下及从顶板滴落下来的岩桨与机头和排气口两股高速排出的废气流直接相撞，在打边眼，尤其是打右边眼时，排气口排出的废气流强烈地冲击顺岩帮流下的岩浆和已吸附在岩帮上的粉尘。由于这两股废气流连续不断地和进入其作用范围内的岩浆高速撞击，致使岩浆被吹散，造成岩浆严重雾化，引起大量已被水湿润的粉尘重新扬起，整个作业面尘雾弥漫，可见度大大降低，恶化了劳动条件，它是二次产尘的主要来源，也是该机凿岩时粉尘浓度高的主要因素。同时，由于钎套不停地旋转，使滴落到钎套上的岩浆沿着园周切线方向甩出，造成岩浆飞溅污染作业面，且甩出的岩浆常飞溅到作业人员身上，极易伤害操作人员的眼睛，甚至导致其他意外事故的发生。

3. 随废气排出的油雾

在凿岩过程中，润湿凿岩机的矿物油通过注油器被压缩空气雾化后随压缩空气一起进入到机体内部，润滑各另部件后随废气排出，并成雾状飘浮在空气中。目前，由于国内尚无专用的凿岩机润滑油，各矿就用低标号机械油代替。而低标号机械油往往粘度小，油膜强度低，不能很好地附着于另部件的表面，极易被压缩空气带走，因而润滑性能差。为了保证凿岩机的正常润滑，操作人员在凿岩过程中只好给凿岩机加大注油量（每台班需耗油2公斤左右）。因而从凿岩机排气口排出的油雾就大大增强，造成作业面油雾弥漫，油味很浓。据对测尘滤膜分析，大多数样品的油雾浓度占测定总值的40~60%，有的甚至高达80%以上。油雾也是一种对人体有害的物质，除对皮肤造成各种损害外，如皮炎、皮肤癌等，长期吸入油雾也会引起人体器官上的病变，尤共对肺部的危害，如引起油脂性肺炎、肺硬化等，造成人体呼吸系统的损害，从而导致人体对粉尘防御能力的降低，直接影啊到矽肺病的发生与发展。操作人员反映，在这样的油雾浓度环境下作业，身体感到不舒适。因此，凿岩机随废气排出的大量油雾也是引起粉尘浓度高的一个重要因素。

二 除尘技术措施

为了抑制从炮孔中逸散出来的微细粉尘，避免岩浆雾化和飞溅现象，控制和减少废气中的油雾，针对该机的产尘特点，在完善、提高矿山原有通风防尘措施的基础上，研制和应用了以下主要技术措施，即综合措施。

1. 添加湿润剂除尘

由于水的表面张力大，致使其捕尘能力受到一定的限制。因此，设法降低水的表面张力，是提高水对粉尘的捕获能力的有效途径。在防尘用水中添加湿润剂除尘是一项有效的办法。

为此，我们在防尘用水中添加了本所研制的CHJ-I型湿润剂，当添加浓度为二万分之一时，水的表面张力可由了70~74×10^-3牛顿/米降低到31×10^-3牛顿/米左右，大大增加了水溶液对粉尘的湿润能力，使粉尘特别是对人体危害最大的呼吸性粉尘能得到更快、更好的湿润，从而大幅度减少从炮孔中逸散出来的微细粉尘。

2. 增设防尘装置

为避免岩浆雾化和飞溅现象，减少二次产尘量，研制了一套YSP₄₅型凿岩机防尘装置（包括机头防护装置和防尘除油消声罩）。

（1）机头防护装置（由上向罩和下向罩组成）。收集顺钎杆流下和一部分从顶板滴落下来的岩浆，并封闭由于钎套不停地旋转而甩出的岩浆，尔后避开排气口引走。

（2）防尘除汕消声罩。改变原消声罩的排气方向，使排出的废气流和滴落下来的岩浆趋于平行，互不干扰。同时，由于惯性碰撞的作用，使凿岩机排出的油雾凝聚成油粒滴落下来，降低了一部分油雾。

该机增设防尘装置后，基本上避免了岩浆雾化和飞溅现象，控制了粉尘的二次飞扬，且作业面空气清晰，能见度高，改善了作业条件。

3. 控制和降低油雾

井下空气中油雾是和粉尘一样对人体有害的物质。在测尘中，一般都把油雾浓度视为粉尘浓度的一部分。因此，设法控制和降低凿岩机废气流中的油雾，对改善工人的作业条件，保护工人身体健康和降低作业面粉尘浓度都具有重要意义。

要控制和降低油雾在矿井空气中的弥漫，除了防尘装置的作用外，当前还应做到以下几点：

（1）选配适当粘度的润滑油。当前在尚无专用的凿岩机润滑油情况下，应尽可能按凿岩机使用说明书中的规定选配适合的润滑油，使其有一定的油膜强度，以减少润滑油的消耗量。

（2）应强调使用注油器，严禁往风绳中直接倒润滑油，防止油量过多或缺油的现象发生。

（3）根据凿岩机的使用状况，调节好注油器的供油量，注油器失灵的应及时维修或更换，保证凿岩机的良好润滑和正常作业。

三 除尘效果

我们将上述除尘技术措施在下垄钨矿樟斗坑口的试验采场进行了配套试验。该采场长60米，中段高50米，采辐1.0米，矿脉为石英脉，围岩为变质砂岩，f=8~12，供水量4~5升/分，平均风速0.35米/秒，通过注油器供油，润滑油为10^#普通机械油。

粉尘浓度的测定，除用1台武安-76型粉尘采样器外，还用1台日木劳研TR型粉尘采样器同时采样，测尘距离5~7米(< 7米)，使用感量为万分之一克的分析天平进行滤膜称重、其余均照测尘规程进行。测定结果见表 1。

这次试验连续进行了9夭，共采集样品61个，其中原有措施样品13个，综合措施样品48个，粉尘平均浓度由7.84毫克/米³降低到1.08毫克/米³，2毫克/米³合格率由0提高到97.92%。

为检验新增除尘技术措施对凿岩速度是否有影响，在同一地段、同一风钻工操作同一台凿岩机的情况下，对凿岩速度进行了对比测定，结果见表 2。

表 2表明：采取综合措施时的纯凿岩速度比原有措施时的纯凿岩速度增加了7.42厘米/分，相对提高了16.59%。

从现场作业的直观效果看，采取综合除尘技术措施后，有效地减少了岩浆雾化和飞溅现象，作业面空气清晰，可见度高，改善了劳动条件。

为了考查新增除尘技术措施对微细粉尘的捕获能力，用日本劳研TR型粉尘采样器进行了测定。测定结果见表 3。

从表 3可看出：采取综合除尘技术措施后，粒径在7.07微米以下的粉尘浓度为0.4毫克/米³，占全尘的45.28%，比原有措施加新消声罩相对降低了50.52%，这充分说明，综合除尘技术措施对微细粉尘的除尘效果是显著的。

试验采场取得成功以后，随即进行了推广使用，同样取得了显著效果。上级委派冶金部安全技术研究所，对下垄钨矿樟斗坑口全面推广使用上述除尘技术措施的4个生产采场进行了对比检测。被检测的4个采场分布在三个中段，矿块长50~90米，中段高50米，采幅1.0~1.3米，矿脉为石英脉，围岩为变质砂岩，f=8~12，有中央天井和顺路天井两种通风方式，风速0.35米/秒左右。测尘按新颁布的《作业场所空气中粉尘测定方法》（CB5748一85）中的规定进行，测尘距离5~6米(< 6米)。共检测了22个台班，采集样品104个，其中采用原有措施的6个台班，26个样品，综合措施的16个台班，78个样品。测定结果见表 4。

检测结果表明：新增三项除尘技术措施后，粉尘平均浓度由4.6毫克/米³降低到1.28毫克/米³，降低了3.32毫克/米³，2毫克/米³合格率由15.38%提高到92.3%，提高了76.92%。

检测单位认为，新增的三项除尘技术措施使用方便，受到工人欢迎，技术经济指标合理，值得推广。

四 结论

1.浅孔留矿法采场使用YSP₄₅型上向式凿岩机作业时，在完善、提高矿山原有通风防尘措施的基础上，配套使用上述除尘技术措施，可有效地防止岩浆雾化和飞溅，减少油雾，大幅度地降低作业场所的粉尘浓度，使粉尘平均浓度稳定在2毫克/米³以下，达到国家卫生标准。

2.采用上述除尘技术措施，对7.07微米以下粒径的微细粉尘减少了50.52%，大最地减少了水雾和油雾的扩散，使工作面可见度大大提高，改善了作业条件。

3.现场使用表明，新增三项除尘技术措施结构简单，休积小，安装使用方便，不影响操作，成本低廉，每吨矿石只需增加成木0.138元，因采用上述三项除尘技术措施可提高纯凿岩速度16.59%，故对采矿成本影响不大。

4.防尘装置的研究成功，解决了浅孔留矿法采场YSP₄₅型凿岩机凿岩除尘长期存在的技术难关，为井下劳动保护提供了新的技术措施，宜在使用YSP₄₅型凿岩机的一切场所推广使用。推广使用后，对改善凿岩劳动条件，减轻矽尘危害，保障工人的身体健康，防止和延缓矽肺病的发生及发展过程，具有重要作用和明显的社会、经济效益。