【正文】 （4）除塵器方面，利用現(xiàn)在的科技手段完善除塵器的機(jī)械性能，提高其降塵效率。是噴嘴的結(jié)構(gòu)更合理，參數(shù)更匹配，霧化性能更好的噴嘴。進(jìn)一步提高減塵效率。雖然本課題通過研究各種減降塵技術(shù)取得了一定的進(jìn)展，但減降塵的課題仍然需要投入更多的研究工作，未來的工作可以從以下方面入手。（3）利用除塵器降塵是近些年來最新的防治塵技術(shù)，降塵效果只要取決于除塵器的設(shè)備性能。因此，進(jìn)行噴霧降塵時(shí)應(yīng)選擇合適的噴嘴。噴霧降塵的降塵效率可到60% ~70%。煤層注水可以適用于各種中厚煤層，減塵效率可達(dá)50% ~ 60%。其中，濕式鉆眼技術(shù)只能應(yīng)用于炮采工作面及薄煤層進(jìn)行落煤工序時(shí)。液滴太小，容易從網(wǎng)孔內(nèi)穿過漏掉，不能成泡，液滴太大，氣泡耗液量增大，開始時(shí)可能泡沫的倍數(shù)和牢固度有所增加，但增加到極限時(shí)，就減少了，而且隨著泡沫耗液量的的增加，會(huì)使更多的溶液在發(fā)泡中不起作用。（取70%）（5）噴霧液滴直徑按式512[4]計(jì)算 m (512)式中， —— 空氣動(dòng)力粘度系數(shù)，；、—— 液滴、空氣的密度，； —— 重力加速度，； —— 氣流的平均速度。（4）網(wǎng)格有效面積按式511[4]計(jì)算 （511）式中， E —— 風(fēng)泡比， ~ Q —— 發(fā)泡量，—— 網(wǎng)孔率；—— 氣流的平均速度。（3）發(fā)泡量按式510[4]計(jì)算 ， （510）式中， S —— 網(wǎng)格面積，—— 氣流的平均速度，m/s—— 網(wǎng)格相對(duì)于發(fā)泡器攔截面的轉(zhuǎn)角。cos=。（2）網(wǎng)格轉(zhuǎn)角按式59[4]計(jì)算 (59)式中， —— 流向網(wǎng)格面的動(dòng)壓矢量；—— 氣流的總動(dòng)壓。但當(dāng)半徑增大到一定值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致泡沫自身的破裂。把這些數(shù)據(jù)代入式58中得網(wǎng)格風(fēng)速=。2）發(fā)泡裝置各主要參數(shù)計(jì)算（1）網(wǎng)格風(fēng)速按式58[4]計(jì)算 （58）式中，——泡沫劑的表面張力，； ——泡沫最小曲率半徑，m； ——空氣密度。然后通過連接裝置調(diào)整泡沫發(fā)生器的角度，由此控制泡沫噴灑的范圍。由于此工作面煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易發(fā)生煤與瓦斯爆炸事故，因此在此工作面實(shí)行泡沫降塵措施，保障該工作面的工作環(huán)境。采用綜采傾斜長(zhǎng)壁采煤方法，回采率為95%。傾角3~12176。岱莊煤礦1311工作面位于－410水平130采區(qū)，開采3上煤層。 把數(shù)據(jù)代入式56得：= 。（1）噴霧裝置的耗水量采煤機(jī)械噴霧所需的耗水量主要取決于噴嘴的結(jié)構(gòu)、水壓，而與水及周圍空氣的性質(zhì)關(guān)系較少。即當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，開啟相應(yīng)的采煤機(jī)附近回風(fēng)側(cè)支架頂梁下的噴嘴噴霧，同樣可以起到引風(fēng)和撲滅機(jī)組割煤產(chǎn)生的高濃度煤塵作用。逆風(fēng)割煤時(shí)，打開外噴霧供水閥門，所有噴嘴同時(shí)噴霧；順風(fēng)割煤時(shí)，關(guān)閉C、D支管供水閥門，其余噴嘴同時(shí)噴霧。；射流速度為：20 ~ 50m/s；；水壓為3MPa。~ 90176。然后，再在采煤機(jī)本體靠近煤壁的一側(cè)安裝4個(gè)噴頭（兩個(gè)安裝在前部?jī)蓚€(gè)安裝在后部），這樣可以在煤塵產(chǎn)生的開始階段降低粉塵濃凈化含塵氣流。1） 采煤機(jī)外噴霧系統(tǒng)布置采煤機(jī)內(nèi)噴霧由采煤機(jī)自身決定，現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)外噴霧進(jìn)行一下布置，（1）噴嘴布置，在采煤機(jī)的進(jìn)風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)分別安裝一個(gè)彈簧噴桿，在彈簧噴桿上安裝8個(gè)噴嘴。采煤方法為走向長(zhǎng)壁后退式、放頂一次采全高綜合機(jī)械化采煤方法。該工作面煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。煤層傾角 0 ~23176。地面主要為大片農(nóng)田，并零星分布著民房和數(shù)眼機(jī)井，無重要設(shè)施。岱莊煤礦4321回采工作面位于315輔助水平，4300采區(qū)。 （54）式中，n —— 同時(shí)鉆孔數(shù)量——工作面日推進(jìn)速度，把數(shù)據(jù)代入上式得，n==，所以同時(shí)鉆孔數(shù)目為6個(gè) (55)式中，——注水工作面超前距離，m； ——停止注水時(shí)鉆孔距工作面距離，應(yīng)為8m ~ 20m。把數(shù)據(jù)代入式53中得注水時(shí)間T==140h。每個(gè)孔的注水時(shí)間主要取決于鉆孔注水量及鉆孔注水流量，按下式計(jì)算。①按水分值增加計(jì)算：把原始數(shù)據(jù)代入式（35）注水量Q=（）②按鉆孔長(zhǎng)度為基準(zhǔn)計(jì)算：把原始數(shù)據(jù)代入式（36）注水量Q=（）③按噸煤注水量計(jì)算：把原始數(shù)據(jù)代入式（37）注水量Q=綜合以上數(shù)據(jù)取注水量Q為70。由于煤層的注水壓力為。m把已知條件代入上式，=525 KPa（3）注水流量。煤層注水的壓力可大致按下公式估算。（2）注水壓力。5）注水工藝（1）注水系統(tǒng)。采用灌注水泥砂漿的方法，封孔直徑取80mm。①封孔深度。供水流量為80L/min。鉆孔的開口位置設(shè)在煤層的中上部。打孔時(shí)，由固定在支架上的厚木板將鉆機(jī)架設(shè)起來，調(diào)整好高度和傾角后加以固定。4）鉆孔施工（1）鉆機(jī)固定。%.所以，鉆桿最大下沉角θ= arc 176。按照一般情況取15m。采用單鉆孔布置方式，把數(shù)據(jù)代入式32得單孔長(zhǎng)度 = 88－20 =68 m,（取=20m）。該工作面煤質(zhì)較硬采用鉆機(jī)打孔，鉆孔直徑較大，取60mm。根據(jù)這些情況此工作面采用長(zhǎng)孔注水方式比較適宜，所以該工作面采用長(zhǎng)孔單孔下向鉆孔注水。2）注水方式的選擇4324工作面是中厚煤層，煤厚穩(wěn)定。根據(jù)已知數(shù)據(jù)可得，=。當(dāng) 15%時(shí)，煤層注水能取得較好的效果。水在煤體中的滲透情況取決于煤的孔隙率（用表示），一般來說，孔隙率=1% ~ 4%時(shí)，煤層注水比較困難。本文主要研究一下煤層注水技術(shù)在此工作面的應(yīng)用。對(duì)在該工作面進(jìn)行作業(yè)的工作人員十分不利。該工作面是岱莊煤礦的主采工作面之一。該工作面的煤種以亮煤為主、暗煤次之。工作面走向長(zhǎng)度為776m，傾斜寬度為88m。%，具有爆炸性。較好的解決了側(cè)式供水器磨損嚴(yán)重、容易老化和漏水問題，同時(shí)將側(cè)式供水器與電煤鉆結(jié)合的地方為緊密結(jié)合，使電煤鉆的扭力完全傳遞到鉆桿上，供水器性能及使用壽命大幅度提高。磨損后在彈簧力的作用下可以進(jìn)行密封補(bǔ)償，因此具有耐磨損并且磨損后補(bǔ)償性能好的特點(diǎn)；而該注水器上的其他密封均為靜密封，不存在磨損問題，因此全部采用橡膠密封。并且在自動(dòng)補(bǔ)償供水器內(nèi)加入乳化液克服了硫酸根離子對(duì)供水管路的腐蝕，也提高了供水的穩(wěn)定性。讓鉆眼過程中排出的煤粉手抓成團(tuán)是最理想的效果。在總供水管路上每30m設(shè)一個(gè)鉆眼供水點(diǎn)，系統(tǒng)上方設(shè)防塵噴頭，進(jìn)一步降低沒塵濃度。微控制閥可以控制鉆眼時(shí)的進(jìn)水量，補(bǔ)償供水器可以對(duì)煤電鉆的供水量進(jìn)行微調(diào)。1）管路系統(tǒng)布置，濕式鉆眼設(shè)備，動(dòng)力源采用目前使用的 MZ 型煤電鉆， m長(zhǎng)中空麻花鉆桿，采用雙翼空心鉆頭，煤電鉆采用側(cè)式供水方式，煤電鉆左側(cè)接供水管路，供水管路采用半徑為10mm（可適當(dāng)調(diào)整）的高壓膠管。具有一定的爆炸性。煤層較薄的地方生產(chǎn)采面落煤方式只能采用人工鉆眼。容易發(fā)生煤塵爆炸地點(diǎn)主要為生產(chǎn)采面采煤機(jī)附近及其回風(fēng)順槽、掘進(jìn)工作面爆破地點(diǎn)掘進(jìn)機(jī)附近、主要回風(fēng)巷道、轉(zhuǎn)載點(diǎn)或卸載點(diǎn)、處于回風(fēng)流中的機(jī)電設(shè)備或硐室。 岱莊煤礦現(xiàn)開采煤層為3上、3下煤層及揭露的16煤層，屬中厚煤層，3上煤層采取的煤樣經(jīng)新汶礦業(yè)集團(tuán)安全儀表計(jì)量檢驗(yàn)站對(duì)其進(jìn)行煤塵爆炸指數(shù)鑒定，鑒定結(jié)果為Vr=%，具有爆炸性；3下煤層采取的煤樣經(jīng)煤科總院撫順分院通風(fēng)防滅火實(shí)驗(yàn)中心對(duì)其進(jìn)行煤塵爆炸指數(shù)鑒定，鑒定結(jié)果為Vr=%，具有強(qiáng)爆炸性；16煤層采取的煤樣經(jīng)煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院對(duì)其進(jìn)行煤塵爆炸指數(shù)鑒定，鑒定結(jié)果為Vr=%，具有強(qiáng)爆炸性。岱莊礦井現(xiàn)開采410m一水平，目前已形成130采區(qū)、230采區(qū)、330采區(qū)、430采區(qū)和530采區(qū)五個(gè)采區(qū)的開拓布局，重點(diǎn)開采130采區(qū)、230采區(qū)、430采區(qū)三個(gè)采區(qū)。2）生產(chǎn)現(xiàn)狀礦井含可采及局部可采煤層共7層，即3上3上、3下、15上、16和17煤層；主要開采3上、16和17煤層。原岱莊井田精查勘探面積116km2。礦井內(nèi)為沖積、湖積平原，地形平坦，地勢(shì)呈東北高，而西南低，～，%。 1）自然地理岱莊煤礦位于濟(jì)寧煤田的北部，濟(jì)寧市北郊，行政區(qū)劃屬山東省濟(jì)寧市任城區(qū)管轄。因此，技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是本課題的重要一部分。 旋流子構(gòu)造圖1— 圓筒體 2—排塵口 3—清凈空氣排氣口 4—導(dǎo)流葉片山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 生產(chǎn)采面減降塵技術(shù)的應(yīng)用5生產(chǎn)采面減降塵技術(shù)的應(yīng)用本文的前四章對(duì)生產(chǎn)采面減降塵理論與技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹與研究，本章主要是對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行一下現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。這種除塵口具有阻力較?。▇），處理風(fēng)量大（軸向風(fēng)速3~5m/s），結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。排塵口一般同時(shí)抽出5~10%的空氣，可顯著提高除塵效率，濃縮后的氣體再次凈化處理。其構(gòu)造不用切線入口，含塵氣流沿園滾筒本體1沿軸向流入，經(jīng)導(dǎo)流葉片4，使氣流旋轉(zhuǎn)，粉塵被離心力作用拋向筒壁而由排塵口2排出，清凈空氣由排氣口3排出。設(shè)定塵粒為服從斯托克斯法則的微粒，則阻力系數(shù)由下式計(jì)算： （45）則 （46）近似的取，用為粒子的徑向速度，則 （47）粒子的徑向速度，即是粒子從氣流中的分離速度，與粒子的重力沉降速度： 相比較時(shí)， （48）在一般情況下》1，所以離心力能更有效的分離粉塵，且旋轉(zhuǎn)速度越高，旋轉(zhuǎn)半徑越小，分離速度越高。 旋風(fēng)除塵原理圖，含塵氣流沿切線方向高速流入除塵器內(nèi)，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 2）旋風(fēng)除塵器的機(jī)理 旋風(fēng)除塵是利用離心力作用分離捕集粉塵的裝置，它構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作方便，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維護(hù)工作最少，對(duì)較大塵粒（10）有較好的捕集效率，是比較廣泛的一種除塵裝置，可獨(dú)立使用，可作為前置除塵裝置，也可以作為濕式除塵的凈化后的氣水分離裝置，其結(jié)構(gòu)多種多樣。（3）布朗擴(kuò)散 當(dāng)微細(xì)塵粒受氣流的夾帶作用圍繞液滴運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于布朗擴(kuò)散作用，塵粒的運(yùn)動(dòng)軌跡與氣流流線不一致而沉積在液滴上。 典型的除塵機(jī)理1—布朗運(yùn)動(dòng) 2—截留 3—布朗擴(kuò)散 4—重力（2）截留作用 當(dāng)塵粒沿氣體流線隨著氣流直接向液滴運(yùn)動(dòng)時(shí)， ，則該塵粒與液滴接觸并被捕集.。在濕式除塵器中，慣性碰撞不僅發(fā)生在塵粒與水滴間。慣性參數(shù)值越大，碰撞效率越高。實(shí)際上，有一部分塵?？赡墚a(chǎn)生回彈，極細(xì)小塵?？赡芾@過水滴。直徑為D的水滴與含塵空氣流具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度U，當(dāng)氣流流經(jīng)水滴時(shí)，產(chǎn)生繞流而改變流線方向，塵粒因慣性作用脫離流線而碰撞并粘附于水滴上?，F(xiàn)主要討論慣性碰撞、截留、布朗擴(kuò)散和凝結(jié)三種機(jī)理的作用。因此 ,分析礦用除塵器的性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ，了解其適宜的作業(yè)場(chǎng)所，使除塵器充分發(fā)揮作用，對(duì)于推動(dòng)防塵技術(shù)的發(fā)展，保證煤礦安全生產(chǎn)，有著現(xiàn)實(shí)而積極的意義。從除塵機(jī)理看 ，既有濕式過濾除塵，又有旋風(fēng)分離除塵，還有干式布袋除塵。截齒割煤泡 沫噴射，這樣抑塵效果最好。一般安裝在滾筒采煤機(jī)的中部，或靠近操作者的側(cè)面。3）采煤機(jī)泡沫降塵國(guó)外生產(chǎn)采面應(yīng)用泡沫除塵，大都是在滾筒采煤機(jī)截煤時(shí)，向截割部噴射。理論發(fā)泡量可由供液量和發(fā)泡倍數(shù)的計(jì)算求得。風(fēng)泡比是選擇通風(fēng)機(jī)的主要依據(jù)。（4） 風(fēng)泡比：供給發(fā)泡機(jī)的風(fēng)量與發(fā)泡量之比值，稱為風(fēng)泡比。 （3） 析液時(shí)間：隨著泡沫消失而折出一定質(zhì)量的溶液所需要的時(shí)間（或稱破泡時(shí)間）。 （2） 發(fā)泡倍數(shù)：一定數(shù)量的泡沫自由體積，與該體積的泡沫全部破滅后折出的溶液體積比。表41 發(fā)泡機(jī)的性能一次水壓(kPa)二次水壓(kPa)射 程（m）排水量（L/min）2943924909801960147196245539117613511121725 2）發(fā)泡性能及參數(shù)發(fā)泡性能主要有：發(fā)泡量、發(fā)泡倍數(shù)、析液時(shí)間、風(fēng)泡比、成泡率等參數(shù)。發(fā)泡網(wǎng)的形狀會(huì)影響發(fā)泡機(jī)的發(fā)泡能力，一般以拋物面和錐形發(fā)泡網(wǎng)為好，其相對(duì)發(fā)泡能力高。此時(shí)，空氣由于高壓射流的引射作用，從發(fā)泡噴頭尾部開口處被吸入，含有發(fā)泡原液的水與空氣在金屬網(wǎng)M處形成泡沫而向前方噴射。含有發(fā)泡原液的壓力水通過軟管流入發(fā)泡噴頭F。其發(fā)泡過程是由軟管供給的壓力水（約980）進(jìn)入 水力引射式發(fā)泡機(jī)示意圖F—發(fā)泡噴頭 L—管路定量分配器 S—過濾器 T—發(fā)泡原液貯槽、—壓力表 、—高壓軟管過濾器S加以凈化，隨后流入管路、定量分配器L。除塵用發(fā)泡機(jī)多為水力引射式發(fā)泡機(jī)。 1）泡沫降塵的發(fā)泡工藝用于礦井滅火的泡沫通常是物理方法產(chǎn)生的客氣機(jī)械泡沫。試驗(yàn)證明，任何單一藥劑都不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)各方面性能的要求，為此，泡沫劑配方中也需要多種藥劑混合后才能達(dá)到所需要的目的。故在泡沫劑配方中，不能把陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑混合使用。親水基使分子引入水與水親和，而親油基使分子排斥水，與油親和。一般泡沫劑配方中含有起泡劑、濕潤(rùn)劑、穩(wěn)定劑、增溶劑等表面活性劑。由于生成了體積很大的泡沫，就能夠大大增加與塵源相互作用的表面，延長(zhǎng)了相互作用的過程，從而隔絕了塵源，又使最小的粉塵粒也容易被潤(rùn)濕。在急傾斜生產(chǎn)采面用泡沫降塵，其降塵效率比噴霧降塵提高1 ~ 。泡沫降塵在70年代中期世界各國(guó)開始廣泛應(yīng)用，近年來，我國(guó)在綜采綜掘等作業(yè)也開始試