【正文】 ，提出了采用長壓短抽通風(fēng)除塵的技術(shù)途徑進(jìn)行了除塵系統(tǒng) 配套參數(shù)、控制技術(shù)及控 制裝置。 國外 生產(chǎn)采面 粉塵防治現(xiàn)狀 波蘭從 1950 年開始試用煤層注水，到 1963 年己有 75%的工作面采用了煤層注水。注水壓力 1630 個大氣壓，水中加入硫酸銅溶液，孔深 2~4m，封孔深 1m，注水時間 2~15 分鐘。 英國西南產(chǎn)煤區(qū) 1961 年開始使用煤層長鉆孔注水的方法，發(fā)現(xiàn)注水壓力達(dá)到 350kg/cm 方能克服煤層的原始阻力。 前蘇聯(lián)煤礦曾對采煤機(jī)的高壓噴霧裝置進(jìn)行了工業(yè)性試驗。對噴霧裝置試驗和測定的結(jié)果為 ： 在采煤機(jī)司機(jī)工作地點，不用噴霧裝置時，空氣中含塵量為 2100~3400mg/m3，采煤機(jī)后 10~15m 處的空氣含塵量達(dá) 2400~ 10300mg/m3， 使用噴霧裝置后，司機(jī)工作地點的空氣含塵量 510~ 1000mg/m3，采煤機(jī)后的空氣含塵量 降塵 至 510~ 4400mg/m3[10]。美國使用了除塵風(fēng)機(jī)、濕式纖維除塵器、小旋風(fēng)除塵器等設(shè)備；英國在掘進(jìn)巷道及山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 3 掘進(jìn)機(jī)上使用了濕式洗滌除塵器和濕式過濾除塵器 。德國在破碎機(jī)處、轉(zhuǎn)載點、掘進(jìn)機(jī)上使用了干式布袋除塵器。泡沫除塵自 50 年代問世以來，在一些主要 產(chǎn)煤國家如美國、前蘇聯(lián)、波蘭等在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，并已研究出定型的符合安全衛(wèi)生和使用要求的廉價發(fā)泡劑。 以上技術(shù)有效 地實現(xiàn)了 生產(chǎn)采面 粉塵防治 ，為井下作業(yè)工人提供了不錯的工作條件。必須 通過對煤礦 生產(chǎn)采面 產(chǎn)生粉塵的各環(huán)節(jié)進(jìn)行分析總結(jié) ， 及時完善防塵控制技術(shù)措施 ，才能 有效地解決了 生產(chǎn)采面 存在的產(chǎn)塵量大、粉塵質(zhì)量濃度高以及職工作業(yè)環(huán)境差的難題 ， 進(jìn)一步促進(jìn)了礦井安全生產(chǎn)和保障職工生命健康 。畢業(yè)論文旨在檢驗學(xué)生獨立工作能力、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)精神。這是這是一個非常實際的課題。提高煤礦防除 塵技術(shù)，防止煤塵事故發(fā)生是社會一直關(guān)注的問題。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 4 通過這次整理論文， 進(jìn)一步 認(rèn)識到現(xiàn)階段煤礦粉塵防治的現(xiàn)狀 。調(diào)查目前尚且存在的問題與隱患。煤礦生產(chǎn)建設(shè)到現(xiàn)在已經(jīng)有了一套自己的煤塵防治技術(shù)。對于新技術(shù)的研究也要基 于這些基本技術(shù)?？萍嫉陌l(fā)展與進(jìn)步是煤礦的防塵設(shè)施更加先進(jìn)，了解這些除塵設(shè)施可以掌握現(xiàn)代防塵技術(shù)。采掘工作面是整個礦井粉塵濃度最高的地方，也是工最多的地方，降低該處的粉塵濃度使礦 井防塵最重要一環(huán)。 煤礦資源的開采與利用在滿足國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對煤礦資源需求的同時，由于粉塵的危害使從業(yè)人員付出的健康甚至生命的代價已成為人們關(guān)注的焦點，據(jù)統(tǒng)計我國平均每年新增職業(yè)病患者 萬人左右，而煤塵爆炸事故也是不斷發(fā)生。所以煤礦作業(yè)場所進(jìn)行粉塵的監(jiān)測與防治，對于從源頭上控制職業(yè)病和粉塵爆炸事故的發(fā)生，確保從業(yè)人員的健康與安全尤為重要。因此， 生產(chǎn)采面 減降塵是煤礦防塵的重要環(huán)節(jié)。這樣可以把粉塵治理 工 作的關(guān)口前移，為煤礦正常生產(chǎn)提供了一定保障。煤層注水是在煤巷 采煤 作業(yè)時在 采山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 5 煤 前打若干鉆孔，通過鉆空注入壓力水， 使其沿著每層的層理、節(jié)理和裂隙向四周擴(kuò)散，滲入煤的孔隙中，增加煤 的水分和塵粒間的黏著力，并降低煤的強(qiáng)度和脆性， 以減少 采煤 時浮游粉塵的產(chǎn)生量。 2) 生產(chǎn)采面 降 塵 采煤 作業(yè)時，產(chǎn)生礦塵在所難免。本課題主要講述了噴霧降塵、泡沫除塵、濕式除塵器除塵三種措施。比如直徑 D 霧 滴以一定速度進(jìn)入含塵空氣，并占據(jù)一定空間，含塵風(fēng)流通過水霧滴時 ，風(fēng)流圍繞霧 滴運動。 （ 2）泡沫降塵 該技術(shù)是利用封閉空隙的泡沫體覆蓋塵源，使剛產(chǎn)生的粉塵迅速得到潤濕和沉積。以此降低粉塵。 本文主要解決的問題有： 1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄煤層落煤工序時，由于采用打眼落煤容易產(chǎn)生高濃度煤塵。 2）機(jī)采工作面 減降塵 （ 1）截割煤體時，截齒刀尖前面的煤被壓實而成壓固核，當(dāng)接觸應(yīng)力增加到極 限之時，壓固核被壓碎產(chǎn)生煤塵。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 6 （ 3）被割下和被滾筒拋出的煤，在其彈性恢復(fù)時沿裂縫繼續(xù)分離成更小煤塊，同時產(chǎn)生煤塵。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 生產(chǎn)采面減煤塵綜述 7 2 生產(chǎn)采面 粉塵綜述 生產(chǎn)采面 粉塵的產(chǎn)生 炮采 工作面 1） 鉆眼 工序 風(fēng)動鑿巖機(jī)或煤電鉆 鉆眼 是炮 采 工作面持續(xù)時間最長、產(chǎn)塵量很高的的工序。干式 鉆眼 ，炮 采 工作面的粉塵濃度每平方米可達(dá)上千毫克 。 3） 裝巖工序 采用爆破 采煤 的工作面裝載時，由于鏟斗與礦石摩擦、碰撞，也會產(chǎn)生大量粉塵。由采樣測得 不采用綜合防塵措施時，機(jī) 采 工作面的粉塵濃度為2020~3000mg/m3，個別高達(dá) 6000mg/m3左右。 機(jī) 采 工作面產(chǎn)塵的主要環(huán)節(jié)有 采煤 機(jī)截 割頭強(qiáng)力截割煤巖、煤巖下落或頂板局部冒落、裝運或運載煤巖、機(jī)器搬運和淸幫支護(hù)，以及通風(fēng)吹揚(yáng)起來的粉塵等。干噴法是采用壓氣輸送混凝土混合料，并且在噴頭處需再次加水與料混合后才噴 向井巷表面；濕噴法是采用機(jī)械或機(jī)械與壓氣聯(lián)合輸送經(jīng)過加水濕潤的混凝土混合料，可直接噴料支護(hù)巷道。 1） 打錨桿眼 井巷錨噴支護(hù)的錨桿眼，多數(shù)與頂板或行幫成一定角度布置。打錨桿眼產(chǎn)塵量多，粉塵易于飛揚(yáng)擴(kuò)散，難以控制。若采用干式打錨桿眼時，其粉塵濃度會更高。作業(yè)場所的粉塵濃度有時可高達(dá) 1000mg/m3左右。一般情況下，干式噴射法產(chǎn)生的粉塵量為濕式噴射法產(chǎn)塵量的 6 倍。另外噴射的速度高達(dá) 80~100m/s，噴到巷道壁會產(chǎn)生沖擊，形成大量回彈，產(chǎn)生大量粉塵。 煤 塵防治措施分 類 綜合防塵措施 在礦井 生產(chǎn)采面 各生產(chǎn)工序都產(chǎn)生粉塵，這些粉塵隨風(fēng)流飛揚(yáng)于作業(yè)空間。按照礦井實施的防塵技術(shù)，可將防塵措施分為五類。例如改進(jìn) 采煤 機(jī)械截齒及分布狀態(tài)，選用產(chǎn)塵量最小的最佳截割參數(shù)， 在可能的條 件下減少炮眼數(shù)量及炸藥用量等。例如采取煤層注水或采空區(qū)灌水，預(yù)先潤濕煤體，濕式 鉆眼 ，炮眼填塞水泡泥，放炮前后沖洗煤壁、巖幫、出煤、巖灑水等措施。 3）排塵措施 排塵措施是采用通風(fēng)方法把懸浮于風(fēng)流中的粉塵排出作業(yè)場所，或增大風(fēng)量使作業(yè)場所的粉塵濃度得以稀釋或降低的措施。 4）除塵措施 除 塵 措施是利用除塵器把風(fēng)流中所含的粉塵捕集下來 加以清楚，使風(fēng)流得到凈化的措施。 5)個體防塵措施 個體防塵措施是利用個人防塵工具把呼吸空氣中粉塵過濾下來，使工人吸入凈化了的空氣，或者采取由作業(yè)場所 外部輸送的清潔壓風(fēng)供工人呼吸。 防止煤塵引爆的措施 防爆措施有：一是在生產(chǎn)過程中防止懸浮煤塵發(fā)生爆炸的措施，二是防治沉積于巷道周壁及底板 上的煤塵參與爆炸的措施。主要有：清掃沉積煤塵、沖洗沉積煤塵 ，撒布巖粉或顆粒狀氯化鈣及食鹽、覆蓋或固結(jié)沉積煤塵、巷道刷將等措施。其主要方法 有兩種：一是采取被動式隔爆方法，如在巷道中設(shè)置巖粉棚或水棚等，二是采取自動式隔爆方法，如在巷道中設(shè)置自 動隔爆裝置等。鉆眼 工序的防塵是炮 采 防塵中極為重要的工序。這樣當(dāng) 鉆眼 設(shè)備與 煤體 接觸摩擦?xí)r， 煤體 得到了潤濕。 濕式 鉆眼 技術(shù) 1） 風(fēng)鉆式濕式 鉆眼 （ 1）供水方式及降塵效果 使用風(fēng)鉆進(jìn)行濕式 鉆眼 ，是國內(nèi)外 炮采作業(yè) 有效的基本防塵方法。這種方法是在 鉆眼 過程中，將壓力水通過風(fēng)動鑿巖機(jī)送入孔底，潤濕 并沖洗炮眼中的粉塵，使其在炮眼中變成塵漿流出炮眼。濕式鑿巖按其供水方式的不同可分為如下兩 種： ① 中心式供水。 中心供水的降塵效果與供水量有關(guān)，供水量越大，降塵效果好，供水量小，降塵效果 差。中心供水的水壓要低于風(fēng)壓 98~147kPa。 山東科技大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 生產(chǎn)采面減塵理論與技術(shù) 12 ② 側(cè)式供水。由于壓力水是從機(jī)頭旁直接供給，避免了沖孔水倒灌機(jī)膛和充氣現(xiàn)象的發(fā)生，改善了對細(xì)粉塵的 捕獲，能進(jìn)一步降低作業(yè)場所的粉塵濃度和提高純鑿巖速度 。 圖 側(cè)式供水風(fēng)鉆與離合器組裝示意圖 1— 風(fēng)鉆前部 2— 水套 3— 膠皮圈 4— 鉆桿 5— 釬托 （ 2）濕式 鉆眼 設(shè)備 我國煤礦目前廣泛應(yīng)用的定型濕式 鉆眼 設(shè)備，見表 31[1]。工作面的粉塵濃度能有電煤鉆干 鉆眼 時的 ~140mg/m3 降至9~18mg/m3。 煤層注水的原 理與技 術(shù) 煤層注水防塵的原理與影響因素 1） 煤層注水防塵原理 煤層注水是在回采前預(yù)先在煤層打若干鉆孔，通過注入壓力水，使其沿著煤層的層理、節(jié)理和裂隙向四周擴(kuò)散，滲入煤的孔隙中增加煤的水分和塵粒間的粘著力，并 使煤體塑性增強(qiáng)、脆性減弱 ， 當(dāng)煤體受外力作用時 , 許多脆性破碎變?yōu)樗苄孕巫?， 大大減少煤體破碎為塵粒的可能性 。 名稱 氣腿式 鉆眼 機(jī) 沖擊旋轉(zhuǎn)支腿式電動 鉆眼 機(jī) 旋轉(zhuǎn)式巖石電鉆 型號 7655 YT26 YTP26 YD2 YDX40A 鉆研深度 /m 5 5 5 5 4 5 鉆孔直徑 /mm 34~38 3~438 3~442 36~45 3~443 40 釬尾規(guī)格（六角對邊長） /mm 22108 22 108 22 108 22108 22或 25 山東科技大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 生產(chǎn)采面減塵理論與技術(shù) 14 2） 影響煤層注水難易程度的因素 煤層注水過程中，水沿著煤體的裂隙及孔隙滲透于媒體的內(nèi)部，并儲存于裂隙與孔隙 中，水在煤層中運動的動力是注水壓力、煤體 自身的毛細(xì)血管及水的自重力，阻礙水流動的是裂隙、孔隙的阻力及瓦斯壓力。 煤的透水性與煤的裂隙發(fā)育程度、裂隙排列方向有密切關(guān)系，衡量透水性用滲透系數(shù)來表示。另一方面 ，煤是含有大量孔隙的物質(zhì)，煤的孔隙間基本上是連通的。衡量孔隙發(fā)育程度用孔隙率來表示。國外對煙煤的研究資料表明，當(dāng)孔隙率小于 4%時，透水性良好，能注水；當(dāng)孔隙率達(dá)到 15%時，透水性就極好，注水潤濕效果非常明顯。 f較小時，透水性好，易于注水，反之則難于注水。 綜上所述，煤層注水的難易程度與煤的裂隙、煤的孔隙、煤的堅固性及變質(zhì)程度等因素有關(guān)，為了具體表示煤層的透水性及濕潤性，根據(jù)壓力梯度及鉆孔單位面積的吸水量，提出了衡量注水 難易程度的綜合指標(biāo) [2]，即 0000 StpQ?? ， cm/（ SMP? ） (31) 式中 ， 0? —— 衡量煤層注水難易程度的綜合指標(biāo)； 0p —— 初始（最大）注水壓力， MPa； 0t —— 壓力為 0p 時注水連續(xù)時間， s； 山東科技大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 生產(chǎn)采面減塵理論與技術(shù) 15 0S —— 鉆孔吸水的表面積， 2cm ； Q —— 一個鉆孔的吸水量， 3cm 。各種注水方式及其優(yōu)缺點和使用條件（見表 32[2]）。 注水方式與 生產(chǎn)采面 前 方應(yīng)力分布關(guān)系 如圖 所示 圖 注水方式與 生產(chǎn)采面 應(yīng)力分布關(guān)系 長鉆孔煤層注水技術(shù)工藝 1） 鉆孔參數(shù) （ 1）鉆孔直徑。對軟而易碎煤層采用小直徑鉆孔；硬煤層可采用較大直徑鉆孔。但當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件變化大時，本方式受到較大限制。 深孔注水 優(yōu)點 適應(yīng)圍巖吸水膨脹性鉆孔小，潤濕范圍大而均勻。 該方式適應(yīng)于采煤循環(huán)中，有準(zhǔn)備班，每周有公休日，以便在此期間進(jìn)行注水工作 巷道注水 優(yōu)點 ① 鉆孔少，潤濕范圍大 ② 潤濕效果好 缺點 ① 巖石鉆孔工作量大 ② 打鉆困難、不經(jīng)濟(jì) ③ 有時因臨近層巷道破壞 影響注水工作正常進(jìn)行 。該方法現(xiàn)場采用少。 （ 2） 鉆孔長度。鉆孔長度受鉆機(jī)能力、煤層傾角、厚度、構(gòu)造、夾矸情況及技術(shù)因素的影響，往往達(dá)不到設(shè)計長度。鉆孔間距可根據(jù)煤層潤濕半徑 來計算，合理的鉆孔間距一般通過實驗來確定。 （ 4） 鉆孔角度。） （ 33） 式中 ， m? —— 煤層傾角，（176。）； arc?? lhtg （ 34） 式 中 ， h —— 鉆桿下 沉距離， m； l —— 鉆孔長度， m； lh —— 鉆桿下沉率，一般為 %~%，傾角大的硬煤煤