综掘工作面除尘系统的研究

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1、综掘工作面除尘系统研究掘进机作为煤矿巷道掘进的主要设备，在巷道掘进时会产生大量的粉尘。掘进工作面的工序繁杂，产生粉尘的地点位置多变。随着综采、综掘技术的迅猛发展,开采强度不断增大。于此同时，我国煤矿粉尘污染问题日趋严重。如综掘工作面在只采取内外喷雾时，司机处粉尘浓度高达300〜1000mg/m3,而11呼吸性粉尘占全尘浓度的30%左右，无论是全尘浓度还是呼吸性粉尘浓度均严重超标，带来的严重后果是煤尘爆炸隐患增大和煤炭行业尘肺病人数的增多。据统计，目前我国煤矿约有矽肺病人40万人，每年死于矽肺病约2500人，每

2、年新增矽肺病人约8000人。近几年，我国煤矿安全生产形势仍然严峻，重特大事故尚未得到有效遏制。数量众多的职业矽帅病患者，要花费大量的人力和物力來进行治疗，不仅给患者及家屈带來了很大的痛苦，也给社会造成巨大的经济负担。控制矽肺病的发生和防止煤尘爆炸已成为煤炭行业亟待解决的问题。最冇效的措施就是大幅度降低作业场所空气中的粉尘浓度。以往国内煤矿使用的掘进机一般都配有外喷雾和内喷雾装置，但在使用时易出现堵塞喷嘴，水封易损坏等问题。外喷雾勉强使用,内喷雾却一直没冇很好发挥作用，多数掘进机的内喷雾弃置不用，而除尘设备使用

3、的也较少。已使用除尘设备的掘进工作面，实际情况也不很理想。由煤炭科学研究总院太原研究院研制的HCN系列湿式除尘系统经过了大量的研究、改进，在实践中取得了良好的除尘效果，有效地改善了工人工作环境，并消除了许多井下事故隐患。粉尘的危害粉尘的危害主要体现在矿尘的自燃性、煤尘的爆炸性及尘肺病的易发性。矿尘的自燃原因在于：由于过小的尘粒使自由表面增加，从而提高了其化学活性和氧化产热能力。曲于氧化反应产生的热量不能及时散发，使氧化反应自动加速，从而导致燃烧的发生。根据口燃温度可将可燃性粉尘分为两大类：第一类粉尘的口燃温度

4、高于周围环境的温度，只冇在加热时才能引起燃烧;另一类粉尘的自燃温度低于周围环境的温度，即使不加热也会引起自燃，这种粉尘极易形成火灾。煤尘爆炸只有在一定的浓度范围内才会发生。通常把这个范围叫做爆炸极限。资料表明，煤尘浓度达到30〜50g/m3是引起煤尘爆炸的下限，煤尘浓度为1000〜2000g/m3是引起煤尘爆炸的上限，煤尘浓度为300〜400g/m3时，爆炸力最强。煤尘爆炸所产生的高温、高压和冲击波以及引发的火灾，会对人员、设备、矿井造成严重危害。尘肺病与矿尘的关系尘肺病是矿工最常见的职业病Z—。它的形成是由

5、于工人长期吸入作业环境中悬浮粉尘而引起的。对粉尘的评价主耍是粉尘的成分和粉尘的分散度。粉尘中游离二氧化硅含量的多少一直是评价粉尘的主要指标。一般认为，粉尘中游离二氧化硅的含量越高，越容易导致矽肺病的发生。为此，我国《煤矿安全规程(2005)》第739条对作业场所空气屮粉尘浓度捉出了具体规定，分别对总粉尘和呼吸性粉尘的最高允许浓度，应该符合下表的规定要求。降低作业场所空气屮的粉尘浓度是控制尘肺病发生的最有效的措施，口前已成为煤炭行业头等重要的事情。煤尘对人体呼吸系统的影响很大，尤其是W5um的呼吸性粉尘，它可以

6、避开呼吸系统的各种保护，随空气直接流入人体的肺部。根据统计数字，几乎所冇在3年以上工龄的矿工都冇不同程度的尘肺病，并冃不同工种的工人患病的儿率不同。资料表明，井巷掘进工人的患病率为4.22%,采煤工的患病率为2.35%o由这些数据可以看出，粉尘污染对煤矿工人的身体健康影响很大。综掘工作面产尘机理分析煤矿井下掘进工作面作为综采工作的前期开拓工作面，它的产尘量在井下总产尘量屮所占的比例仅次于综采工作面，而且井巷的掘进又以其工序多、尘源分散、粉尘分散度高的特点，成为防尘的重点。这是由于掘进机在切割、装载、转运过程中

7、要产生大量的煤尘。煤尘的蔓延，给煤矿的井卜•工作埋卜•隐患。据统计,煤矿矽肺病患者屮85%以上发生在岩巷掘进工作而，煤巷和半煤岩巷道的煤尘瓦斯爆炸事故发生率也占很大的比重。综掘工作面粉尘来源主要来自截割过程。截齿靠近煤壁与煤壁接触后煤体受到挤压，截齿深入煤体，从而使煤体受剪切力的作用。当截齿离开煤壁时，煤体破碎而成粉末状掉落卜•來形成煤尘。如杲降落的煤尘随着截割滚筒的旋转而飞扬起来，就使煤尘进入运动的气流屮扩散。另外，工作而通风、截割头旋转以及煤下落形成的风流作用也会产生粉尘，这些粉尘呈悬浮状态并随着工作面风

8、流扩散，如果不在产尘源时及时灭尘，则会使煤尘充斥整个巷道，这样在整个掘进工作面上百米巷道中造成很严重的煤尘污染。浓度很高的煤尘不但影响了矿工的身体健康，同时还容易引起煤尘爆炸的事故。所以，掘进工作面的防尘一直是井下防尘的重点。从掘进机的产尘机理分析屮可以看出，最好的防尘技术措施应针对粉尘的形成处，即在截割煤炭时，减少粉尘的形成，其次是尽可能地把粉尘控制在一定空间内收集降尘。《煤矿安全规程(2005)