刘玉全：煤矿的防尘与二次降尘设计论文VIP专享VIP免费

掘进工作面防尘设计张元亮摘要：掘进工作面是煤矿最主要的产尘点之一。随着机械化掘进程度的不断提高，巷道断面的不断加大，采用单一的降(除)尘技术和措施越来越不能满足生产的需要。本论文的论题是掘进工作面的综合除尘设计。它主要讲采掘机截割粉尘的成因及控制方法的研究。论文从掘进工作面粉尘的构成入手，确定了掘进工作面粉尘产生的根源---截割产尘.通过对截齿破煤机理,煤层性质,截齿类型与参数,工作机构结构与参数,掘进机工作方式等方面的研究,以及对大量的尘检测数据的收集,分析,建立了掘进机截割粉尘间的关系。关键词：呼吸性粉尘浮游矿尘沉积矿尘矿尘粒度矿尘的分散度矿尘的湿润性最低排尘风速最优排尘风速比表面积1.1工程概况四矿北二区1316中顺巷于二区2.0米主绞车道交岔点以北20米处开口，开口标高-467m，施工坡度11°25′。半圆拱形断面，净宽3550mm，净高3000mm，S净=11.4m2，S掘=14.1m2。设计工程量20m，过煤段采用架U36金属棚子支护,棚间距400mm,之后喷浆封闭。1.2煤层及瓦斯根据地质资料推算，开口位置地面标高+475m，戊9-10煤层底板标高-257m，煤层埋深497m，该范围内的戊9煤层厚度1.3m，戊10煤层厚度2.0m,中间夹1.2m厚的泥岩。顶板为细砂岩，底板为泥岩，煤层倾角7°～9°，预计穿煤距离15m。根据瓦斯等级划分，在四矿水平地区-350m以上的戊9-10为低沼煤层，。此次穿过的戊9-10煤层埋藏浅（底板标高-257m），瓦斯含量较低，属低沼煤层。但施工过程中按高沼煤层管理,因此，检修道施工过程中应严格加强瓦斯管理工作。1.3掘进工作面尘源及粉尘性质分析掘进机截割产尘的机理机掘工作面粉尘的构成1产尘是岩体破碎过程的固有特性,掘进机掘进巷道的作业过程既是一个产尘的过程.掘进工作面粉尘有以下几部分组成;（1）掘进机掘进过程中煤岩破碎产生的分尘,即原生粉尘,它包括煤岩受到截齿的压碎和摩擦作用产生的粉尘,占掘进工作面粉尘的80%以上.（2）煤块塌落后与机器和地面碰撞,挡煤板,运输溜子转载造成的摩擦破碎形成的粉尘.（3）由于地质作用,煤层发生错位,断裂,在裂隙中存在的粉煤,在掘进过程中暴露出来,形成粉尘.（4）随着进风流带入机掘工作面的尘粒。对于这个量可以通过认真合理的安排地面设备而使之减到最小值。（5）工作面上沉积的粉尘在开采作业过程中或通风过程中又被扬起，即次生粉尘。由以上可以看出机掘工作面的粉尘主要是有掘进机截齿截割煤体时产生的，所以有必要分析一下截割过程的产尘机理。2截割产尘机理当尖锐的截齿截割煤岩时，在接触点处将产生很高的接触应力，随着截割力的增大，接触应力也随之增大到极限值，这样就在接触点处首先产生破碎。由于破碎发生在很小的区域内，破碎颗粒也比较小，并且接触点附近一般处于受三向压应力状态，因此这部分破碎体一般难以排除刀外，随着截齿的前进，这部分破碎体再次遭到破碎，直到形成密实的煤粉核（又叫密实核或压固核），这时截齿的能量才得以通过煤粉核会传递给周围煤岩。在煤粉核与未破碎的煤烟体间的过渡区域是众多微裂纹的集合体，随着截割力的继续增大。某些分布位置有利的裂纹开始失稳扩展，当截齿载荷达到临界值时，裂纹开始失稳扩展，迅速达到自由面，同时剩余能量释放，使得碎块崩出，这就解除了煤粉核的约束状态，煤粉核本身积聚的能量也突然释放出来。2012年3月10日——2012年3月22日随工程进度的测尘的数据如下表所示2012年3月10日——2012年3月22日随工程进度的测尘表1地点煤岩别掘进机作业操作掘进机打眼放炮装岩多工序作业平均值打锚杆眼打锚杆砌碹喷浆拌料装卸料四矿北二区1316中顺巷岩1.82.41.81.51.91.41.61.91.40.8四矿北二区1316中顺巷岩1.72.51.91.51.91.51.81.71.60.7四矿北二区1316中顺巷煤8.19.58.38.58.68.27.96.9四矿北二区1316中顺巷煤7.810.59.28.397.88.96.9四矿北二区1316中顺巷煤8.39.87.48.18.48.27.67.3四矿北二区1316中顺巷煤7.99.97.788.48.47.57.7四矿北二区1316中顺巷煤7.89.97.68.38.48.18.56.5四矿北二区1316中顺巷煤9.68.77.68.68.38.87.8四矿北二区1316中顺巷煤10.18.98.59.27.48.37.5四矿北二区1316中顺巷煤128.59.29.98.58.57.4四矿北二区1316中顺巷煤108.58...