評(píng)估采礦中粉塵控制的方法
【專(zhuān)利摘要】一種評(píng)估用于降低礦井中一個(gè)或多個(gè)位置（201-213）的粉塵的粉塵控制的有效性的方法，所述方法包括步驟：在每個(gè)位置（201-213）安裝（301）一個(gè)測(cè)塵器；在所述粉塵控制關(guān)閉的情況下進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)為一個(gè)控制停用時(shí)間段的礦石開(kāi)采（302）；考慮了一個(gè)或多個(gè)測(cè)塵器在控制停用時(shí)間段測(cè)量的粉塵量，確定一控制停用粉塵水平（303）；在啟用所述粉塵控制的情況下進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)為一個(gè)控制啟用時(shí)間段的礦石開(kāi)采（304）；考慮了一個(gè)或多個(gè)測(cè)塵器在控制啟用時(shí)間段測(cè)量的粉塵量，確定一控制啟用粉塵水平（305）；對(duì)比所述控制啟用粉塵水平和所述控制停用粉塵水平（306）。
【專(zhuān)利說(shuō)明】評(píng)估采礦中粉塵控制的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及采礦中的粉塵控制，尤其是但不限制于在地下長(zhǎng)壁采煤時(shí)的粉塵控 制。

【背景技術(shù)】
[0002] 幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，職業(yè)衛(wèi)生已成為采礦業(yè)的一個(gè)組成部分。然而，隨著機(jī)械化的發(fā) 展，其重要性也在增長(zhǎng)。
[0003] 現(xiàn)在的法定測(cè)量機(jī)制確定了人員在采礦工班中于工作面上的暴露水平，這使我們 了解這些工作人員將受塵的點(diǎn)滴情況。雖然這個(gè)測(cè)量過(guò)程清楚地確定了累積暴露水平，但 它沒(méi)有給礦業(yè)經(jīng)營(yíng)方任何關(guān)于粉塵在何處產(chǎn)生、產(chǎn)生了多少粉塵或者已安裝的控制裝置減 輕粉塵產(chǎn)生的效率如何的提示。進(jìn)一步地，粉塵產(chǎn)生的多少根據(jù)采礦條件可有很大的不同。
[0004] 因此，需要提供一種用于評(píng)估粉塵控制效率的改進(jìn)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明一個(gè)廣泛的方面，提供了一種評(píng)估用于降低礦井中一個(gè)或多個(gè)位置的 粉塵的粉塵控制的有效性的方法。本方法包括步驟： 在每個(gè)位置安裝一個(gè)測(cè)塵器； 在所述粉塵控制關(guān)閉的情況下進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)為一個(gè)控制停用時(shí)間段的礦石開(kāi)采； 考慮了一個(gè)或多個(gè)測(cè)塵器在控制停用時(shí)間段測(cè)量的粉塵量，確定一控制停用粉塵水 平； 在啟用所述粉塵控制的情況下進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)為一個(gè)控制啟用時(shí)間段的礦石開(kāi)采； 考慮了一個(gè)或多個(gè)測(cè)塵器在控制啟用時(shí)間段測(cè)量的粉塵量，確定一控制啟用粉塵水 平；以及 對(duì)比所述控制啟用粉塵水平和所述控制停用粉塵水平。
[0006] 在一實(shí)施例中，本方法還進(jìn)一步包括步驟： 測(cè)量在所述控制停用時(shí)間段開(kāi)采的礦石量；以及 測(cè)量在所述控制啟用時(shí)間段開(kāi)采的礦石量； 其中在所述確定所述控制停用粉塵水平和控制啟用粉塵水平的步驟中分別考慮了在 這兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量到的開(kāi)采的礦石量。
[0007] 在另一實(shí)施例中，所述控制啟用時(shí)間段自所述控制啟用時(shí)間段的開(kāi)始到開(kāi)采了一 定量的礦石終止；所述控制停用時(shí)間段從所述控制停用時(shí)間段的開(kāi)始到開(kāi)采了相同或相似 重量的礦石終止。
[0008] 在一種實(shí)施例中，所述控制啟用時(shí)間段包括采礦周期的某一部分或若干采礦周 期；所述控制停用時(shí)間段包括同樣的采礦周期的某一部分或同樣數(shù)量的若干采礦周期。
[0009] 在一種實(shí)施例中，所述確定的粉塵水平等于或其函數(shù)為分別在這兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量 到的粉塵量除以開(kāi)采的礦石量。
[0010] 在一種實(shí)施例中，所述對(duì)比的步驟包括計(jì)算和記錄以絕對(duì)值或百分比值表示的粉 塵控制效率，通過(guò)該絕對(duì)值或百分比值來(lái)看，與所述控制停用粉塵水平對(duì)比，所述控制啟用 粉塵水平有改變。
[0011] 在一種實(shí)施例中，礦井是指煤礦，礦石是指煤。煤礦是地下長(zhǎng)壁煤礦。粉塵是呼吸 性粉塵或可吸入粉塵。
[0012] 在一種實(shí)施例中，所述控制啟用時(shí)間段和所述控制停用時(shí)間段實(shí)質(zhì)上短于一整個(gè) 工班，并且可能包括一個(gè)或多個(gè)采礦周期。
[0013] 權(quán)利要求書(shū)中的術(shù)語(yǔ)"粉塵控制"包括一個(gè)單獨(dú)的粉塵控制設(shè)備，例如噴霧裝置， 或者是由一組單獨(dú)的粉塵控制設(shè)備組合而成。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為長(zhǎng)壁煤礦的功能圖。
[0015] 圖2為長(zhǎng)壁和相關(guān)設(shè)備的立體圖。
[0016] 圖3為一實(shí)施例中具有多個(gè)粉塵采集地點(diǎn)的長(zhǎng)壁礦井圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中的方法步驟框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 現(xiàn)在將描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
[0019] 首先參考圖1和圖2,以下將描述本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用于長(zhǎng)壁煤礦的實(shí)施例。
[0020] 該煤礦包括一個(gè)被稱(chēng)為長(zhǎng)壁20的煤礦工作面，該長(zhǎng)壁20開(kāi)采下順槽90與上順槽 91之間的煤層10。采煤機(jī)30從長(zhǎng)壁20上挖煤，這些被挖下來(lái)的煤被運(yùn)輸至分段轉(zhuǎn)載機(jī)/ 破碎機(jī)60,并沿著下順槽90上的輸送帶70將破碎的煤塊運(yùn)出礦井。通風(fēng)空氣從外面被吹 入下順槽90,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)壁20,形成渾濁空氣沿上順槽91從礦井吹出。包含液壓垛式支架40 的推移頂板保護(hù)著沿著長(zhǎng)壁的工作人員免受塌陷的表土的危害。隨著長(zhǎng)壁的推進(jìn)，支架40 也跟著向前移動(dòng)，在表土下面留下一作為"采空區(qū)"50的沒(méi)有支撐的凹腔，采空區(qū)會(huì)很快垮 落。
[0021] 長(zhǎng)壁工作人員被暴露在由多種粉塵發(fā)生源產(chǎn)生的有害粉塵中，粉塵發(fā)生源包括操 作采煤機(jī)30、沿著下順槽90的通風(fēng)入口、輸送帶70入口、分段轉(zhuǎn)載機(jī)/破碎機(jī)60、前移垛 式支架40、以及來(lái)自倒塌的采空區(qū)50或采空區(qū)50超壓的粉塵，采煤機(jī)30前的長(zhǎng)壁工作面 破裂。
[0022] 用于減輕粉塵的適當(dāng)?shù)姆蹓m控制策略總所周知，且不同礦井之間所采用的策略不 同，每個(gè)獨(dú)特的礦井有一個(gè)僅對(duì)特定的采礦操作有效的粉塵緩解裝備。例如，典型的獨(dú)立粉 塵控制包括各種在粉塵產(chǎn)生的地方噴水的噴霧設(shè)備。
[0023] 澳大利亞的地下煤礦產(chǎn)業(yè)已經(jīng)采用法定的粉塵測(cè)量，該法定粉塵測(cè)量是由 SIMTARS (Safety in Mines Testing & Research Station，澳大利亞昆士蘭礦業(yè)安全檢測(cè) 和研究中心）和采礦服務(wù)組織根據(jù)針對(duì)呼吸性尺寸粉塵顆粒的澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS 2985和針 對(duì)可吸入尺寸粉塵顆粒的AS 3640實(shí)施的。至今為止，現(xiàn)有技術(shù)中，多數(shù)的粉塵采樣是在一 整個(gè)工班期間采用旋風(fēng)分離法和收集一定尺寸的顆粒物來(lái)稱(chēng)重量。
[0024] 在本實(shí)施例中，采用的是傳統(tǒng)類(lèi)型的測(cè)塵器，并按照澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)明進(jìn)行操 作。AS2985和AS3640清楚地定義了用于確定在煤礦中的個(gè)人暴露水平的步驟。在本實(shí)施 例中采用同樣的設(shè)備來(lái)收集長(zhǎng)壁上的各個(gè)單獨(dú)的粉塵產(chǎn)生源的粉塵負(fù)荷，以保證所收集的 數(shù)據(jù)的一致性、數(shù)據(jù)分析的可靠性，該設(shè)備可以在地下煤礦中使用。
[0025] AS2985的6. 1章節(jié)--"工作環(huán)境--呼吸性粉塵的采樣和重量測(cè)定方法"規(guī)定 采樣系統(tǒng)的基本特征包括一個(gè)過(guò)濾器(用于收集樣品）和一個(gè)用于使空氣通過(guò)過(guò)濾器的泵。 過(guò)濾器應(yīng)固定在一個(gè)固定器中，以防止空氣沿過(guò)濾器的邊緣泄露。過(guò)濾器的前面還設(shè)置一 個(gè)尺寸選擇采樣器。
[0026] 根據(jù)AS3640的6. 1章節(jié)一"工作環(huán)境--可吸入粉塵的采樣和重量測(cè)定方法"， 采樣系統(tǒng)的基本特征包括一個(gè)可吸入粉塵采樣設(shè)備(包括一個(gè)用于收集樣品的過(guò)濾器）和 一個(gè)用于牽引空氣經(jīng)過(guò)可吸入粉塵采樣設(shè)備的泵。過(guò)濾器被固定在該設(shè)備中，所采用的方 式使其防止空氣從過(guò)濾器的邊緣泄露出去。
[0027] 現(xiàn)參考圖3和圖4,在本發(fā)明方法的步驟301中，本實(shí)施例的測(cè)塵器的安裝位置包 括如圖中數(shù)字所表示的位置：最近開(kāi)鑿聯(lián)巷201、輸送帶巷202、梁分段式轉(zhuǎn)載機(jī)203、沿著 垛式支架間隔排列的點(diǎn)204-210、上順槽端頭架211、下順槽垂直槽截煤機(jī)操作者212以及 上順槽垂直槽截煤機(jī)操作者213。獨(dú)立監(jiān)控器和檢測(cè)頭可用于分別測(cè)量可吸入粉塵和呼吸 性粉塵。
[0028] 在本方法的步驟302中，在礦井粉塵控制關(guān)閉的狀態(tài)下進(jìn)行一個(gè)控制停用時(shí)間段 的礦石(煤）開(kāi)采。被考慮的相關(guān)的粉塵控制可以是一個(gè)單獨(dú)的獨(dú)立控制，或者是多個(gè)一起 停用的獨(dú)立控制的組合。在實(shí)踐中，將所有的獨(dú)立粉塵控制移除會(huì)帶來(lái)安全隱患。例如，出 于安全原因，同時(shí)關(guān)閉所有采煤機(jī)上的獨(dú)立控制是不明智的?？刂仆Ｓ脮r(shí)間段適宜地是一 個(gè)單獨(dú)的采礦周期：在采煤機(jī)僅在礦井中單方向運(yùn)行的情況下，采礦周期從采煤機(jī)在長(zhǎng)壁 的一端開(kāi)始挖煤為開(kāi)始，以采煤機(jī)到達(dá)長(zhǎng)壁的另一端為終止；在采煤機(jī)在礦井中同時(shí)在雙 方向上運(yùn)行的情況下，采礦周期以采煤機(jī)回到它本身的起點(diǎn)為終止。通常在一個(gè)工班中包 括了很多個(gè)采礦周期，因此采礦周期實(shí)質(zhì)上小于一個(gè)工班。
[0029] 有利的是，能夠通過(guò)記錄或監(jiān)測(cè)在輸送帶或者其他地方的臺(tái)秤來(lái)測(cè)量在控制停用 時(shí)間段中開(kāi)米的礦石(煤）總量。
[0030] 在本方法的步驟303中，考慮了由一個(gè)或多個(gè)測(cè)塵器在控制停用時(shí)間段測(cè)量的粉 塵量，確定了一控制停用粉塵水平。在本實(shí)施例中，控制停用粉塵水平的確定還考慮了在控 制停用時(shí)間段開(kāi)米的礦石量。具體地，粉塵量（以暈克為單位)除以開(kāi)米的礦石量（以噸為單 位）得到粉塵水平（以毫克/噸為單位)。由于所產(chǎn)生的粉塵量與所開(kāi)采的礦石量通常是成 比例的，因此，這個(gè)數(shù)據(jù)用于作對(duì)比更具有代表性。
[0031] 在本方法的步驟304中，粉塵控制被重新啟動(dòng)，在一個(gè)控制啟用時(shí)間段開(kāi)采礦石， 當(dāng)然，測(cè)塵器的可呼吸性顆粒檢測(cè)頭和可吸入性顆粒檢測(cè)頭已改換。優(yōu)選地，在控制停用步 驟之后緊接著或立刻執(zhí)行步驟304,因此可以利用相似的采礦條件。在本實(shí)施例中，采用與 控制停用時(shí)間段相同的數(shù)量的采礦周期來(lái)定義控制啟用時(shí)間段。而且，臺(tái)秤也用來(lái)測(cè)量控 制啟用時(shí)間段所開(kāi)采的礦石(煤）量。
[0032] 在本方法的步驟305中，考慮了由一個(gè)或多個(gè)測(cè)塵器在控制啟用時(shí)間段測(cè)量的粉 塵量，確定了一控制啟用粉塵水平。在本實(shí)施例中，控制啟用粉塵水平的確定還考慮了在控 制啟用時(shí)間段開(kāi)采的礦石量。與步驟303 -樣地，粉塵量除以開(kāi)采的礦石量得到粉塵水平 (以毫克/噸為單位)。
[0033] 在本方法的步驟306中，將控制啟用粉塵水平與控制停用粉塵水平進(jìn)行對(duì)比。在 本實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算和記錄以絕對(duì)值或百分比值表示的粉塵控制效率來(lái)進(jìn)行比較，通過(guò) 該絕對(duì)值或百分比值來(lái)看，與控制停用粉塵水平對(duì)比，控制啟用粉塵水平有改變(有望降 低)。
[0034] 通過(guò)系統(tǒng)地對(duì)比無(wú)粉塵控制與有粉塵控制時(shí)產(chǎn)生的粉塵水平，本發(fā)明方法使改善 粉塵控制效率的評(píng)估成為可能，因此，促進(jìn)了改進(jìn)的控制裝置的設(shè)計(jì)和測(cè)試，以進(jìn)一步地降 低采礦工作者在危險(xiǎn)灰塵中的暴露程度。
[0035] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解，在不超出本發(fā)明的范圍的情況下還能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn) 行許多改變。
[0036] 例如，雖然在本實(shí)施例中描述的控制啟用時(shí)間段和控制停用時(shí)間段是單獨(dú)的采礦 周期，并且粉塵水平是根據(jù)每一時(shí)間段中的開(kāi)采量進(jìn)行歸一化處理的，在其他實(shí)施例中，控 制啟用時(shí)間段和控制停用時(shí)間段可以是以開(kāi)采了一定總量的礦石為終止的，其中礦石總量 由臺(tái)秤測(cè)量得出。在這樣的情況下，每一單獨(dú)時(shí)間段的實(shí)際粉塵總量就可以用來(lái)進(jìn)行可靠 地對(duì)比，而不需要除以該時(shí)間段的開(kāi)采量。進(jìn)一步地，雖然所述的本實(shí)施例應(yīng)用于煤礦，本 發(fā)明可擴(kuò)展應(yīng)用于所有開(kāi)采形式。
[0037] 本發(fā)明所闡述的方法步驟不應(yīng)被解釋為一定要按所描述的那樣順序執(zhí)行或是按 特定的序列執(zhí)行。
[0038] 在之后的權(quán)利要求以及本發(fā)明之前的描述中，除非上下文需要，否則，由于語(yǔ) 言表達(dá)或必要的含義，文字"comprise (包括)"或其變形，比如"comprises (包括)"或 "comprising (包括)"用于表達(dá)包容的意義，即為了詳細(xì)說(shuō)明所述提及的特征的存在而不是 本發(fā)明的各種實(shí)施例的全部特征。
[0039] 可以理解地，如果本文提及了任何在先技術(shù)，這種提及并非是承認(rèn)所述這些公開(kāi) 構(gòu)成本領(lǐng)域公知常識(shí)的一部分，在澳大利亞或者其他任何國(guó)家。
【權(quán)利要求】
1. 一種評(píng)估用于降低礦井中一個(gè)或多個(gè)位置的粉塵的粉塵控制的有效性的方法，所述 方法包括步驟： 在每個(gè)位置安裝一個(gè)測(cè)塵器； 在所述粉塵控制關(guān)閉的情況下進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)為一個(gè)控制停用時(shí)間段的礦石開(kāi)采； 考慮了一個(gè)或多個(gè)測(cè)塵器在控制停用時(shí)間段測(cè)量的粉塵量，確定一控制停用粉塵水 平； 在啟用所述粉塵控制的情況下進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)為一個(gè)控制啟用時(shí)間段的礦石開(kāi)采； 考慮了一個(gè)或多個(gè)測(cè)塵器在控制啟用時(shí)間段測(cè)量的粉塵量，確定一控制啟用粉塵水 平；以及 對(duì)比所述控制啟用粉塵水平和所述控制停用粉塵水平。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： 測(cè)量在所述控制停用時(shí)間段開(kāi)采的礦石量；以及 測(cè)量在所述控制啟用時(shí)間段開(kāi)采的礦石量； 其中在所述確定所述控制停用粉塵水平和控制啟用粉塵水平的步驟中分別考慮了在 這兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量到的開(kāi)采的礦石量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述控制啟用時(shí)間段自所述控制啟用時(shí)間段的 開(kāi)始到開(kāi)采了一定量的礦石終止；所述控制停用時(shí)間段從所述控制停用時(shí)間段的開(kāi)始到開(kāi) 采了相同或相似重量的礦石終止。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述控制啟用時(shí)間段包括采礦周期的某一部分 或若干采礦周期；所述控制停用時(shí)間段包括同樣的采礦周期的某一部分或同樣數(shù)量的若干 米礦周期。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括步驟： 測(cè)量在所述控制啟用時(shí)間段生產(chǎn)的礦石量；以及 測(cè)量在所述控制停用時(shí)間段生生的礦石量； 其中在所述確定所述控制停用粉塵水平和控制啟用粉塵水平的步驟中分別考慮了在 這兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量到的開(kāi)采的礦石量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述確定的粉塵水平等于或其函數(shù)為分別在這 兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量到的粉塵量除以開(kāi)采的礦石量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述確定的粉塵水平等于或其函數(shù)為分別在這 兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量到的粉塵量除以開(kāi)采的礦石量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對(duì)比的步驟包括計(jì)算和記錄以絕對(duì)值或百 分比值表示的粉塵控制效率，通過(guò)該絕對(duì)值或百分比值來(lái)看，與所述控制停用粉塵水平對(duì) t匕，所述控制啟用粉塵水平有改變。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述礦井是煤礦，所述礦石是煤。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述粉塵是呼吸性粉塵或可吸入粉塵。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述煤礦是地下長(zhǎng)壁煤礦。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述控制啟用時(shí)間段和所述控制停用時(shí)間段 實(shí)質(zhì)上短于一整個(gè)工班。
【文檔編號(hào)】E21F5/00GK104093934SQ201280069304
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月9日
【發(fā)明者】布萊恩威廉·普拉什 申請(qǐng)人:布萊恩威廉·普拉什