【正文】 塵，通常采用濕式除塵器。2）對與袋式除塵器，～15g/m3為宜，電除塵器在30 g/m3為宜，如入口粉塵的含塵濃度過高可考慮采用二級除塵系統(tǒng)，第一級采用慣性或旋風除塵器。為了解決疏水性粉塵和細微粒子效率低的問題，可以往水中加入某些藥劑來提高除塵效率。這說明，水滴小而多，比表面積大，接觸塵粒機會就多，產(chǎn)生碰撞、擴散、凝聚效率也高。較小的粒子，因分子間的布朗運動留在濾布的表面和空隙中，最微小的離子則可能隨氣流一起流經(jīng)濾布跑掉了。袋式除塵器的過濾機理是一個綜合效應(yīng)的結(jié)果。3） 粉塵沉降荷電持塵在電場中受靜電力的作用被驅(qū)往集塵級，經(jīng)過一定時間后達到集塵級表面，放出所帶電荷并沉集其上。電除塵器分離粉塵靠的是靜電力即庫侖力。旋風除塵器利用的是離心力。在重力作用下含塵氣體的中的粉塵在沉降室被分離出來。除塵器的工作原理都是以作用力為理論基礎(chǔ)。，可以分為以下幾類：1）粗凈化 主要除掉粗大的塵粒，一般用作多極除塵的第一級。7）選擇風機和電機。3）根據(jù)工藝生產(chǎn)情況，抽風點的位置和數(shù)量，劃分除塵系統(tǒng)。7）要盡可能采用節(jié)能技術(shù)，降低除塵系統(tǒng)的能耗。2）采用適宜的塵源密閉罩或粉塵捕集設(shè)備，并且要符合各礦的實際情況。2）正壓除塵系統(tǒng)。2）多級除塵系統(tǒng)：除塵設(shè)備采用二級或二級以上的除塵器，只有在單級不能滿足排氣標準時才采用多級。3）干濕結(jié)合除塵系統(tǒng)。： 1）干式除塵系統(tǒng)。2）分散除塵系統(tǒng)。近年來發(fā)展的新型除塵器都設(shè)法利用這一特性，超聲波除塵器就是利用聲波使塵粒凝聚成微粒團，然后在送入旋風除塵器，這樣，對于微小塵粒也能獲得高效率。粉塵的粒徑值是粉塵的主要特性之一，其粒徑分布大部分是細塵粒還是粗塵粒，是最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。用的較多的有顯微鏡粒徑、Storkesl粒徑、篩分粒徑。安息角是設(shè)計除塵設(shè)備及管道的主要依據(jù)。多數(shù)粉塵的安息角的平均值在35176。所以在除塵系統(tǒng)或氣流輸送系統(tǒng)中，要根據(jù)經(jīng)驗選擇適當?shù)臍饬魉俣?，并盡量把器壁加工光滑，以減少粉塵的粘附。粉塵的粘附性是指粉塵顆粒之間凝聚的可能性或粉塵對器壁粘附堆積的可能性。細砂平均φm =；細煤粉φm =；煙灰φm =；纖維塵φm =。粉塵的真密度應(yīng)用于研究塵粒在空氣中運動，而堆積密度則可用于存?zhèn)}或灰斗容積的計算等。當粉塵的密度與堆積密度之比為10以上時，需要特別注意解決粉塵的二次飛揚問題。將包括粉體粒子間氣體空間在內(nèi)的粉塵密度稱為堆積密度。粉塵的真密度是設(shè)法將吸附在塵粒表面及其內(nèi)部的空氣排除后測得的粉塵自身的密度。在這些特性中，與除塵技術(shù)關(guān)系密切的，有以下幾個方面：單位體積中粉塵的質(zhì)量稱為粉塵的密度ρ其單位是kg/m3或g/cm3。5）其他分類中還有分為生產(chǎn)性粉塵和大氣塵，纖維性粉塵和顆粒狀，一次揚塵和二次性揚塵等?！?5186。如按粉塵的濕潤性能夠分為濕潤角小于90186。2）按粒徑分類 按塵粒大小或在顯微鏡下可見程度粉塵可分為：粗塵，粒徑大于40μm，細塵，粒徑10～40μm，在明亮光線下肉眼可以看見；顯微塵，～10μm，用光學(xué)顯微鏡可以觀察；亞顯微塵，需用電子顯微鏡才能觀察到。（如下表數(shù)據(jù)所示）煤礦各種作業(yè)環(huán)境中的粉塵濃度采掘方式防塵措施粉塵濃度（mg/m3）風鎬落煤無800左右炮采無300500機采無10003000綜采無4000以上炮掘無13001600機掘無20003000各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的浮游礦塵比例作業(yè)環(huán)節(jié)百 分 數(shù)（％）采煤工作面產(chǎn)塵量 40％－80％ 掘進工作面產(chǎn)塵量 20％－38％ 錨噴作業(yè)點 10％－15％ 運輸通風巷道 5％－10％ 其他作業(yè)點 2％－5％ 對粉塵性質(zhì)的進一步研究對以后設(shè)計中除塵方案的確定及除塵設(shè)備的選用有重大意義。8個濾膜的粉塵分散度如下頁表所示：從表中可以看出，濾膜的粉塵顆粒比較細微，表內(nèi)統(tǒng)計說明2～20μm以上的粉塵的分散度約為60%～80%。目前，傳統(tǒng)的內(nèi)外噴霧除塵技術(shù)還存在著可靠性低效果差等問題，而體積龐大的巷道除塵風機又因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用工作面面積的空間大，費用高而難以在只有中小斷面的我國廣泛使用；降塵技術(shù)隨使部分粉塵降于地面，但是爆破和其他震動沖擊仍能使大量粉塵在短時間內(nèi)飛揚，達到爆炸濃度而發(fā)生爆炸；而為了減少落塵的爆炸性危害而采取的防爆措施，無疑會使生產(chǎn)成本增加。此外壓風呼吸器是一種隔絕式的新型個人和集體呼吸的防護裝置。 個體防護個體防護是指通過佩戴各種防護面具以減少吸入人體粉塵的一項補救措施。在徐州董莊礦曾做過試驗，在距掘進工作面40和60 m處各設(shè)了一道水幕，工作面含塵風流經(jīng)第一道水幕后降塵率為59％～％，％～80％，經(jīng)第三道水幕后，／m3，％。 凈化水幕應(yīng)安設(shè)在支護完好、壁面平整、無斷裂破碎的巷道段內(nèi)。 凈化風流凈化風流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設(shè)施或設(shè)備，將礦塵捕獲的技術(shù)措施。水炮泥的塑料袋是用無毒、不燃的聚乙烯塑料薄膜熱壓成型的，有一定的強度。掘進機的外噴霧采用高壓噴霧時，高壓噴嘴安裝在掘進機截割臂上，啟動高壓泵的遠程控制按鈕和噴霧開關(guān)均安裝在掘進機司機操縱臺上。影響噴霧灑水捕塵效率的主要因素包括霧體的分散度、水滴與塵粒的相對速度、水壓、單位體積空氣的耗水量、粉塵的密度、空氣含塵濃度和粉塵的濕潤性等。對于生產(chǎn)強度高、產(chǎn)塵量大的設(shè)備和地點，還可設(shè)自動灑水裝置。2．3．2灑水及噴霧灑水灑水降塵是用水濕潤沉積于煤堆、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。2．3．1濕式鑿巖、鉆眼該方法的實質(zhì)是指在鑿巖和打鉆過程中，將壓力水通過鑿巖機、鉆桿送入并充滿孔底，以濕潤、沖洗和排出產(chǎn)生的礦塵。②長抽或長抽短壓除塵局部通風機應(yīng)安裝在掘進巷道回風側(cè)，距巷道口距離大于10m。②長抽短壓時：抽出式風筒入口風量應(yīng)比壓入式風筒出口風量大20%～50%，以保證重疊段區(qū)域內(nèi)巷道的風速不低于《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。圖11 長壓短抽通風除塵系統(tǒng) 圖12 長抽通風除塵系統(tǒng)1— 長壓局部通風機； 2—除塵局部通風機；lr—壓入式風筒口距工作面的距離； 1—除塵局部通風機lc—抽出式風筒口距工作面的距離；ld—壓入式風筒口與除塵器重疊段距離 圖13 前抽后壓通風除塵系統(tǒng) 圖14 前壓后抽通風除塵系統(tǒng)1—除塵局部通風機； 2—壓入式局部通風機1—除塵局部通風機； 2—壓入式局部通風機 通風工藝要求（1）壓、抽風筒口相互位置的關(guān)系，包括：①長壓短抽時：lr≤5S（S為巷道段面積）；ld≥2S；lc≤4m。長抽通風除塵系統(tǒng)又可分為以下兩種形式：（1）前抽后壓通風除塵系統(tǒng)，如圖13所示，主要適用于機掘工作面。定程度的粉塵污染，除塵設(shè)備移動頻繁。可采用以下兩種通風除塵系統(tǒng)：長壓短抽通風除塵系統(tǒng)和長抽通風除塵系統(tǒng)?！兑?guī)程》規(guī)定的采掘工作面最高容許風速為4m/ｓ，不僅考慮了工作面供風量的要求，同時也充分考慮到煤、巖塵的二次飛揚問題。排除井巷中的浮塵要有一定的風速。 通風除塵通風除塵是指通過風流的流動將井下作業(yè)點的懸浮礦塵帶出，降低作業(yè)場所的礦塵濃度，因此搞好礦井通風工作能有效地稀釋和及時地排出礦塵。首先必須改革工藝設(shè)備和工藝操作方法，從根本上杜絕和減少有害物的產(chǎn)生以消除或控制塵源。磁化水除塵優(yōu)點包括：設(shè)備簡單、安裝方便、性能可靠，成本低，易于實施。前蘇聯(lián)最先進行了磁化水除塵試驗，并與常水降塵率進行了對比，%～% 。泡沫除塵原理包括攔截、粘附、濕潤、沉降等，幾乎可以捕集所有與之相遇的粉塵，尤其對微細粉塵具有更強的聚集能力。添加濕潤劑還可應(yīng)用于其它各種濕式作業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如用于噴霧降塵。在各個工作現(xiàn)場都采用了減少粉塵產(chǎn)生、降塵、排塵、 除塵、個體防塵等措施，相信我國煤礦塵肺病患者會越來越少2 現(xiàn)代化綜合防塵技術(shù)原理 物理化學(xué)降塵技術(shù)原理 自20世紀60年代在國外井下礦山應(yīng)用表面活性劑降塵以來，物理化學(xué)降塵技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。（4）個體方面的因素。5um以上的礦塵對塵肺病的發(fā)生影響不大；5um以下的礦塵可以進入下呼吸道并沉積在肺泡中，最危險的粒度是2um左右的礦塵。能夠引起肺部纖維病變的礦塵，多半含有游離SiO2，其含量越高，發(fā)病工齡越短，病變的發(fā)展程度越快。1．5．2塵肺病的發(fā)病癥狀及影響因素1．5．2．1塵肺病的發(fā)病癥狀從自覺癥狀上塵肺病分為三期：第一期：重體力勞動時呼吸困難、胸痛、輕度干咳。從免疫因素角度看，吞噬細胞吞噬異物后，在細胞體內(nèi)形成吞噬體，細胞內(nèi)的初級溶酶體與吞噬體結(jié)合成次級溶酶體，次級溶酶體中的各種水解酶，能消化外來異物，對未消化完全的物質(zhì)成為殘余體暫保留在細胞內(nèi)或被排出細胞外。塵肺病的發(fā)病機理至今尚未完全研究清楚。上述三種塵肺病中最危險的是硅肺病。（2）煤硅肺病（煤矽肺），由于同時吸入煤塵和含游離SiO2的巖塵所引起的塵肺病稱為煤硅肺病。由于目前廠礦企業(yè)勞動者的體檢率低，報告不全，專家估計實際發(fā)病要比報告的例數(shù)多10倍，塵肺實際發(fā)生的病例數(shù)不少于100萬例。從衛(wèi)生部召開的第十屆職業(yè)性呼吸系統(tǒng)疾病國際會議上（）獲悉：我國的職業(yè)病危害形勢十分嚴峻，職業(yè)病防治工作與我國快速發(fā)展的經(jīng)濟形勢極不適應(yīng)。濕式除塵就是利用礦塵的濕潤性從空氣中分離礦塵的。礦塵組成中，小于5um的塵粒所占百分數(shù)越大，對人體的危害越大。 鼻氣管及支氣管肺部塵徑（μm）沉積率（%）圖21 不同粒徑的粉塵在人的呼吸部位的沉積情況（2）礦塵的分散度：是指礦塵整體組成中各種粒級塵粒所占的百分比。 礦塵的粒度和分散度（1）礦塵粒度：是指礦塵顆粒的平均直徑，單位為um。風速過大，又將積塵揚起。（2）機械化程度 機械化程度越高，煤巖破碎程度越嚴重，產(chǎn)塵量就越大。（2）煤層賦存條件 同樣技術(shù)條件下，開采厚煤層比開采薄煤層的產(chǎn)塵量大；開采急傾斜煤層比開采緩傾斜煤層的產(chǎn)塵量多。1．2．4降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。煤塵能夠在完全沒有瓦斯存在的情況下爆炸，對于瓦斯礦井，煤塵則有可能參與瓦斯同時爆炸。 礦塵的危害礦塵具有很大的危害性，表現(xiàn)在以下幾個方面：1．2．1污染工作場所，危害人體健康，引起職業(yè)病。浮塵在空氣中飛揚的時間不僅與塵粒的大小、重量、形式等有關(guān)，還與空氣的濕度、風速等大氣參數(shù)有關(guān)。（4）超微塵：，要用電子顯微鏡才能觀察到，在空氣中作擴散運動。礦塵除按其成分可分為巖塵、煤塵、煙塵、水泥塵等多種有機、無機粉塵外，尚有多種不同的分類方法，下面介紹幾種常用的分類方法。在礦山生產(chǎn)過程中，如鉆眼作業(yè)、炸藥爆破、掘進機及采煤機作業(yè)、頂板管理、礦物的裝載及運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量的礦塵。本論文的論題是掘進工作面的綜合除塵設(shè)計。隨著機械化掘進程度的不斷提高，巷道斷面的不斷加大，采用單一的降(除)塵技術(shù)和措施越來越不能滿足生產(chǎn)的需要。關(guān)鍵詞：呼吸性粉塵 浮游礦塵 沉積礦塵 礦塵粒度 礦塵的分散度 礦塵的濕潤性 最低排塵風速 最優(yōu)排塵風速 比表面積1 緒 論 礦塵及其性質(zhì)礦塵是指在礦山生產(chǎn)和建設(shè)過程中所產(chǎn)生的各種煤、巖微粒的總稱。各作業(yè)點隨機械化程度的提高，礦塵的生成量也將增大，因此防塵工作也就更加重要。（3）微塵：～10um，用光學(xué)顯微鏡可以觀察到，在靜止空氣中作等速沉降。浮塵和落塵在不同環(huán)境下可以相互轉(zhuǎn)化。（2）呼吸性粉塵：主要指粒徑在5um以下的微細塵粒，它能通過人體上呼吸道進入肺區(qū)，是導(dǎo)致塵肺病的病因，對人體危害甚大。 某些礦塵(如煤塵、硫化塵)在一定條件下可以爆炸。隨著礦山機械化、電氣化、自動化程度的提高，礦塵對設(shè)備性能及其使用壽命的影響將會越來越突出，應(yīng)引起高度的重視。 影響礦塵產(chǎn)生量的因素影響礦塵產(chǎn)生量的因素主要包括以下兩個方面： 自然因素（1）地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造破壞嚴重的地區(qū)，斷層、褶曲比較發(fā)育，煤巖較為破碎，礦塵的產(chǎn)生量大。如：急傾斜煤層采用倒臺階采煤法比水平分層采煤法產(chǎn)塵量要大的多；全部冒落法管理頂板比充填法管理頂板產(chǎn)塵量要大。（5）通風狀況 風速太小，不能將浮塵帶出礦井。游離SiO2是許多礦巖的組成成分，如煤礦上常見的頁巖、砂巖、礫巖和石灰?guī)r等中游離SiO2的含量10%～80%不等，通常多在20%～50%，煤塵中的含量一般不超過5%。不同粒徑的塵粒在呼吸道和肺臟組織的阻留率如圖21所示。礦塵分散度是衡量礦塵顆粒大小構(gòu)成的一個重要指標，是研究礦塵性質(zhì)與危害的一個重要參數(shù)。 礦塵的荷電性礦塵是一種微小粒子，因空氣的電離以及塵粒之間的碰撞、摩擦等作用，使塵粒帶有電荷，可能是正電荷，也可是負電荷，帶有相同的電荷的塵粒，互相排斥，不易凝聚沉降；帶有異電荷時，則相互吸引，加速沉降。實際上塵肺病引起的致殘和死亡人數(shù)，在國內(nèi)外都十分驚人。上世紀50年代以來我國報告累計塵肺病例58萬多人，已死亡14萬多人，現(xiàn)患者44萬多人?；颊叨酁殚L期從事巖巷掘進的礦工。患者多為長期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工。我國的煤礦塵肺病中以煤硅肺病比重最大，約占80%左右，單純的硅肺、煤肺病較少。試驗和研究證明，新鮮的二氧化硅粉塵，表面活性很強，吞噬了硅塵的吞噬細胞，能使吞噬細胞崩解死亡。煤肺病的發(fā)病原理，大體上是由于煤塵過量的在肺內(nèi)各部位的聚集和堆積，隨著時間進展，網(wǎng)狀纖維增生，并可能有膠原纖維增生，最終形成煤塵纖維化即煤肺病。1．5．2．2影響塵肺病的發(fā)病因素（1）礦塵的成分。礦塵粒度不同，對人體的危害性也不同。塵肺病的發(fā)生和進入肺部的礦塵量有直接的關(guān)系，也就是說，塵肺的發(fā)病工齡和作業(yè)場所的礦塵濃度成正比。職業(yè)病的危害也日以被廣大從業(yè)者、社會、政府所重視。添加濕