劉玉全：煤礦的防塵與二次降塵設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-19 20:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 粉塵在風(fēng)流中運(yùn)動(dòng)，必須處于懸浮狀態(tài)。使粉塵處于懸浮狀態(tài)的風(fēng)速稱為懸浮速度，其值與粉塵的沉降速度相等，方向向反。在平巷中，風(fēng)流方向與粉塵沉降方向垂直，風(fēng)流的推力對(duì)粉塵的懸浮沒有直接的作用，使粉塵懸浮的主要速度，是垂直方向的脈動(dòng)速度，所以必須是紊流而且要有足夠大的風(fēng)速。在垂直井巷中，風(fēng)速方向與粉塵沉陣方向平行，只要風(fēng)速大于粉塵的懸浮速度，粉塵即能隨風(fēng)流一起向上運(yùn)動(dòng)。粉塵隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于有風(fēng)流的橫向速度、粉塵的沉降速度以及塵粒形狀不規(guī)則等因素的影響，其不是作直線運(yùn)動(dòng)，而是在作不規(guī)則的曲線運(yùn)動(dòng)。粉塵顆粒間、塵粒和巷壁之間均存在有摩擦、碰撞以及粘著作用。因此，含塵空氣在運(yùn)動(dòng)中．粉塵濃度將發(fā)生變化。②最低排塵風(fēng)速能促使呼吸性粉塵保持懸浮狀態(tài)，并隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的最低風(fēng)速，稱為最低排塵風(fēng)速。在平巷中，能夠使粉塵懸浮并隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的前提是風(fēng)流處于紊流狀態(tài)，并且紊流的橫向脈動(dòng)速度Vm的均方根值要大于塵粒在靜止空氣中的沉降速度Vpc，即實(shí)際工作中，可按下式計(jì)算煤礦粉塵的最低排塵風(fēng)速：式中 a——巷道或管路的摩擦阻力。這就是粉塵保持懸浮狀態(tài)所要求的風(fēng)速條件，依式(4—19)，對(duì)最低排塵風(fēng)速進(jìn)行了專門的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果認(rèn)為，能使5～7的粉塵在無(wú)支護(hù)巷道中保持懸狀態(tài)，并使隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的粉塵，在斷面內(nèi)的分布均勻。因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：運(yùn)輸巷、采區(qū)進(jìn)回風(fēng)道、回采工作面、掘進(jìn)中的煤巷及半煤巖巷，；掘進(jìn)中的巖巷、。③最優(yōu)排塵風(fēng)速排塵風(fēng)速逐漸增大，能使較大的塵粒懸浮并將其帶走，同時(shí)增強(qiáng)了稀釋作用。在連續(xù)產(chǎn)塵時(shí)，粉塵濃度隨著風(fēng)速的增加而降低，說明增加風(fēng)量，稀釋作用是主要的。當(dāng)風(fēng)速增加到一定數(shù)值時(shí)，粉塵濃度可降低到一個(gè)最低值。風(fēng)速再增大時(shí)，粉塵濃度將隨之再次增大，說明已沉陷的粉塵被再次吹揚(yáng)，此時(shí)風(fēng)流造成的吹揚(yáng)起著主導(dǎo)作用，而稀釋作用處于次要地位。一般將能使粉塵達(dá)到最低濃度的風(fēng)速，稱作最優(yōu)徘塵風(fēng)速。最優(yōu)誹塵風(fēng)速在一般干燥巷適中為1．2m/s～2m/5，它也受到一些因素的影響，如工作區(qū)有擾動(dòng)，促使粉塵飛揚(yáng)，則最優(yōu)排塵風(fēng)速值要降低。在潮濕巷道，粉塵不易被吹揚(yáng)起來，在較高的風(fēng)速范圍(5m/s～6m/s以下)，稀釋作用為主，粉塵濃度隨風(fēng)速的增加而下降。④粉塵的二次飛揚(yáng)沉積于巷道底板、周壁以及礦巖堆等處的粉塵，當(dāng)受到較高風(fēng)速的風(fēng)流作用時(shí)．能再次被吹揚(yáng)起來形成粉塵的二次飛揚(yáng)。能夠使粉塵二次飛揚(yáng)的風(fēng)速大小，受到粉塵濃度、密度、形狀、濕潤(rùn)程度、附著情況等許多因素的影響。根據(jù)試驗(yàn)觀測(cè)資料．一般進(jìn)風(fēng)井口必須布置在不受粉塵、灰土、有害或高溫氣體侵入的地方，盡量減少進(jìn)風(fēng)井口的塵源，定期清洗井巷附近的路面、井巷風(fēng)流的噴霧凈化等。井內(nèi)凈化一般采取在進(jìn)風(fēng)巷道中安裝水幕的方法，這種方法可以達(dá)到25％～60％的降塵效果，若在水中添加表面活性劑還可進(jìn)一步提高凈化效果。此外，還可采取靜電過濾風(fēng)源、冷凝過濾等方法進(jìn)行巷通風(fēng)流的凈化。冷凝法過濾風(fēng)源的原理是，使蒸汽在粉塵上凝結(jié)并遇冷變成塵霧粒沉降，其凈化效果較高可達(dá)90％以上。采用長(zhǎng)壓短抽式通風(fēng)系統(tǒng)除塵。（如圖） 長(zhǎng)壓短抽式通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)要求（1）壓、抽風(fēng)筒口相互位置的關(guān)系，包括：長(zhǎng)壓短抽時(shí)：lr≤5S（S為巷道段面積）；ld≥2S；lc≤4m。（2）壓、抽風(fēng)量的配合，包括：長(zhǎng)壓短抽時(shí)：壓入式風(fēng)筒出口風(fēng)量應(yīng)比抽出式風(fēng)筒入口風(fēng)量大20%～30%，以保證工作面不出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)。（3）長(zhǎng)壓局部通風(fēng)機(jī)的安裝位置，包括：長(zhǎng)壓局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)安裝在掘進(jìn)巷道口進(jìn)風(fēng)側(cè)，距巷道口的距離大于10m。 通風(fēng)系統(tǒng)（1）、通風(fēng)線路：新鮮風(fēng)流從地面→副井→丁戊組石門→主斜井中部聯(lián)巷→由風(fēng)機(jī)經(jīng)φ600mm風(fēng)筒進(jìn)入→掘進(jìn)工作面。（2）、 乏風(fēng)由聯(lián)絡(luò)巷工作面→主斜井中部聯(lián)絡(luò)巷→丁戊組石門串入四礦用風(fēng)工作面。 局部通風(fēng)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)選型計(jì)算與風(fēng)機(jī)選型1）風(fēng)機(jī)選型計(jì)算：①按工作面最多人數(shù)計(jì)算Q掘=4NK=425=115m3/min式中:N—掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)K—②按一次起爆最大炸藥用量計(jì)算Q掘=KA== m3/min式中：Q掘——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量m3/minK——系數(shù)，全斷面一次爆破取小值，分次放炮取大值K=，A—一次爆破最大炸藥用量③按風(fēng)速驗(yàn)算V1S掘＜Q掘＜V2S掘60＜Q掘＜604＜Q掘＜式中：S掘
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