【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 掘進(jìn)工作面2點(diǎn)出153830143掘進(jìn)工作面3點(diǎn)出183230146掘進(jìn)工作面4點(diǎn)出253128124掘進(jìn)工作面5點(diǎn)出242822197掘進(jìn)工作面6點(diǎn)出173825137掘進(jìn)工作面7點(diǎn)出193330126掘進(jìn)工作面8點(diǎn)出233724106在煤礦作業(yè)環(huán)境中沒(méi)有除塵設(shè)備所測(cè)的粉塵濃度、各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的浮游礦塵比例，從數(shù)據(jù)上分析說(shuō)明5μm以下的呼吸性粉塵的分散度約為20％－38％。這對(duì)人體有很大的危害。（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(fēng)鎬落煤無(wú)800左右炮采無(wú)300500機(jī)采無(wú)10003000綜采無(wú)4000以上炮掘無(wú)13001600機(jī)掘無(wú)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(jìn)工作面產(chǎn)塵量 20％－38％ 錨噴作業(yè)點(diǎn) 10％－15％ 運(yùn)輸通風(fēng)巷道 5％－10％ 其他作業(yè)點(diǎn) 2％－5％ 對(duì)粉塵性質(zhì)的進(jìn)一步研究對(duì)以后設(shè)計(jì)中除塵方案的確定及除塵設(shè)備的選用有重大意義。1）按物質(zhì)組成分類(lèi) 粉塵可分為有機(jī)塵、無(wú)機(jī)塵、混合塵。有機(jī)塵包括植物塵、動(dòng)物塵、加工有機(jī)塵；無(wú)機(jī)塵包括礦塵、金屬塵、加工無(wú)機(jī)塵等。本次設(shè)計(jì)就是屬于無(wú)機(jī)塵。2）按粒徑分類(lèi) 按塵粒大小或在顯微鏡下可見(jiàn)程度粉塵可分為：粗塵，粒徑大于40μm，細(xì)塵，粒徑10～40μm，在明亮光線下肉眼可以看見(jiàn)；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。不同粒徑的粉塵在呼吸器官中沉著的位置也不同，又分為：可吸入性粉塵即可以吸入呼吸器官，直徑約大于10μm的粉塵；，微細(xì)粉塵會(huì)沉降于人體肺泡中。3）按形狀分類(lèi) 不同形狀的粉塵可以分為：a三相等長(zhǎng)粒子，即長(zhǎng)、寬、高的尺寸相同或接近的粒子，如正多邊形及其他與之接近的不規(guī)則形狀粒細(xì)子；b 片形粒子，既兩方向的長(zhǎng)度比第三方向長(zhǎng)得多，如薄片狀、鱗片狀年粒子；c 纖維形粒子，既在一個(gè)方向上長(zhǎng)得多的粒子，如柱狀、針狀、纖維粒子；d 球形粒子，外形成圓形或橢圓形。4）按化學(xué)特性分類(lèi)：由粉塵的濕潤(rùn)性、粘性、燃燒爆炸性、導(dǎo)電性、流動(dòng)性可以區(qū)分不同屬性的粉塵。如按粉塵的濕潤(rùn)性能夠分為濕潤(rùn)角小于90186。的親水性粉塵和濕潤(rùn)角大于90186。的疏水性粉塵；按粉塵的黏性力分為拉斷力小于60Pa的不粘塵，60～300Pa的微粘塵，300～600Pa的中粘塵，大于600Pa的強(qiáng)粘塵；按粉塵燃燒、爆炸性分為易燃、易爆粉塵和一般粉塵；按粉塵流動(dòng)性可分為安息角小于30186。的流動(dòng)行好的粉塵，安息角為30186?！?5186。的流動(dòng)中等的粉塵既安息角大于45186。的流動(dòng)性差的粉塵。，104～，小于104 。5）其他分類(lèi)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(yáng)塵和二次性揚(yáng)塵等。塵粒具有形狀、粒徑、密度、比表面積四大基本特性，還具有磨損性、荷電性、濕潤(rùn)性、黏著性以及爆炸性等重要性質(zhì)。塊壯物料破碎成細(xì)小的粉狀微粒后，除了繼續(xù)保持原有的主要物理化學(xué)性質(zhì)外，還出現(xiàn)了許多新的特性，如爆炸性、帶電性等。大體上，粉塵的物理性質(zhì)包括以下方面：1）粉徑分布，是指粉塵中各種粒徑的粒子所占的百分比；2）密度，指粉塵的質(zhì)量與同體積的4℃的水質(zhì)量之比；3）比電阻，指粉塵本體與其表面化學(xué)膜電阻率之和；4）可磨性，指粉塵被研磨的難易程度，用待測(cè)粉塵與標(biāo)準(zhǔn)粉塵在相同條件下研磨消耗能量或時(shí)間之比值表示；5）安息角（靜止角、自然傾角），指粉塵自然堆放在水平面上形成圓錐體的底角；6）粘度，指粉塵之間一層對(duì)另一層的粘結(jié)力；7）親水性，指粉塵與水接觸時(shí)被水濕潤(rùn)的程度；8）爆炸極限，指粉塵在空氣中遇有高溫、明火等發(fā)生爆炸的最低質(zhì)量濃度；9）含水率，指單位體積粉塵中含有水分的數(shù)量；10）比表面積，指單位質(zhì)量粉塵中含有的內(nèi)表面積與外表面積之和；11）粉塵形狀，諸如片狀、纖維狀、球形等。在這些特性中，與除塵技術(shù)關(guān)系密切的，有以下幾個(gè)方面：?jiǎn)挝惑w積中粉塵的質(zhì)量稱(chēng)為粉塵的密度ρ其單位是kg/m3或g/cm3。由于粉塵的產(chǎn)生情況不同、實(shí)驗(yàn)條件不同，獲得的密度值也不同。一般將粉塵的密度分為真密度和堆積密度等不同的概念。1）真密度由于粉塵顆粒表面不平和其內(nèi)部的空隙，所以塵粒表面及其內(nèi)部吸附著一定的空氣。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(cè)得的粉塵自身的密度。用ρp表示。2）堆積密度固體研磨而形成的粉塵，在表面未氧化前，其真密度與母料密度相同。呈堆積狀態(tài)存在的粉塵，除了每個(gè)塵粒吸附喲一定空氣外，塵粒之間的空隙中也含有空氣。將包括粉體粒子間氣體空間在內(nèi)的粉塵密度稱(chēng)為堆積密度?？梢?jiàn)，對(duì)同一種粉塵來(lái)說(shuō)，其堆積密度值一般要小于真密度值。如煤粉燃燒產(chǎn)生的飛灰粒子，含有熔凝的空氣球， g/cm3，真密度為 g/cm3。 密度對(duì)重力、慣性、離心式除塵器的除塵率關(guān)系很大，而堆積密度則與設(shè)計(jì)粉塵的存儲(chǔ)設(shè)備和粉塵的在飛揚(yáng)問(wèn)題有關(guān)。當(dāng)粉塵的密度與堆積密度之比為10以上時(shí)，需要特別注意解決粉塵的二次飛揚(yáng)問(wèn)題。若將粉塵之間的空隙體積與包含空隙的粉塵總體之比稱(chēng)為空隙率，用ε表示，則粉塵的真密度ρp與堆積密度ρp之間存在如下關(guān)系ρb=（1ε）ρp （31）對(duì)于一定種類(lèi)的粉塵來(lái)說(shuō)，ρp是定值，而ρb隨空隙率ε變化而變化。ε值與粉塵的種類(lèi)、粒徑及充填方式等因素有關(guān)。粉塵愈細(xì)，吸附的空氣愈多，ε值愈大；充填過(guò)程加壓或進(jìn)行震動(dòng)，ε值減小。粉塵的真密度應(yīng)用于研究塵粒在空氣中運(yùn)動(dòng)，而堆積密度則可用于存?zhèn)}或灰斗容積的計(jì)算等。單位體積的粉塵具有的總表面積Sp（cm2/cm3）稱(chēng)為粉塵的比表面積。對(duì)于平均粒徑為d p、空隙率為ε的表面光滑球型顆粒，其比表面積定義 (32)對(duì)于非球型顆粒組成的粉塵，其比表面積定義為 （33）式中 φm為—顆粒群的形狀系數(shù)。即。細(xì)砂平均φm =；細(xì)煤粉φm =；煙灰φm =；纖維塵φm =。比表面積常用來(lái)表示粉塵的總體的細(xì)度，是研究通過(guò)粉塵層流體阻力以及研究化學(xué)反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱現(xiàn)象的參數(shù)之一。1）粉塵的含水量粉塵中所含水分一般可分為三類(lèi)：a 自由水:附著在表面或包含在凹面及細(xì)孔中的水分；b 結(jié)合水:緊密結(jié)合在顆粒內(nèi)部，用一般干燥方法不易全部去除的水分；c 化學(xué)結(jié)合水: 是顆粒的組成部分，如結(jié)晶水。通過(guò)干燥過(guò)程可以除去自由水和一部分結(jié)合水分，其余部分作為平衡水分殘留，其量隨干燥條件而變化。粉塵的粘附性是指粉塵顆粒之間凝聚的可能性或粉塵對(duì)器壁粘附堆積的可能性。粉塵顆粒由于凝聚變大，有利于提高除塵器的捕集效率，而從另一方面來(lái)說(shuō)，粉塵對(duì)器壁的粘附會(huì)造成裝置和管道的堵塞或引起故障。一般認(rèn)為，粘附現(xiàn)象與作用在顆粒之間的粘著力以及與固體壁面之間的作用力有關(guān)。時(shí)間證明，顆粒細(xì)，含水率高及荷電量大的粉塵易于粘附在器壁上，此外，還與粉塵的氣流運(yùn)動(dòng)狀況及壁面粗糙情況有關(guān)。所以在除塵系統(tǒng)或氣流輸送系統(tǒng)中，要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇適當(dāng)?shù)臍饬魉俣?，并盡量把器壁加工光滑，以減少粉塵的粘附。粉塵的安息角是指粉塵通過(guò)小孔連續(xù)地下落到水平板上時(shí)，堆積成的錐體母線與水平面的夾角（也叫靜止角或堆積角）。安息角是粉塵物料所具有的動(dòng)力特性之一。它與粉塵的種類(lèi)、粒徑、形狀和含水量等因素有關(guān)。多數(shù)粉塵的安息角的平均值在35176?！?6176。左右，對(duì)于同一種粉塵，粒徑愈小，安息角愈大，表面愈光滑和愈接近球形的粒子，安息角愈小。含水率愈大，安息角愈大。安息角是設(shè)計(jì)除塵設(shè)備及管道的主要依據(jù)。塵粒如呈球形，可取其直徑為粒徑。但實(shí)際上塵粒的形狀是很復(fù)雜的，多為不定形的。若要求得單一塵粒粒徑需借用不同的方法測(cè)出起代表性尺寸，叫做塵粒粒徑。用的較多的有顯微鏡粒徑、Storkesl粒徑、篩分粒徑。粉塵的各種粒級(jí)（某一粒徑范圍，如5～10181。m，10～15181。m等）所占質(zhì)量或顆粒數(shù)的百分比（%），稱(chēng)為質(zhì)量分散度或顆粒分散度。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(xì)塵粒還是粗塵粒，是最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。粉塵分散度對(duì)除塵工作具有重要的意義，是除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管徑計(jì)算以及選擇除塵設(shè)備的主要依據(jù)之一。 凝聚性粉塵微粒產(chǎn)生時(shí)的高溫，塵粒表面的電荷、布朗運(yùn)動(dòng)和聲波的震動(dòng)以及磁力作用，可使塵粒相互撞擊而引起凝聚。這一特殊性對(duì)除塵的原理和除塵效率起著不可忽視的作用。近年來(lái)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(tuán)，然后在送入旋風(fēng)除塵器，這樣，對(duì)于微小塵粒也能獲得高效率。4 除塵方案確定的原則除塵方案的確定，就是選擇最優(yōu)的除塵系統(tǒng)，在滿足除塵要求的條件下，盡量做到除塵設(shè)備的最佳配置，綜合考慮各種因素，盡量滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理。：1）就地除塵系統(tǒng)。除塵設(shè)備直接置于生產(chǎn)粉塵的設(shè)備上，基本不需要除塵管道。2）分散除塵系統(tǒng)。把就近性質(zhì)相同的產(chǎn)塵點(diǎn)用管道連接起來(lái)，共用一臺(tái)除塵設(shè)備和除塵風(fēng)機(jī)，是目前較為常用的除塵系統(tǒng)。3）集中除塵系統(tǒng)。把整個(gè)巷道或者幾個(gè)巷道的產(chǎn)塵點(diǎn)聯(lián)結(jié)與一個(gè)除塵系統(tǒng)，共用一臺(tái)除塵設(shè)備和風(fēng)機(jī)，是目前常用的除塵系統(tǒng)。： 1）干式除塵系統(tǒng)。除塵設(shè)備用干式除塵器（旋風(fēng)除塵器、電除塵器、袋式除塵器）不需要水和其他介質(zhì)做除塵介質(zhì)。2）濕式除塵系統(tǒng)。除塵設(shè)備常用濕式除塵器（沖激式除塵器、文氏除塵器、水膜除塵器）需要水或其他介質(zhì)做除塵介質(zhì)。3）干濕結(jié)合除塵系統(tǒng)。干式除塵器和濕式除塵器聯(lián)合使用。： 1）單級(jí)除塵系統(tǒng)：除塵設(shè)備采用單級(jí)。目前工程上采用的絕大多數(shù)為此類(lèi)除塵系統(tǒng)。2）多級(jí)除塵系統(tǒng)：除塵設(shè)備采用二級(jí)或二級(jí)以上的除塵器，只有在單級(jí)不能滿足排氣標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才采用多級(jí)。：1）負(fù)壓除塵系統(tǒng)。除塵器位于通風(fēng)機(jī)之前。通過(guò)通風(fēng)機(jī)的氣體已經(jīng)經(jīng)過(guò)除塵設(shè)備，含塵濃度變低，這樣通風(fēng)機(jī)所受的阻力大大降低，運(yùn)行壽命長(zhǎng)，適用于處理初濃度高的含塵氣體。2）正壓除塵系統(tǒng)。除塵器位于通風(fēng)機(jī)之后?？梢越档湍芎?，但通風(fēng)機(jī)所受的阻力加大，主要適用于處理初濃度低的含塵氣體。：1）對(duì)除塵系統(tǒng)進(jìn)行合理的劃分和規(guī)劃。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(shí)際情況。3）根據(jù)粉塵的性質(zhì)和氣體的特性，采用適宜的除塵器和除塵風(fēng)機(jī)。4）合理地設(shè)計(jì)和布局除塵管道，除塵器，除塵風(fēng)機(jī)5）對(duì)分散和集中的除塵系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)閥門(mén)，以保證各揚(yáng)塵點(diǎn)的風(fēng)量，還需要設(shè)置必要的電氣控制和輔助系統(tǒng)。6）據(jù)粉塵的性質(zhì)和氣體的特性，選擇合理的粉塵輸送設(shè)備。7）要盡可能采用節(jié)能技術(shù)，降低除塵系統(tǒng)的能耗。8）要考慮設(shè)置必要的檢修和維護(hù)空間。1）了解工藝流程，工藝設(shè)備及其配置情況，根據(jù)粉塵在工藝生產(chǎn)過(guò)程中的散發(fā)情況，確定密閉罩形式和抽風(fēng)點(diǎn)的位置。2）根據(jù)工藝設(shè)備的工作情況和密閉狀態(tài)，決定除塵點(diǎn)的風(fēng)量。3）根據(jù)工藝生產(chǎn)情況，抽風(fēng)點(diǎn)的位置和數(shù)量，劃分除塵系統(tǒng)。4）根據(jù)抽風(fēng)點(diǎn)氣體中所含粉塵的性質(zhì)、含塵濃度、井下空氣條件、掘進(jìn)工作面狀況，考慮除塵系統(tǒng)所要達(dá)到的具體環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，選擇凈化設(shè)備的形式及數(shù)量，并布置除塵器的具體位置。5）布置管道位置具體走向，繪制平斷面草圖和系統(tǒng)圖。6）計(jì)算系統(tǒng)摩擦阻力和局部阻力。7）選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)。8）選擇管道附件。9）繪制工程圖。根據(jù)主要除塵機(jī)理的不同，目前常用的除塵器可以分為以下幾類(lèi)：1）重力除塵，如重力沉降室；2）慣性除塵，如慣性除塵器；3）離心力除塵，如旋風(fēng)除塵器；4）過(guò)濾除塵，如袋式除塵器、顆粒程除塵器、纖維過(guò)濾器、紙過(guò)濾器；5）洗滌除塵，如自激式除塵器、臥式旋風(fēng)水膜除塵器；6）靜電除塵，如電除塵器。，可以分為以下幾類(lèi)：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(jí)。2）中凈化 主要用于通風(fēng)除塵系統(tǒng)，要求凈化后的空氣含塵濃度不超過(guò)100mg/m～200mg/m。3）細(xì)凈化 主要用于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和再循環(huán)系統(tǒng)，要求凈化后的空氣含塵濃度不超過(guò)1mg/m～2mg/m。4）超凈化 主要除掉1m以下的細(xì)小塵粒，用于清潔度要求較高的潔凈房間，凈化后的空氣含塵濃度視工藝要求而定。除塵器的工作原理都是以作用力為理論基礎(chǔ)。根據(jù)力的性質(zhì)不同，設(shè)計(jì)出不同的除塵器。機(jī)械除塵器有沉降室，慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器三個(gè)類(lèi)別。沉降室工作原理是利用的是重力，所謂重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。在重力作用下含塵氣體的中的粉塵在沉降室被分離出來(lái)。慣性除塵器分離粉塵用的是慣性力。慣性力是反映物質(zhì)自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力，受到外力時(shí)，物質(zhì)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在相同的作用力下慣性小的物體比慣性大的物體容易改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即得到的加速度比較大，這對(duì)慣性小的粉塵分離是有利的。旋風(fēng)除塵器利用的是離心力。所謂離心力是指做圓周運(yùn)動(dòng)的物體對(duì)施于它的向心分離力。它是依據(jù)在旋轉(zhuǎn)體的反作用力，利用離心力分離非均相系統(tǒng)的分離過(guò)程通稱(chēng)離心分離。它是依據(jù)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中質(zhì)量大的、旋轉(zhuǎn)速度快的物質(zhì)獲得的離心力也大的原理進(jìn)行工作的。電除塵器分離粉塵靠的是靜電力即庫(kù)侖力。除塵過(guò)程分為四個(gè)階段。1） 氣體分離：在電暈級(jí)與集塵級(jí)之間施加支流高電壓（40kv～70kv），使放電級(jí)發(fā)生電暈放電，氣體分離，生成大量的自由電子和正離子。2） 粉塵荷電氣流通過(guò)電場(chǎng)空間時(shí)，自由電子、負(fù)離子與粉塵碰撞并附著其上，便實(shí)現(xiàn)了粉塵的荷電。3） 粉塵沉降荷電持塵在電場(chǎng)中受靜電力的作用被驅(qū)往集塵級(jí)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后達(dá)到集塵級(jí)表面，放出所帶電荷并沉集其上。4） 清灰 集塵級(jí)表面上的粉塵沉集到一定厚度后，用機(jī)械振打等方法將其清除掉，使之落入下部灰斗中。放電級(jí)也會(huì)附著少量粉塵