3第三章煤礦綜合防塵技術(shù)課件

1、第三章 煤礦綜合防塵技術(shù)1第三章 煤礦綜合防塵技術(shù)防塵技術(shù)措施分類通風(fēng)除塵濕式作業(yè)凈化風(fēng)流個體防護(hù)加強粉塵濃度監(jiān)測2重點：掌握煤礦粉塵綜合防塵技術(shù)的種類、原理3國內(nèi)外發(fā)展情況國外： 高壓噴霧添加抑塵劑 濕式除塵風(fēng)機 負(fù)壓吸塵滾筒 泡沫除塵美國、澳大利亞、波蘭、俄羅斯、英國、德國4我國煤礦粉塵防治技術(shù)發(fā)展概況國內(nèi)：科技攻關(guān)“六五”、“七五”、“八五”、“九五”、“十五”、“十一五” 煤科總院、中國礦業(yè)大學(xué)、北京科技大大學(xué)、華中科技大學(xué)5綜合防塵體系中的核心技術(shù)是煤層注水.20世紀(jì)50年代中期煤科總院開始進(jìn)行研究，到60年代較系統(tǒng)地進(jìn)行煤層注水機理及工藝的研究。70年代研制出煤層注水專用的高壓注水

2、泵及配套注水儀表和器具，形成了煤層注水成套技術(shù)。680年代先后研究成功:采煤機內(nèi)外噴霧降塵技術(shù)機采工作面含塵氣流控制技術(shù)液壓支架自動噴霧降塵技術(shù)綜采放頂煤工作面綜合防塵技術(shù)機掘工作面通風(fēng)除塵技術(shù)濕式和干式掘進(jìn)機用除塵器錨噴除塵器、轉(zhuǎn)載運輸系統(tǒng)自動噴霧降塵、泡沫除塵等多種降塵技術(shù)與裝備。 7針對一般防降塵技術(shù)對呼吸性粉塵降塵效果差的難題，于90年代又進(jìn)行超聲霧化、荷電噴霧、高壓噴霧等高效噴霧降塵技術(shù)的研究，使呼吸性粉塵的降塵率達(dá)到90%左右。二次除塵8第一節(jié) 防塵技術(shù)措施分類 9 礦塵治理的基本技術(shù)途徑通常有減塵、降塵、除塵、隔塵措施和加強粉塵濃度監(jiān)測五個方面。 綜合防塵技術(shù)分為：通風(fēng)除塵、濕式

3、作業(yè)、（密閉抽塵）、凈化風(fēng)流、個體防護(hù)及加強粉塵濃度監(jiān)測等。10一、減塵技術(shù)減塵是指減少和抑制塵源產(chǎn)塵, 從而減少井下空氣中煤塵的濃度。一是減少產(chǎn)塵總量和產(chǎn)塵強度；二是減少呼吸性礦塵所占的比例。減塵是防塵技術(shù)措施中最積極最有效的措施。主要通過向煤巖體注水、濕式打眼、濕式作業(yè)等措施。11二、降低浮塵一般采用噴霧灑水來降低浮塵。噴霧灑水是將壓力水通過噴霧器（噴嘴），在旋轉(zhuǎn)及沖擊的作用下，使水流霧化成細(xì)微的水滴噴射于空氣中，用水濕潤、沖洗初生或沉積于煤堆、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。12捕塵作用：在霧體作用范圍內(nèi)，高速流動的水滴與浮塵碰撞接觸后，塵粒被濕潤，附著性增強，塵粒間會互相附著凝集成較大

4、的顆粒，在重力作用下下沉；高速流動的霧體將其周圍的含塵空氣吸引到霧體內(nèi)濕潤下沉；將已沉落的塵粒濕潤粘結(jié)，使之不易飛揚。13國外研究表明：在掘進(jìn)機上采用低壓灑水，降塵率為43%78% ，而采用高壓噴霧時達(dá)到75%95%；炮掘工作面采用低壓灑水，降塵率為51%，高壓噴霧達(dá)72%，且對微細(xì)礦塵的抑制效果明顯。14煤礦井下灑水方式：人工灑水和噴霧器灑水。對于生產(chǎn)強度高、產(chǎn)塵量大的設(shè)備和地點，還可設(shè)自動灑水裝置。在煤塵的發(fā)源地進(jìn)行噴霧灑水是降低井下空氣中含塵量最簡單、最方便而又比較有效的措施。適用于采煤、掘進(jìn)、運輸、提升及風(fēng)流凈化等各種作業(yè)場所。15三、除塵措施 除塵措施有兩種：一是通風(fēng)排塵，二是除塵裝

5、置捕集除塵。16四、隔塵措施隔離礦塵是指通過佩戴各種防護(hù)面具的個體防護(hù)措施以減少吸入人體礦塵的最后一道措施。因為井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)雖然采取了一系列防塵措施，但仍會有少量微細(xì)礦塵懸浮于空氣中，甚至有些地點不能達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，因此隔離礦塵的個體防護(hù)是防止礦塵對人體傷害的最后一道關(guān)卡。17個體防護(hù)的用具主要有防塵口罩、防塵風(fēng)罩、防塵帽、防塵呼吸器等，其目的是使佩戴者能呼吸凈化后的清潔空氣而不影響正常工作。1819第二節(jié) 通風(fēng)除塵 通風(fēng)除塵是指通過風(fēng)流的流動將井下作業(yè)點的懸浮礦塵帶出，以降低作業(yè)場所的礦塵濃度。搞好礦井通風(fēng)工作，能有效地稀釋和及時地排出礦塵。 20一、通風(fēng)排塵1、一般巷道和工作地點的通風(fēng)排塵

6、通風(fēng)排塵技術(shù)是稀釋和排出作業(yè)地點懸浮的礦塵，防止其過量積聚的有效措施。決定通風(fēng)除塵效果的主要因素是：風(fēng)速及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等。21圖3-1 采煤機司機工作地點粉塵濃度與風(fēng)速的關(guān)系 圖3-2 粉塵濃度與最佳風(fēng)速的關(guān)系P10622最低排塵風(fēng)速：能使對人體危害最大的微小礦塵（5m以下）保持懸浮狀態(tài)，并隨風(fēng)流運動而排出的最低風(fēng)速。煤礦安全規(guī)程規(guī)定，掘進(jìn)中的巖巷最低風(fēng)速不得低于0.15m/s，煤巷和半煤巖巷不得低于0.25m/s 。23最優(yōu)排塵風(fēng)速：能最大限度排除浮塵而又不致使落塵二次飛揚的風(fēng)速。一般來說，掘進(jìn)工作面的最優(yōu)風(fēng)速為0.40.7m/，機械化采煤工作面為1.52.5m/，風(fēng)速大于

7、1.52 m/s 時，就具有二次揚起礦塵的作用，風(fēng)速越高，揚塵作用越強。24煤礦安全規(guī)程規(guī)定，采掘工作面的最高允許風(fēng)速為4m/s。不僅考慮了工作面供風(fēng)量的要求，同時也充分考慮到煤、巖塵的二次飛揚問題。252. 掘進(jìn)巷道通風(fēng)排塵 P751）掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)選擇合理的掘進(jìn)除塵系統(tǒng)，是抽塵凈化技術(shù)效果好壞的關(guān)鍵因素。掘進(jìn)除塵系統(tǒng)有長壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)和長抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)兩種：（1）長壓短抽掘進(jìn)除塵系統(tǒng)以壓入式通風(fēng)為主，在工作面附近以短抽方式將工作面的含塵空氣吸入除塵器就地凈化處理（見圖3-3）。26圖3-3 長壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)1-掘進(jìn)機；2-短抽風(fēng)筒；3-除塵器；4-長壓局部通風(fēng)機；5-長壓風(fēng)筒；lr和

8、lc分別為壓入式和抽出式風(fēng)筒口距工作面的距離；ld壓入式風(fēng)筒口與除塵器重疊段的距離27優(yōu)點：通風(fēng)設(shè)備簡單，風(fēng)筒成本低，管理容易；新鮮風(fēng)流呈射流狀作用到工作面，作用距離長，容易排除工作面局部瓦斯積聚和滯留的礦塵；通風(fēng)和除塵系統(tǒng)相互獨立，在任何情況下不會影響通風(fēng)系統(tǒng)正常工作，安全性能好等。28缺點：1）除塵設(shè)備移動頻繁。這種系統(tǒng)主要適用于機械化掘進(jìn)工作面。2）掘工作面采用長壓短抽混合式通風(fēng)除塵系統(tǒng)時，通過導(dǎo)風(fēng)筒直接向工作面壓入的新鮮風(fēng)流，常會把掘進(jìn)機割煤時所產(chǎn)生的煤塵吹揚起來，向四處彌漫，不利于除塵器收（吸）塵，影響了除塵效果。29為了防止工作面含塵氣流向外擴散、停滯以及瓦斯在巷道頂板的積聚，常在

9、壓入式風(fēng)筒的末端安裝附壁風(fēng)筒（亦稱康達(dá)風(fēng)筒）改善風(fēng)流分布狀況。一般常用沿巷道螺旋式出風(fēng)的附壁風(fēng)筒，其結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。 30圖3-4 附壁風(fēng)筒螺旋狀出風(fēng)狀態(tài)示意圖31（2）長抽掘進(jìn)除塵系統(tǒng)以長距離抽風(fēng)的方式將工作面的含塵空氣抽出，經(jīng)安置在巷道回風(fēng)流中的除塵局部通風(fēng)機凈化排至巷道。如果回風(fēng)巷是不行人的巷道，便可改用抽出式局部通風(fēng)機直接將含塵風(fēng)流抽入回風(fēng)巷，如圖3-5所示。32圖3-5 長抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)1一掘進(jìn)機；2一長抽風(fēng)筒；3一除塵局部通風(fēng)機（或抽出式局部通風(fēng)機）33長抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)又可分為以下兩種形式：A前抽后壓掘進(jìn)除塵系統(tǒng)，如圖3-6所示，主要適用于機掘工作面。B前壓后抽掘進(jìn)除塵系統(tǒng)，如

10、圖3-7所示，主要適用于炮掘工作面，對錨噴支護(hù)巷道效果甚好。34圖3-6 前抽后壓通風(fēng)除塵系統(tǒng)1一掘進(jìn)機；2一長抽風(fēng)筒；3一除塵局部通風(fēng)機或抽出式局部通風(fēng)機；4一壓入式局部通風(fēng)機； 5一短壓風(fēng)筒35圖3-7 前壓后抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)1長抽風(fēng)筒；2長抽除塵局部通風(fēng)機或抽出式局部通風(fēng)機；3壓入式局部通風(fēng)機；4短壓風(fēng)筒36長抽掘進(jìn)除塵系統(tǒng)優(yōu)點：進(jìn)入巷道的新鮮風(fēng)流不受污染勞動衛(wèi)生條件好。37缺點：抽出式風(fēng)筒長，成本高，阻力大，要求局部通風(fēng)機風(fēng)量大、負(fù)壓高；風(fēng)筒中會產(chǎn)生礦塵沉積和集水現(xiàn)象，維護(hù)管理較復(fù)雜；風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口的抽風(fēng)作用范圍小。382）除塵對通風(fēng)工藝的要求(1)壓、抽風(fēng)筒口相互位置的關(guān)系A(chǔ).長壓短抽時，

11、壓入式風(fēng)筒口距工作面的距離lr5SH(SH為巷道斷面積)，壓入式風(fēng)筒口到除塵器排放口的重疊長度ld2SH。39B. 前抽后壓時，壓入式風(fēng)筒口距工作面距離lr與長壓短抽時相同（lr5SH），壓入式風(fēng)筒口與抽出式風(fēng)筒口的重疊段長度一般為1030m 。40C. 前壓后抽時，壓入式風(fēng)筒口距工作面的距離lr5m ，抽出式風(fēng)筒口與壓入式局部通風(fēng)機的重疊段長度ld 視巷道內(nèi)的塵源（如噴漿支護(hù)等）情況而定，一般為1020m。41D. 抽入口（吸塵口）距工作面的距離lc長壓短抽、長抽中前抽后壓時，抽入口（吸塵口）距工作面4m之內(nèi)有顯著的吸塵效果；前壓后抽時，吸塵口距工作面的距離大于30m 。42(2)壓、抽風(fēng)量

12、的匹配A.采用除塵系統(tǒng)。壓入式風(fēng)筒出口風(fēng)量應(yīng)比抽出式風(fēng)筒入口風(fēng)量大20%30% ，以保證工作面不出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)。B.采用長抽短壓（前壓后抽）除塵系統(tǒng)。抽出風(fēng)量應(yīng)大于壓入風(fēng)量20%50% ，以保證重疊段區(qū)域內(nèi)巷道的風(fēng)速不低于 煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。43C. 抽出風(fēng)量的確定。抽出風(fēng)量是保證吸塵效果的主要參數(shù)，抽出風(fēng)量大，對工作面的排塵效果好；反之，會影響工作面的排塵效果。一般根據(jù)除塵和工作面通風(fēng)的需要，并結(jié)合通風(fēng)設(shè)備的現(xiàn)狀，綜合考慮壓、抽風(fēng)量。44(3)長壓局部通風(fēng)機和長抽除塵局部通風(fēng)機的安裝位置A.長壓局部通風(fēng)機應(yīng)安裝在掘進(jìn)巷道口進(jìn)風(fēng)側(cè)，距巷道口的距離大于10m。B.長抽或長抽短壓（前壓后抽）除塵局部

13、通風(fēng)機應(yīng)安裝在掘進(jìn)巷道回風(fēng)側(cè)，距巷道口的距離大于10m 。45(4)抽出式局部通風(fēng)機與除塵局部通風(fēng)機串聯(lián)的要求在長抽或長抽短壓（前壓后抽）系統(tǒng)中，當(dāng)除塵局部通風(fēng)機的能力不夠時，應(yīng)盡量采用同型號的局部通風(fēng)機串聯(lián)工作。46采用間隔串聯(lián)時，相鄰兩臺串聯(lián)局部通風(fēng)機的間距應(yīng)小于這兩臺局部通風(fēng)機的風(fēng)壓作用長度，以避免循環(huán)風(fēng)；采用集中串局部通風(fēng)機之間應(yīng)采用長度為0.51.Om。帶整流柵的風(fēng)筒連接，也可用一段抽出式風(fēng)筒連接，其長度應(yīng)為風(fēng)筒直徑的10倍左右。47 二、除塵裝置捕集除塵除塵裝置（或除塵器）是指把氣流或空氣中含有的固體粒子分離并捕集起來的裝置，又稱集塵器或捕塵器。多用于煤巖巷掘進(jìn)工作面。根據(jù)是否利用

14、水或其它液體，除塵裝置可分為濕式和干式兩大類。48濕式除塵的機理 通過慣性碰撞、接觸阻留，塵粒與液滴、液膜發(fā)生接觸，使塵粒加濕、增重、凝聚； 細(xì)小塵粒通過擴散與液滴、液膜接觸； 由于煙氣增濕，塵粒的凝聚性增加； 高溫?zé)煔庵械乃羝鋮s凝結(jié)時，要以塵粒為凝結(jié)核，形成一層液膜包圍在塵粒表面，增強了粉塵的凝聚性。以疏水性粉塵能改善其可濕性。 粒徑為15m的粉塵主要利用第一個機理，粒徑在1 m以下的粉塵主要利用后三個機理。目前常用的各種濕式除塵器主要利用塵粒與液滴、液膜的慣性碰撞進(jìn)行除塵。 49（一）慣性碰撞含塵氣體在運動過程中與液滴相遇時，在液滴前Xd米處，氣流開始改變方向，繞著液滴流動。而慣性大的

15、塵粒要繼續(xù)保持原有的直線運動。塵粒脫離流線后，由于空氣的阻力，塵粒的慣性運動速度不斷下降，從最初的 v0 一直下降到等于零為止（或者和液滴發(fā)生碰撞為止）。 50氣體流線停滯流線Xd氣流方向d0vpoXs1234551如果塵粒從脫離流線到慣性運動結(jié)束，總共移動的直線距離為Xs，當(dāng)Xs/Xd1時，塵粒會和液滴發(fā)生碰撞，Xs/Xd值愈大，碰撞愈強烈，除塵效果愈好。52 塵粒粒徑、塵粒密度、氣液相對運動速度愈大，液滴直徑愈小，慣性碰撞除塵效率愈高。 同時，并非是液滴直徑越小越好，過小將會隨氣流一起運動。當(dāng)液滴直徑在補集粒徑的150倍時最佳。53（二）擴散 粒徑在0.1m左右時，擴散是塵粒運動的主要因素

16、。 當(dāng)處理粉塵的粒徑比較細(xì)小，在設(shè)計和選用濕式除塵器或過濾式除塵器時，應(yīng)有意識地利用擴散機理。54除塵器分類 根據(jù)主要除塵機理的不同，目前常用的除塵器可分為以下幾類： 重力除塵，如重力沉降室； 慣性除塵，如慣性除塵器； 離心力除塵，如旋風(fēng)除塵器； 過濾除塵，如袋式除塵器、顆粒層除塵器、纖維過濾器、紙過濾器； 洗滌除塵，如自激式除塵器、臥式旋風(fēng)水膜除塵器； 靜電除塵，如電除塵器。55空按除塵效率分類：低效、中效和高效除塵裝置 根據(jù)氣體凈化程度的不同，可分為以下幾類： 粗凈化 主要除掉粗大的塵粒，一般用作多級除塵的第一級。 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去100-20

17、0mg/m3。 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去1-2mg/m3。 超凈化 主要除掉以1m以下的細(xì)小塵粒，用于清潔要求較高的潔凈房間，凈化后的氣含塵濃度視工藝要求而定。561、濕式除塵裝置礦用除塵裝置多為濕式除塵裝置，其工作原理是通過塵粒與液滴的慣性碰撞進(jìn)行除塵。濕式除塵器類型很多，如文丘里式除塵器、濕式過濾式除塵器、濕式除塵機及水射流除塵風(fēng)機（器）等。近期又開發(fā)出濕式振弦柵除塵器、機載液動風(fēng)機旋流除塵器及渦流控塵與濕式旋流除塵等。57（1）濕式振弦柵除塵器濕式振弦柵除塵器有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是固定式振弦柵式除塵器，常稱為振弦柵除塵器；另一種

18、是旋轉(zhuǎn)式振弦柵除塵器，常稱為旋轉(zhuǎn)柵除塵器。58振弦柵除塵器，包括噴霧降塵和振弦柵除塵兩部分。由電動或液動的風(fēng)機、噴嘴、振弦柵、脫水裝置、殼體及機座等組成。其關(guān)鍵部件是振弦柵，其結(jié)構(gòu)如圖3-8所示。59圖3-8 振弦柵結(jié)構(gòu)示意圖60振弦柵除塵是利用其振動產(chǎn)生的聲波進(jìn)行除塵。處于聲場中的粒子，在聲波作用下產(chǎn)生振動，小粒子振動速度大，大粒子振動速度小，結(jié)果促使它們相互碰撞，結(jié)合成大粒子，輔以噴霧，即可達(dá)到高效降塵，特別是對細(xì)小塵粒的降塵作用。61缺點：旋轉(zhuǎn)柵除塵器只是比振旋柵除塵器多了一個旋轉(zhuǎn)柵，除塵效果雖然有所提高并具有良好的脫水作用，但工作阻力較大。62（2）渦流控塵與濕式旋流除塵器 采用渦流控

19、塵和旋流除塵相結(jié)合的綜合除塵原理凈化機掘（綜掘）工作面的含塵氣流。在長壓短抽混合式局部通風(fēng)中，其通風(fēng)控塵與除塵系統(tǒng)如圖3-9所示。63圖3-9 長壓短抽混合式局部通風(fēng)控塵與除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng)；渦流控塵風(fēng)筒；壓入式局部通風(fēng)機64在壓入式導(dǎo)風(fēng)筒末端連接著10m長的渦流控塵風(fēng)筒，首先由電動旋風(fēng)器將軸向風(fēng)流轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)風(fēng)流，再從風(fēng)筒上部窄條口送出螺旋狀風(fēng)流。在負(fù)壓導(dǎo)風(fēng)筒靠近進(jìn)風(fēng)口處串聯(lián)濕式旋流除塵系統(tǒng)。濕式旋流除塵系統(tǒng)主要由電動旋流器、導(dǎo)向裝置、脫水器、水箱、污水泵及抽出式局部通風(fēng)機等組成，如圖3-10所示。65圖3-10 濕式旋流除塵系統(tǒng)1旋流器；2導(dǎo)向器；3一級脫水器；4水箱；5污水泵；6二級脫水器；

20、7抽出式局部通風(fēng)機66設(shè)置在除塵系統(tǒng)最前端的旋流器1是一個徑向有多孔的轉(zhuǎn)盤，由電機驅(qū)動而高速旋轉(zhuǎn)，與旋流器相向布置一個固定的多孔噴水盤，向旋流器噴水。其后的導(dǎo)向器2裝有徑向?qū)Я魅~片，以轉(zhuǎn)化風(fēng)向為旋轉(zhuǎn)運動。為加強脫水而設(shè)置了兩級脫水器3和6。噴霧用水由污水泵5供給。67工作時，在抽出式通風(fēng)機的作用下，將含塵風(fēng)流吸入負(fù)壓導(dǎo)風(fēng)筒。啟動旋流器電機和水泵電機，除塵系統(tǒng)開始運行。含塵空氣進(jìn)入旋流器1與水幕、霧流相遇，一部分礦塵被霧粒捕捉，當(dāng)含塵水滴和含有殘留礦塵的空氣通過導(dǎo)向裝置2時，便產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運動，使殘留礦塵與霧粒進(jìn)一步接觸與凝聚，并在離心力的作用下，使含塵水滴與風(fēng)流分離，隨風(fēng)流進(jìn)入一級脫水器3中，

21、泥水被分離出來進(jìn)入水箱并沉淀。68含有少量水分的空氣通過二級脫水器6 再次脫水后，便完成了凈化風(fēng)流的全過程。得到凈化的風(fēng)流則通過風(fēng)機排出除塵系統(tǒng)。水箱底部沉積的塵泥，由下部的軟管排出水箱，沉降后的水可循環(huán)使用。水箱中的水位由浮子閥控制。69優(yōu)點：（1）在消耗同等能量的情況下，濕式除塵器的除塵效率到比干式高。（2）可同時除塵和有害氣體以及可以處理可燃性含塵氣體。（3） 結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，造價低。（4） 能處理濕度大、溫度高的氣體。濕式除塵器優(yōu)缺點70缺點：（1）有廢液、泥漿處理問題。（2）不適用于水硬性或遇水易發(fā)生爆炸的粉塵。（3）水源不足的地方使用較困難。（4）能耗大，耗水量大。（5）在寒

22、冷地區(qū)需采取防凍措施。712. 干式除塵器干式除塵是把局部產(chǎn)塵點首先密閉起來，防止礦塵飛揚擴散，然后再將礦塵抽到集塵器內(nèi)，集塵器將含塵空氣中的粗塵阻留，使空氣凈化的技術(shù)措施。常用在缺水或不宜水作業(yè)的特殊巖層和遇水膨脹的泥頁巖層的干式鑿巖及機掘工作面的除塵。72目前，國內(nèi)礦山使用的干式捕塵鑿巖機有帶捕塵罩的孔口捕塵和不帶捕塵罩的孔底捕塵兩種?？椎撞秹m較孔口捕塵的防塵效果高，而且使用方便。干式孔底捕塵又分中心抽塵和旁側(cè)抽塵兩種。73干式中心抽塵鑿巖機工作原理和抽塵系統(tǒng)如圖3-11所示。鑿巖時，在干式捕塵器內(nèi)部壓氣引射器2的作用下，眼底的粉塵被吸進(jìn)釬桿8的中心孔，經(jīng)過干式鑿巖機7內(nèi)的導(dǎo)塵管和輸塵膠管

23、4，到達(dá)干式捕塵器1內(nèi)進(jìn)行凈化捕塵。74圖3-11 中心抽塵干式鑿巖機工作系統(tǒng)圖1一干式捕塵器；2一引射器；3一捕塵器壓風(fēng)管；4一輸塵軟管；5 一鑿巖機壓風(fēng)管；6 一氣動支架； 7 一鑿巖機； 8 一釬頭75近年來，用于機掘工作面的干式袋式除塵器的技術(shù)也有了突破。煤炭科學(xué)研究總院重慶分院研制出的KLM-60型礦用袋式除塵器，是一種高效干式除塵器，采用兩級除塵：76前級采用重力除塵，使粗粉塵從含塵氣流中分離而沉降下來；后級采用過濾除塵，使細(xì)粒粉塵通過布袋，在篩分、慣性、粘附、過濾、靜電等作用下被捕捉下來，從而達(dá)到高效除塵的目的。除塵器的結(jié)構(gòu)如圖3-12所示。77圖3-12 KLM-60 型礦用袋

24、式除塵器結(jié)構(gòu)示意圖1-排氣管；2-排灰系統(tǒng)；3-脈沖清灰系統(tǒng)；4-濾袋組； 5-氣包；6-預(yù)選箱；7-進(jìn)氣口78 除塵器的性能指標(biāo)一、除塵器效率 除塵器效率是評價除塵器性能的重要指標(biāo)之一。它是指除塵器從氣體中捕集粉塵的能力，常用除塵器的全效率、穿透率和分級效率表示。 （一） 除塵器全效率： 式中 G1供給除塵器的粉塵量，g/s。 G3除塵器除下的粉塵量，g/s。 79 如果除塵器結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，沒有漏風(fēng) （L1=L2），公式可改寫為:80 質(zhì)量法：通過稱重求得全效率 ，用這種方法測出的結(jié)果比較準(zhǔn)確，主要用于實驗室，生產(chǎn)現(xiàn)場很難進(jìn)行。 濃度法：在現(xiàn)場測定除塵器效率時，通常先同時測出除塵器前后的空氣風(fēng)量

25、和含塵濃度，再利用公式求得全效率，這種方法稱為濃度法。含塵空氣管道內(nèi)的濃度分布既不均勻又不穩(wěn)定，要測得準(zhǔn)確的結(jié)果是比較困難的。全效率的表示方法：81 在除塵系統(tǒng)中為提高除塵效率常把兩個除塵器串聯(lián)使用，兩個除塵器串聯(lián)時的總除塵效率為： n個除塵器串聯(lián)時，其總效率為 ：多級除塵器串聯(lián)的效率 82（二） 穿透率：用未被捕集的粉塵（排出的粉塵）來表示除塵器的性能。未被捕集的粉塵量占進(jìn)入除塵器粉塵量的百分?jǐn)?shù)稱為透過率。有時更能形象地表示出除塵器的性能。83（三）除塵器的分級效率 實踐證明，除塵器的除塵效率與粉塵的分散度有密切關(guān)系。同一除塵器當(dāng)用來捕集大顆粒粉塵時，除塵效率較高，反之較低。所以在說明除塵效

26、率時，必須同時說明是哪一類型分散度的粉塵，既要說明被捕集的粉塵量，還要說明其所能捕集的粉塵顆粒大小。不同的除塵器最好按粉塵分散度來標(biāo)定它的除塵效率，即所謂的分級效率。它表示了該除塵器對某一顆粒直徑的粉塵的除塵效率。 兩種表示方法：按濃度法和按質(zhì)量法測定。 84質(zhì)量法G1、G3分別為除塵器進(jìn)口和被除塵器捕集的粉塵量Dd1、Dd3分別為除塵器進(jìn)口和被除塵器捕集的粉塵中，粒徑為 d 的粉塵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。除塵效率85濃度法當(dāng)除塵器結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，不漏風(fēng)時L1=L286 除塵器的選擇選擇除塵器時必須全面考慮有關(guān)的因素，如除塵效率、阻力、一次投資、維護(hù)管理等等，其中最主要的是除塵率。具體地講，選擇除塵器時應(yīng)注意以

27、下幾個方面的問題。872.明確用途，了解排放標(biāo)準(zhǔn) 選用的除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排空濃度。對于運行工況不太穩(wěn)定的系統(tǒng)，要注意風(fēng)量變化對除塵器效率和阻力的影響，例如，旋風(fēng)除塵器的效率和阻力是隨風(fēng)量的增加而增加的，電除塵器的效率卻是隨風(fēng)量的增加而下降的。 選擇除塵器時，必須同時考慮除塵器除粉塵的處理問題。對于可以回收利用的粉粒狀物如耐火粘土、面粉等，一般采用干法除塵，回收的粉塵可以納入工藝系統(tǒng)。1.考慮礦山特點和要求體積小而緊湊、便于移動、結(jié)構(gòu)簡單、耐用、防爆、防潮等。883. 粉塵性質(zhì)和粒度分布 粉塵的性質(zhì)對除塵器的性能具有較大的影響，例如粘性大的粉塵容易粘結(jié)在除塵器表面，不宜采用干法除塵；

28、比電阻過大或過小的粉塵，不宜采用靜電除塵；水硬性或疏水性粉塵不宜采用濕法除塵。處理磨琢性粉塵時，旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁應(yīng)襯墊耐磨材料，袋式除塵器應(yīng)選用耐磨的濾料。 不同的除塵器對不同粒徑的粉塵除塵效率是完全不同的，選擇除塵器時必須首先了解處理粉塵的粒徑分布和各種除塵器的分級效率。 894.除塵器排出的粉塵和泥漿要易于處理5.容易操作與維修6.費用。一個周期內(nèi)的費用90第三節(jié) 濕式作業(yè) 重點：濕式作業(yè)方式及除塵機理91濕式作業(yè)是利用水或其它液體，使之與塵粒相接觸而捕集礦塵的方法，它是礦井綜合防塵的主要技術(shù)措施之一。優(yōu)點：具有所需設(shè)備簡單、使用方便、費用較低和除塵效果較好。缺點：增加了工作場所的濕度，惡化

29、了工作環(huán)境，影響煤礦產(chǎn)品的質(zhì)量。92除缺水和嚴(yán)寒地區(qū)外，一般煤礦應(yīng)用較為廣泛，我國煤礦較成熟的經(jīng)驗是采取以濕式鑿巖為主，配合噴霧灑水、水封爆破和水炮泥以及煤層注水等防塵技術(shù)措施。931.濕式鑿巖、鉆眼煤礦塵肺患者中95%以上發(fā)生于巖巷掘進(jìn)工作面，而掘進(jìn)過程中的礦塵又主要來源于鑿巖和鉆眼作業(yè)。據(jù)實測，干式鉆眼產(chǎn)塵量約占掘進(jìn)總產(chǎn)塵量的80%85%；而濕式鑿巖的除塵率可達(dá)90%左右，并能提高鑿巖速度15%25%。94該方法的實質(zhì)：在鑿巖和打鉆過程中，將壓力水通過鑿巖機、鉆桿送入并充滿孔底，以濕潤、沖洗和排出產(chǎn)生的礦塵。952.水封爆破和水炮泥水封爆破和水炮泥都是由鉆孔注水濕潤煤體演變而來的，它是將注

30、水和爆破聯(lián)結(jié)起來，不僅起到消除炮煙和防塵作用，而且還提高了炸藥的爆破效果。96（1）水封爆破在工作面打好炮眼后，先注入壓力不超過4.903106Pa(50kg/cm2)的高壓水，使之沿煤層節(jié)理、裂隙滲透，直到煤壁見水為止。然后裝入防水炸藥，再將注水器插入炮眼進(jìn)行水封，如圖3-13所示。水封壓力不超過3.4323106Pa(3.5kg/cm2)。放炮時用安全鏈將注水器拴在支柱上以防崩出丟失。97圖3-13 水封爆破1安全鏈；2雷管腳線；3注水器；4膠圈；5水；6炸藥98缺點：水封爆破雖然取得了較好的防塵效果，但它需要一套高壓設(shè)備，需用防水炸藥和雷管，使用技術(shù)及條件要求得比較嚴(yán)格。因此，有些礦井采

31、用水炮泥。99（2）水炮泥原理：水炮泥是用裝水塑料袋代替粘土填于炮眼內(nèi)，爆破時水袋破裂，水在高溫高壓下汽化，與塵粒凝結(jié)，達(dá)到降塵目的。同時，產(chǎn)生的壓力將水壓入煤層的裂隙中也可進(jìn)行降塵。效果：采用水炮泥比單純用土炮泥時的礦塵濃度低20%50，尤其是呼吸性粉塵含量有較大的減少。除此之外，水炮泥還能降低爆破產(chǎn)生的有害氣體，縮短通風(fēng)時間，并能防止爆破引燃瓦斯。100圖3-14 塑料水炮泥(a)人工結(jié)扎封口；(b)雙層自動封口水炮泥的形式有兩種：一種是刀把型的人工結(jié)扎封口水炮泥；另一種是雙層自動封口水炮泥，其形式如圖3-14a、b所示。1013灑水及噴霧灑水灑水降塵是用水濕潤沉積于煤堆、巖堆、巷道周壁、

32、支架等處的礦塵。當(dāng)?shù)V塵被水濕潤后，塵粒間會互相附著凝集成較大的顆粒，附著性增強，礦塵就不易飛起。在炮采炮掘工作面放炮前后灑水，不僅有降塵作用，而且還能消除炮煙、縮短通風(fēng)時間。灑水方式：煤礦井下灑水，可采用人工灑水或噴霧器灑水。對于生產(chǎn)強度高、產(chǎn)塵量大的設(shè)備和地點，還可設(shè)自動灑水裝置。102噴霧灑水是將壓力水通過噴霧器（又稱噴嘴），在旋轉(zhuǎn)或(及)沖擊的作用下，使水流霧化成細(xì)微的水滴噴射于空氣中，其捕塵作用有：在霧體作用范圍內(nèi)，高速流動的水滴與浮塵碰撞接觸后，塵粒被濕潤，在重力作用下下沉；高速流動的霧體將其周圍的含塵空氣吸引到霧體內(nèi)濕潤下沉；103將已沉落的塵粒濕潤粘結(jié)，使之不易飛揚。效果：原蘇聯(lián)

33、的研究表明，在掘進(jìn)機上采用低壓灑水，降塵率為43%78，而采用高壓噴霧時達(dá)到75%95；炮掘工作面采用低壓灑水，降塵率為51%，高壓噴霧達(dá)72%，且對微細(xì)粉塵的抑制效果明顯。優(yōu)點：在煤塵的發(fā)源地進(jìn)行噴霧灑水是降低井下空氣中含塵量最簡單、最方便而又比較有效的措施。它適用于采煤、掘進(jìn)、運輸、提升及風(fēng)流凈化等各種作業(yè)場所。為實現(xiàn)定點噴霧的自動化，可選用機械式、油壓式、光控式、觸控式的各類自動噴霧灑水裝置。1041）掘進(jìn)機噴霧灑水掘進(jìn)機噴霧分內(nèi)噴霧和外噴霧兩種。外噴霧多用于捕集空氣中懸浮的礦塵；內(nèi)噴霧則通過掘進(jìn)機切割機構(gòu)上的噴嘴向割落的煤巖處直接噴霧，在礦塵生成的瞬間將其抑制。較好的內(nèi)外噴霧系統(tǒng)可使空

34、氣中含塵量減少85%95%。105掘進(jìn)機的外噴霧采用高壓噴霧時，高壓噴嘴安裝在掘進(jìn)機截割臂上。啟動高壓泵的遠(yuǎn)程控制按鈕和噴霧開關(guān)均安裝在掘進(jìn)機司機操縱臺上。106掘進(jìn)機截割時，開動噴霧裝置；掘進(jìn)機停止工作時，關(guān)閉噴霧裝置。噴霧水壓控制在1015MPa范圍內(nèi)，降塵效率可達(dá)75%95%。107綜掘工作面防塵技術(shù)1082）采煤機噴霧灑水采煤機的噴霧系統(tǒng)分為內(nèi)噴霧和外噴霧兩種方式。采用內(nèi)噴霧時，水由安裝在截割滾筒上的噴嘴直接向截齒的切割點噴射，可保證在滾筒轉(zhuǎn)動時只向切割煤體的截齒供水，如圖3-15所示，形成“濕式截割”。水流經(jīng)采煤機滾筒的空心軸，由一個分水器使水流緊靠截齒噴出，對不工作的截齒可切斷水源

35、，從而減少耗水量。109圖3-15 采煤機內(nèi)噴霧示意圖現(xiàn)場中，內(nèi)噴霧使用效果差別較大，主要原因水的雜質(zhì)多噴嘴的清洗不及時。保證水壓、定時清洗噴頭、配套使用水質(zhì)過濾器。110采用外噴霧時，水由安裝在截割部的固定箱上、搖臂上或擋煤板上的噴嘴噴出，形成水霧覆蓋塵源，從而使礦塵濕潤沉降，如圖3-16所示。噴霧器有單水噴霧器、組合噴霧器和引射噴霧器。組合噴霧器噴嘴多、耗水量大、擴散面大、水霧密封滾筒塵源效果好。引射噴霧器用壓力水作動力造成引射氣流，驅(qū)動含塵空氣定向運動，同時在水壓和氣流作用下提高水的霧化程度和射速，可使高濃度含塵氣流大部分引向煤壁流動，減少含塵空氣對司機和人行道的污染并同時使含塵空氣在高

36、速噴霧下凈化。111噴嘴是決定降塵效果好壞的主要部件噴嘴的形式有：錐形、傘形、扇形一般來說內(nèi)噴霧多采用扇形噴嘴，也可采用其它形式；外噴霧多采用扇形和傘形噴嘴，也可采用錐形噴嘴。112圖3-16 采煤機外噴霧示意圖現(xiàn)代大型采煤機防塵多采用含塵氣流控制、水霧屏障和噴霧降塵等綜合外噴霧技術(shù)治理粉塵。113綜采工作面防塵技術(shù)1143）綜放工作面噴霧灑水 （1）液壓支架移架和放煤口放煤噴霧灑水液壓支架移架和放煤口放煤是綜采放頂煤工作面僅次于采煤機割煤的兩個主要產(chǎn)塵源。采取有效的治理技術(shù)加以防治勢在必行。115對液壓支架移架和放煤口放煤的防塵，主要是采取自動噴霧降塵方法，即利用一個多功能自動控制閥并通過與

37、支架液壓系統(tǒng)（支架動作）的聯(lián)動而實現(xiàn)支架移架和放煤噴霧的自動化。116液壓支架移架噴霧的噴嘴，每架安設(shè)2個。放煤口放煤噴霧的噴嘴，每架安設(shè)4個：靠尾梁一側(cè)安設(shè)2個；靠支架連桿一側(cè)安設(shè)2個，如圖3-17所示。噴霧的供水，如果工作面的管網(wǎng)水壓能達(dá)到1MPa以上時，可選擇靜壓供水，否則需增設(shè)一臺水泵，實施動壓供水。117圖3-17 液壓支架自動噴霧噴嘴布置示意圖118（2）轉(zhuǎn)載點噴霧轉(zhuǎn)載點降塵的有效方法是封閉加噴霧。通常在轉(zhuǎn)載點（即采煤工作面輸送機與順槽輸送機連接處）加設(shè)半密封罩，罩內(nèi)安裝噴嘴，以消除飛揚的浮塵，降低進(jìn)入采煤工作面的風(fēng)流含塵量。為了保證密封效果，密封罩進(jìn)、出煤口安裝半遮式軟風(fēng)簾，軟風(fēng)

38、簾可用風(fēng)筒布制作。119（3）放炮噴霧爆破過程中，產(chǎn)生大量的粉塵和有毒有害氣體，采取放炮噴霧措施，不但能取得良好的降塵效果，而且還可消除炮煙、減輕炮煙的危害，縮短通風(fēng)時間。噴霧裝置有風(fēng)水噴射器和壓氣噴霧器兩種。風(fēng)水噴射器是以壓縮空氣和壓力水共同作用成霧的裝置，具有噴出射程遠(yuǎn)、噴霧面積大、霧粒細(xì)的特點。鴨嘴型噴霧器使用較為普遍。120（4）裝巖灑水灑水方式：人工灑水和噴霧器灑水。人工裝巖時，一般采用人工灑水。每裝完一層濕潤矸石，再灑一次水。隨裝巖點的推移，隨裝隨灑。裝巖機裝巖時，在距工作面45m 的頂幫兩側(cè)，懸掛兩個噴霧器進(jìn)行噴霧灑水。隨著裝巖機向前推進(jìn)，噴霧器也要隨之向前安放（見圖3-18）。

39、121圖3-18 裝巖機噴霧灑水1一噴霧器；2一控制閥；3一水量調(diào)節(jié)閥122（5）其它地點噴霧除上述地點、工藝的噴霧灑水外，在煤倉、溜煤眼及運輸過程等產(chǎn)塵環(huán)節(jié)均應(yīng)實施噴霧灑水。為了達(dá)到較好的除塵效果，應(yīng)根據(jù)不同生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的礦塵分散度選用合適的噴霧器。煤礦常用的噴霧器分為水力噴霧器和風(fēng)水聯(lián)動噴霧器兩類。123第四節(jié) 凈化風(fēng)流凈化風(fēng)流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設(shè)施或設(shè)備，將礦塵捕獲的技術(shù)措施。目前使用較多的是水幕和濕式除塵裝置。 1241、巷道水幕凈化風(fēng)流水幕是凈化進(jìn)風(fēng)流和降低污風(fēng)流中礦塵濃度的有效方法。水幕是在敷設(shè)于巷道頂部或兩幫的水管上間隔地安上數(shù)個噴霧器噴霧形成的，效率可達(dá)50%。如

40、圖3-19所示。噴霧器的布置原則：（1）水幕布滿巷道斷面；（2）盡可能靠近塵源。凈化水幕應(yīng)安設(shè)在支護(hù)完好、壁面平整、無斷裂破碎的巷道段內(nèi)。一般安設(shè)位置為：125圖3-19 巷道水幕示意圖1-水管； 2-噴霧器126礦井總進(jìn)風(fēng)：設(shè)在距井口20100m 巷道內(nèi)；采區(qū)進(jìn)風(fēng)：設(shè)在風(fēng)流分叉口支流內(nèi)側(cè)2050m巷道內(nèi)；采煤工作面回風(fēng)：設(shè)在距工作面回風(fēng)口1020m回風(fēng)巷內(nèi)；掘進(jìn)回風(fēng)：設(shè)在距工作面3050m巷道內(nèi)；隨工作面前移10m而向前挪動一次；巷道中產(chǎn)塵源凈化：設(shè)在塵源下風(fēng)側(cè)510m巷道內(nèi)。127水幕的控制方式：可根據(jù)巷道條件，選用光電式、觸控式或各種機械傳動的控制方式。選用的原則：既經(jīng)濟合理，又安全可靠

41、。1282、濕式除塵裝置所謂除塵裝置（或除塵器）是指把氣流或空氣中含有固體粒子分離并捕集起來的裝置，又稱集塵器或捕塵器。根據(jù)是否利用水或其它液體，除塵裝置可分為干式和濕式兩大類。目前常用的除塵器有SCF系列除塵風(fēng)機、KGC系列掘進(jìn)機除塵器、TC系列掘進(jìn)機除塵器、MAD系列風(fēng)流凈化器及奧地利AM-50型掘進(jìn)機除塵設(shè)備，德國SRM-330掘進(jìn)除塵設(shè)備等。129第五節(jié) 個體防護(hù)實質(zhì)：隔離防塵130個人防護(hù)用品介紹 個人防護(hù)用品是指人們在生產(chǎn)和生活中為防御各種職業(yè)毒害和傷害而在勞動過程中穿戴和配備的各種用品的總稱。 1使用防護(hù)用品的影響因素 （1）佩戴要合適。為保證完全的保護(hù)，佩戴合適是一項必須的要求

42、。 （2）使用期限。防護(hù)用品使用者必須做到無論何時出現(xiàn)危害，個體防護(hù)用品都佩戴在身，所以佩戴者的接受程度就很重要。 （3）舒適。131 （4）保養(yǎng)。要經(jīng)常清潔、檢查和維護(hù)，并使防護(hù)用品處在可以使用的狀態(tài)。 （5）培訓(xùn)。使用者及主管必須了解其使用限制以及正確的使用方法、正確的佩戴方法及必要的保養(yǎng)方法。 （6）相互關(guān)系。有些眼部保護(hù)用品與周圍的光線不相匹配，還有些在戴上呼吸保護(hù)器具后，使用不方便。這類問題可以通過正確的選擇來解決。但是，在選擇單項的個體防護(hù)用品時，需要有一個全面的考慮，這樣可以對個體防護(hù)用品做出組合的選擇。例如，一個防毒面罩除了可以保護(hù)呼吸道之外，還可以在設(shè)計中加入對眼的保護(hù)。 （

43、7）管理承諾。這是在任何一種安全計劃中都要有的必須條款，特別是對個體防護(hù)用品來講更為需要，因為這是防止危害的最后一道防線。1322個體防護(hù)用品的類型1）聽力保護(hù)聽力保護(hù)的器具主要有兩大類：一類是置放于耳道內(nèi)的耳塞，用于阻止聲能進(jìn)入；另一類是置于外耳外的耳罩，限制聲能通過外耳進(jìn)入耳鼓及中耳和內(nèi)耳。2）呼吸保護(hù)裝置(1)過濾式呼吸保護(hù)器過濾式呼吸保護(hù)器有5類：口罩；半面罩呼吸保護(hù)器；全面罩呼吸保護(hù)器；動力空氣凈化呼吸保護(hù)器；動力頭盔呼吸保護(hù)器。但是，過濾式呼吸保護(hù)器在缺氧空氣中提供不了任何保護(hù)作用。(2)供氣式呼吸器主要有3種：長管潔凈空氣呼吸器；壓縮空氣呼吸器；自備氣源呼吸器。1333）眼睛保護(hù)

44、 眼睛保護(hù)用品一般可以分為3類。(1)安全眼鏡：用于預(yù)防低能量的飛濺物，如金屬碎渣等，但不能抵御塵埃，也不能抵御高能量的沖擊；要易于更換。(2)安全護(hù)目鏡：用于預(yù)防高能量的一般濺物和灰塵，在經(jīng)過進(jìn)一步處理后，也能抵御化學(xué)品及金屬液滴。其缺點是內(nèi)側(cè)容易起霧，鏡片易損，戴后視野受局限，不能保護(hù)整個面部，價格也較貴。在抵抗非離子輻射時，要另外加上濾光片。(3)面罩：提供對整個面部的高能量飛濺物的保護(hù)，同時加上各種濾光片后，可以防止多種類型的輻射。1341354）個體防護(hù)服 (1)頭部防護(hù)。 (2)身體防護(hù)服。 (3)手套。5）鞋類6）皮膚保護(hù)7）安全帶及安全鉤136隔離礦塵是指通過佩戴各種防護(hù)面具，以減少吸入人體礦塵的個體防護(hù)措施。因為井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)雖然采取了一系