礦井粉塵防治技術(shù)研究

1礦井粉塵防治技術(shù)研究礦井粉塵的危害性礦井粉塵(一)礦塵，一船指礦物開采或加工過(guò)程中產(chǎn)生的微細(xì)固體集合體。在我國(guó)從煤塵粒徑大于1mm的一搬不能參與爆炸考慮，將粒徑在lmm以下的煤粒叫煤塵。從衛(wèi)生角度考慮，巖塵粒徑加大于5μm塵粒很難進(jìn)入肺胞，因而將粒徑在5μm以下的巖粒叫巖塵。巖塵中如果含有游離二氧化硅(SiO2)，當(dāng)其含量超過(guò)10％時(shí)，稱為矽塵。從礦塵的存在狀態(tài)講，常把沉積于器物表面或井巷四壁之上的礦塵稱為落塵，懸浮于井巷空間空氣中的礦塵稱為浮塵(或飄塵)。落塵與浮塵在不同風(fēng)流環(huán)境下是可以相互轉(zhuǎn)化的。防塵技術(shù)研究的對(duì)象，主要是懸浮于空氣中的浮塵，所以一般所說(shuō)的粉塵就是指懸浮于空氣中的粉塵。礦塵危害對(duì)人體健康的危害長(zhǎng)期從事采掘工作和粉塵作業(yè)的職工，易患職業(yè)病—塵肺病。塵肺病既是礦工的主要職業(yè)病，又是一種致命性的疾病。這是工人長(zhǎng)期作業(yè)在含塵空氣的條件下，吸入呼吸性粉塵而造成肺部出現(xiàn)彌散性纖維組織病變的結(jié)果。潛伏期的長(zhǎng)短與塵粒的大小、濃度和接觸時(shí)間有關(guān)。最主要的是經(jīng)過(guò)低劑量和長(zhǎng)期吸入粉塵后，根據(jù)煤礦粉塵的特點(diǎn)而引起漸變性的矽肺病和煤肺病。此外，還能因肺部的纖維性病變而繼發(fā)肺心病和肺氣腫，多種病并發(fā)癥等，加速患者病情惡化，縮短患者壽命。在采、掘等粉塵作業(yè)環(huán)境中，若礦塵達(dá)到較高的濃度，影響視野，操作中容易造成人身事故。煤塵有時(shí)對(duì)反應(yīng)敏感的個(gè)別作業(yè)人員還能因刺激皮膚而引起皮炎，刺激眼睛而引起角膜炎。進(jìn)入耳腔后若不及時(shí)清除可能影響聽覺。對(duì)礦井安全的危害煤塵燃燒和爆炸。在采掘過(guò)程中生成煤塵后，浮游于風(fēng)流或瓦斯流中的煤塵有可能一時(shí)沉降在巷道等處的表面上，而當(dāng)風(fēng)流等條件發(fā)生變化時(shí)又可能再次呈浮游狀態(tài)。煤塵生成后，整個(gè)自由表面積大大地增加，加快了氧化反應(yīng)速度，產(chǎn)生氧化熱和高溫。釋放出可燃性氣體(1Kg焦煤釋放出可燃性氣體約為290—350L)。如果存在意外的引燃條件和出現(xiàn)明火時(shí)，則能引起煤塵燃燒和爆炸。發(fā)生煤塵爆炸時(shí)又因空氣的熱膨脹而形成負(fù)壓區(qū)，造成空氣向爆炸地點(diǎn)逆流，若該區(qū)內(nèi)還存在著可能發(fā)生爆炸約塵源和熱源時(shí)，則完全有可能因新鮮風(fēng)流的返回而發(fā)生二次爆炸．據(jù)有關(guān)資料介紹：煤塵發(fā)生爆炸時(shí)的火焰溫度可達(dá)到1000一1900℃；最大的傳播速度可達(dá)到l120一1800m／s；爆炸形成的沖擊波的最高速度為2340m／s；爆炸壓力可達(dá)到l9ke／cm：，使抗壓強(qiáng)度為40k8／cm2的鋼板遭到破壞。在爆炸的同時(shí)還產(chǎn)生大量的C02和CO，其中CO的含量在空氣中可達(dá)到2—3％。從上面的情況可以看出：煤塵爆炸的危害性不亞于沼氣爆炸，一旦發(fā)生，礦井將遭到嚴(yán)重的破壞和人員的大量傷亡。1.2井下塵源及運(yùn)動(dòng)規(guī)律井下的塵源煤礦井下作業(yè)基本上可分為兩大部門，即掘進(jìn)和開采。而井下的塵源與各個(gè)具體生產(chǎn)工序相關(guān)，包括鉆眼、爆破、掘進(jìn)、采煤(放媒)、裝運(yùn)和支護(hù)等作業(yè)。此外，當(dāng)井下發(fā)生自燃時(shí)除生成有害氣體外也產(chǎn)生一些飛灰。運(yùn)動(dòng)規(guī)律礦井塵源的運(yùn)動(dòng)包括隨氣流的遷移和遷移過(guò)程中出現(xiàn)的沉降活動(dòng)。表示塵霧特點(diǎn)的重要參數(shù)包括：扮塵濃度、塵霧的運(yùn)動(dòng)速度、顆粒大小的分布、風(fēng)流的壓力分布。粉塵沉降中最主要的是速度問(wèn)題，而速度又取決于粒徑、密度和風(fēng)速。目的在研究揚(yáng)塵沉降中．主要的理論依據(jù)是Stokes定律。如果在流體的介質(zhì)中有一個(gè)小顆粒不受擾動(dòng)，并能在重力作用下自由沉降，則首先以加速度下落，然后達(dá)到勻速沉降．此時(shí)，顆粒排開開流體產(chǎn)生的阻力等于3πr。因而達(dá)到勻速狀態(tài)時(shí)，阻力等于顆粒的重量減去浮力。還包括：對(duì)流擴(kuò)散引起的沉降，渦流擴(kuò)散沉降，慣性沉降作用等。煤塵爆炸條件及其抑制基本條件煤塵發(fā)生爆炸有4個(gè)基本條件：(1)浮游粉塵的濃度是最關(guān)健的條件，我國(guó)規(guī)定了煤塵爆炸的下限濃度45g/m3。上限1000-2000爆炸威力最大的濃度為300-400g/(2)煤塵的揮發(fā)性成份的區(qū)分率。一般情況下，含可燃的揮發(fā)性成份＜10％時(shí)基本不可能發(fā)生爆炸，＞10％則屬于爆炸性粉塵。揮發(fā)性成份越高爆炸性越強(qiáng)．＞28％時(shí)爆炸力最強(qiáng)。(3)存在引爆的熱源，一搬引爆溫度在650一700℃之間。(4)空氣中含氧量＞l7％易于發(fā)生爆炸．＜17％則不易發(fā)生爆炸。除以上基本條件外．還有以下幾項(xiàng)對(duì)燃燒和爆炸有影響的因素；煤塵中的含硫量越高爆炸力越強(qiáng)；煤塵的含水量越高越能降低燃燒性和爆炸力；煤塵的灰分是不燃物質(zhì)，所以煤塵中灰分含量越高燃燒和爆炸的可能性越小，超過(guò)30一40％時(shí)，爆炸的可能性更??；煤塵的粒度越小爆炸力越強(qiáng)；空氣中酌CH4含量越高則煤塵爆炸濃度的下限越低，若含量達(dá)到2.5％時(shí)，則下限為10g／m3。煤塵發(fā)生爆炸大致經(jīng)歷以下三個(gè)階段：預(yù)防及抑制措施一、撒布巖粉成分：(1)可燃物的組份不得超過(guò)5％；(2)游離二氧化硅組份不得超過(guò)l0％，(3)不含砷、五氧化二磷或含量不超過(guò)0.01％；(4)治粉的粒度必須全部小于0.3mm(通過(guò)50目篩)其中70％以上要小于0要求：1)采掘工作面所有的運(yùn)輸巷和回回風(fēng)巷道；2)煤塵經(jīng)常聚集的地點(diǎn)；3)有煤塵爆炸危險(xiǎn)煤層和無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)煤層同時(shí)開采時(shí)，在這兩煤層相連接的巷道中撤布巖粉；4）巷道長(zhǎng)度，不得小于300m．如果巷道長(zhǎng)度小于300m，全部巷道都應(yīng)撤布巖粉。二、清掃井巷中的積塵1．清掃井巷中的沉積煤塵，對(duì)斜井、平硐、井底車場(chǎng)、運(yùn)輸岔道、石門、絞車道以及行轉(zhuǎn)載點(diǎn)及其它井巷、硐室有煤塵堆積的地點(diǎn)，均需根據(jù)煤塵沉積情況，定期演掃。2．沖洗巷道周邊沉積煤塵對(duì)井下總回風(fēng)道、主要回風(fēng)道、采掘工作面附近以及凡需清理的巷道，需定期沖洗巷進(jìn)出頂棚、兩幫、巷道底部順次進(jìn)行，兩邦沖洗還包闊背板等處落塵在內(nèi)。3．刷漿，刷槳是用石灰水摻少量水泥噴灑在巷道周壁使煤塵固結(jié)，避免煤塵飛揚(yáng)參與爆炸。剛刷漿后的井巷，容易判斷煤塵沉積情況，并組織人員進(jìn)行沖洗落塵。三、隔爆棚根據(jù)消火劑撒散源的不同，把隔爆棚分為被動(dòng)式隔爆棚和出動(dòng)式隔爆棚。所謂被動(dòng)式隔爆棚是指消火刑的撤敵由爆炸本身引起。即隔爆枷在爆炸沖擊波的作用下，將消火劑撒布丁整個(gè)巷道斷向上，以撲滅隨之而來(lái)的爆炸火炳。其作用機(jī)型建丈征爆炸沖擊波戰(zhàn)前于爆炸火焰的基礎(chǔ)上。但是，沖擊波速度與火焰速度常受不同的爆炸強(qiáng)度及不問(wèn)的爆炸過(guò)積的影響，因此，被功式隔爆枷常由于沖擊波超前距離的大小不同而失去隔爆作用。為此，研制了自動(dòng)式隔爆棚。自動(dòng)式隔爆棚主要由探測(cè)系統(tǒng)(傳感器)和飛散系統(tǒng)(雷管)兩部分組成。兩者安置位置相距一定距離(50m左右)。這種隔爆棚可設(shè)在距爆源點(diǎn)較近的位置。它可以在爆炸火焰到來(lái)的瞬間將隔瀑的消火劑撤布于巷道空間，格火焰熄滅有萌芽狀態(tài)。根據(jù)消火劑種類不同，可把隔爆棚分為巖粉棚和水槽棚(包括隔爆水袋與隔爆水槽)。1．集中式布置隔爆棚此種布置方式是根據(jù)巷道實(shí)際斷面，按每乎方米400L水，裝入一定容積(40L或80L)的水槽，將這些水槽橫向布且成一列一列的水槽棚．列與列的間距，；最大不應(yīng)超過(guò)3.0m。水槽棚與頂板距離：對(duì)于梯形巷道為0.1—0.15m；圓形巷道為0.3—0.5m。水槽棚距巷道軌面不低于1.8m。分散布置是在可能發(fā)生爆炸地點(diǎn)40一150m一段巷道內(nèi)分散地布置水槽棚。它的水量以布置區(qū)巷道體積計(jì)其，一般以每立方米巷道的水量不低于5L計(jì)算。每隔l0一30m橫向布置一架或兩架棚子。每架棚子懸掛2—3個(gè)水槽。水棚區(qū)的水量按水棚區(qū)巷道空間計(jì)算，約L／m。左右。由于巖粉棚上的巖粉容易受潮固結(jié)難于飛揚(yáng)，且浮塵沉降在巖粉上以后，大大降低了巖粉的隔爆作用。此外，裝運(yùn)巖粉工作量較大。由于這些缺點(diǎn)，近些年來(lái)世界主要采煤國(guó)家廣泛采用水槽棚隔爆。綜合防塵技術(shù)預(yù)濕煤體防塵煤礦在生產(chǎn)過(guò)程中采、掘、裝運(yùn)等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有大量粉塵產(chǎn)生，要把井下空氣中的含塵濃度控制態(tài)國(guó)家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)淮以內(nèi)，必須同時(shí)采取多種防塵措施。減少采掘過(guò)積中煤塵的發(fā)生量，是減塵技術(shù)措施中的重點(diǎn)，預(yù)濕煤體減塵是一項(xiàng)最積極、最有效的限制塵源的措施。在煤層開采過(guò)程中，為了大量減少或基本消除煤塵在井下飛揚(yáng)，預(yù)先用水通過(guò)鉆孔和裂隙注入尚未開采的煤體，使水均勻分態(tài)在煤層空隙(裂隙、孔隙)中，以抑制煤塵的生成和飛揚(yáng)，這一工作叫做預(yù)濕煤體。1．濕潤(rùn)煤體內(nèi)部的原生煤塵在煤體內(nèi)部的各種裂隙中，或多或少存在著原生煤塵，水進(jìn)入裂隙后，將其中的原生煤塵在煤體末破碎前預(yù)先濕潤(rùn)，使其失去飛揚(yáng)性。煤層開采后煤塵可隨著煤炭運(yùn)出地面，可大大減少空氣中的煤塵濃度。2．注入的水份可有效地包裹煤體內(nèi)的每一細(xì)小部分水進(jìn)入煤體各種裂隙和層理后，在極其微小的空間內(nèi)部都有水的注入，這就使整個(gè)煤體有效地被水包裹起來(lái)。當(dāng)煤體在開采中受到破碎時(shí)，因?yàn)樵诮^大多數(shù)的破碎面中均充滿著水，可大大減少煤塵飛揚(yáng)。3．煤層注水可改變煤體的物理力學(xué)性質(zhì)水進(jìn)入煤體后，可使煤炭塑性增加，脆性減弱。當(dāng)煤體受外力作用時(shí)，許多脆性破碎變?yōu)樗苄宰冃?，因而大量減少了煤炭被破碎為塵粒的可能性，降低了煤塵的產(chǎn)塵量。實(shí)驗(yàn)證明，煤炭預(yù)濕后，當(dāng)水份增值達(dá)到1％以上，開采時(shí)的煤塵濃度比干煤降低5．9％—12．24％，在一些天然含水為7％—8％的煤層中，甚至無(wú)須采用任何防塵措施，就很容易使回采工作面的含塵量達(dá)到規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)c據(jù)國(guó)內(nèi)外情況表明，采用頸濕煤體方法可使降塵率達(dá)到60％—90％，一般為70％—80％。1．按注水方式分類·煤層注水方式是指鉆孔的布置方式，它包括：鉆孔位置、鉆孔的方向和鉆孔的長(zhǎng)度。按注水方式可分三類注水方法：長(zhǎng)鉆孔注水、短鉆孔注水及深鉆孔注水。其中長(zhǎng)鉆孔注水又可分為兩種：1)沿層鉆孔注水。包括：沿傾斜鉆孔、偽傾斜鉆孔及扇形鉆孔注水方式。2)穿層鉆孔注水。主要用于特厚煤層，這種方法包括：上行穿層鉆孔和下行穿層鉆孔兩種注水方式2．按供水方式分類提供注水壓力的方法有兩種，1)靜壓注水?！o壓注水方式是指利用地面水池或上水平水池與井下注水地點(diǎn)高差所造成的壓力，通過(guò)礦井防塵管路直接將水引進(jìn)鉆孔來(lái)進(jìn)行注水。由于礦井的深度或兩水平間的高差有限，一般通過(guò)靜壓提供的注水壓力很有限。。2)動(dòng)壓注水。動(dòng)壓注水是通過(guò)礦井機(jī)械造成的壓差來(lái)進(jìn)行注水的方式。。(二)采空區(qū)或巷道灌水防塵灌水濕潤(rùn)煤體防塵，是將水灌入采空區(qū)或巷道中，靠水的自重及毛細(xì)管作用，通過(guò)煤巖裂隙浸入煤體中，使煤體得到預(yù)先濕潤(rùn)，以減少礦塵生成和飛揚(yáng)。1．緩傾斜厚煤層超前鉆孔采空區(qū)灌水在開采緩傾斜厚煤層第二分層時(shí)，超前于采煤工作面由回風(fēng)巷向采空區(qū)打鉆孔，水通過(guò)鉆孔灌入采空區(qū)然后滲入煤體。2．水平厚煤層超前鉆孔采空區(qū)灌水水平厚煤層采空區(qū)灌水的一般原則與緩斜厚煤層相同，共特點(diǎn)是因煤層是近似水平狀態(tài)，水進(jìn)入采空區(qū)后，因不能靠坡度向整個(gè)采空區(qū)流動(dòng)，只能從孔口向四周溢散，因而要將水送至果空區(qū)的中間部位，使水從鉆孔向四周的采空區(qū)送流擴(kuò)散，達(dá)到防塵的目的。3．緩傾斜厚煤層水窩灌水預(yù)濕煤體用下行陷落法分層開采緩傾斜厚煤層時(shí)，在下分層回風(fēng)巷內(nèi)，沿煤層傾斜方向緊靠假頂掘一些水窩，這些水窩均超前工作面掘好并提前灌水，水經(jīng)水窩流過(guò)假項(xiàng)上部采空區(qū)，并同時(shí)向四周煤體滲透，以達(dá)到防塵的目的。4．采空區(qū)埋管灌水這種方式是在采煤工作面風(fēng)巷中，鋪設(shè)灌水管路，直接向放頂后的采空區(qū)灌水。5．水平分層采空區(qū)灌水這種方法是在急傾斜厚煤層水乎分層開采時(shí)，考慮其采空區(qū)面積一般較小，而且?guī)讉€(gè)分層工作面同時(shí)開采，因此采用前采后灌水的方式向放頂線外側(cè)進(jìn)行灌水，及時(shí)濕潤(rùn)下層煤體。在上述幾種灌水方法中，最常用的是：采空區(qū)埋管灌水、緩傾斜厚煤層超前鉆孔采空區(qū)灌水、水平分層采空區(qū)灌水三種方法。濕式作業(yè)濕式作業(yè)是礦井防塵的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。它具有簡(jiǎn)單易行、費(fèi)用少、效果好等優(yōu)點(diǎn)。在我國(guó)煤礦，較成熟的經(jīng)驗(yàn)是：采取以濕式鑿巖為主，并輔以噴霧灑水、水炮泥、水封爆破以及煤體注水等防塵技術(shù)措施。一、濕式鑿巖濕式鑿巖就是在鑿巖工作中，將壓力水通過(guò)鑿巖機(jī)送入并充滿孔底，以濕潤(rùn)、沖洗和排出產(chǎn)生的礦塵。它是鑿巖工作普遍采用的有效防塵措施。礦塵要產(chǎn)生在鑿巖作業(yè)中，因此是防塵工作的重點(diǎn)。濕式齒巖有中心供水和旁側(cè)供水兩種供水方式，目前使用較多的是守心供水式鑿巖機(jī)。濕式鑿巖的防塵效果取決于單位時(shí)間內(nèi)送入鉆孔的水量。只有向鉆孔底部不斷充滿水，才能起到對(duì)礦塵的濕潤(rùn)作用，并位之順利排出。二、濕式鉆眼濕式鉆眼就是用濕式煤電鉆（低瓦斯礦井）在煤層中鉆眼。它具有良好的水密封性能，能有效地控制回采工作面和煤層掘進(jìn)工作面的煤塵。三、灑水防塵灑水防塵是用水濕潤(rùn)沉積于煤、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。當(dāng)?shù)V塵被水濕潤(rùn)后，塵粒問(wèn)互相附著凝集成較大的顆粒。同時(shí)，因礦塵濕潤(rùn)后增加了附著性，而能粘結(jié)在巷道周壁、支架煤巖表面上，這樣在煤巖裝運(yùn)等生產(chǎn)過(guò)程或受到高速風(fēng)流作用時(shí)，礦塵不易揚(yáng)起。一般裝巖時(shí)向巖堆灑水一次，工作地點(diǎn)粉塵濃度為5mg／m3；而分層每次灑水時(shí)，工作地點(diǎn)礦塵濃度小2kg／m3，然而不灑水干裝巖，工作地點(diǎn)礦塵濃度競(jìng)大于8mg／m3。《規(guī)程》規(guī)定產(chǎn)塵量大的設(shè)備和地點(diǎn)，需要設(shè)自動(dòng)灑水裝制。四、噴霧捕捉浮塵將水霧化成微細(xì)小滴噴射于空氣中與浮塵碰撞接觸，塵粒被水捕捉而附著在水滴上或者濕潤(rùn)的塵?；ハ嗄纱箢w粒，從而加速其沉陣，使之盡快變?yōu)槁鋲m。2．噴霧器的類型1)水噴霧器。風(fēng)罩，在噴霧的同時(shí)造成一股引射風(fēng)流，具有二次霧化作用，提高了霧化質(zhì)量，具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、尺寸小、重量輕、使用方便可靠、降塵效果好等優(yōu)點(diǎn)。多用在采煤機(jī)的外噴霧。3)氣水噴霧器。這種噴霧器是根據(jù)壓氣霧化液體的原理設(shè)計(jì)的。即借助于壓氣作用，使壓力水分散成霧狀水滴并噴射出去。氣水噴男器具有霧化程度高、噴霧射程遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。在壓力不小于294.3—392.4kPa、耗水量10—12L／min的情況下，能達(dá)到5m以上的噴霧射程，且水霧細(xì)密度大，對(duì)危害健康最大的呼吸性粉塵捕獲效果顯著。經(jīng)實(shí)地測(cè)試，一般捕塵率可達(dá)90％。我國(guó)在掘進(jìn)工作面使用較多的是鴨嘴形氣水噴霧器。如圖5—2所示。在風(fēng)壓500kPa，噴嘴外，尚有磁化噴嘴，五、水泡泥和水封爆破“水炮泥”是用盛水的塑料袋代替或部分代替炮泥充填于炮眼內(nèi)，爆破時(shí)水袋破裂，在高溫高壓爆炸波的作用下，大部分被汽化然后重新凝結(jié)成根細(xì)的霧滴并和同時(shí)產(chǎn)生的礦塵相接觸，形成霧滴的凝結(jié)核或被霧滴所濕潤(rùn)而起到降塵作用。水炮泥在炮眼守布置的方法對(duì)爆破效果和安全性影響很重要。一般情況下采用下面三種方式：(1)先裝炸藥，再裝水炮泥，最后裝黃泥。(2)先裝水炮泥和炸藥，再裝水炮泥和黃泥。(3)先裝水炮泥和炸藥，再裝水炮泥(不裝黃泥)。具體裝填方法，應(yīng)視炮眼深度而定。具有自動(dòng)封口功能的水袋要求用不易燃燒、對(duì)皮膚無(wú)害的材料制作，袋的強(qiáng)度要能耐受炮棍的沖擊或巖石磨擦而不致?lián)p壞。此外還要求具備耐拉、耐熱性能。水炮泥的封口方法有三種：(1)打結(jié)法：當(dāng)水裝入袋中離袋口約76mm時(shí)，就把袋口繞成一個(gè)結(jié)，使之封閉。這種方法要求袋子本身必須有很大的仲縮性，否則很難保證袋于的密封性能和強(qiáng)度，(2)用腳線結(jié)扎法：即使用放炮腳線將袋口扎住。此法易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，(3)自動(dòng)封口：自動(dòng)封口水袋。在水袋口沒有逆止闖，逆止閥的作用是當(dāng)水袋注灑水后，按口即自行封閉，使水袋不致流水。國(guó)內(nèi)外一些資料表明，水炮泥爆破要比泥封爆破工作面礦塵濃度降低40％一70％，對(duì)5μm加以下的礦塵具有較好的效果。同時(shí)還能減少爆破產(chǎn)生的有害有毒氣體。因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：“采煤工作面應(yīng)……使用水炮泥”。通風(fēng)除塵一、通風(fēng)除塵的作用通風(fēng)除塵是稀釋和排出工作地點(diǎn)懸浮粉塵，防止過(guò)量積塵的有效措施。。在風(fēng)流中，出于紊流脈動(dòng)的速度的作用，微細(xì)塵粒將能長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中并隨風(fēng)遷移。1μm以下的細(xì)微塵?；静幌鲁粒诳諝庵刑幱诓煌Ｐ倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)。近乎于氣體分子。懸浮于空氣中的煤塵一部分隨風(fēng)流帶出礦井，而大部分卻沉積在井巷里，回風(fēng)巷內(nèi)沉積量最多。從塵源地開始，粒徑大的先沉積下來(lái)，粒徑小的則隨風(fēng)飄流沉積在較遠(yuǎn)的地方。沉積在巷道頂板和兩幫的粉塵粒徑小的較多，而底板上的粉塵粒徑大的較多，它們的重量分布是：底板上最多；兩幫次之；頂板最少。2．礦塵的擴(kuò)散在礦井里，礦塵的擴(kuò)散主要受控于風(fēng)流。使礦塵擴(kuò)散和揚(yáng)起粉塵的氣流，大體可分為一次塵化氣流和二次塵化氣流。所謂一次塵化氣流是指在產(chǎn)塵過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生的氣流。如車輛遠(yuǎn)行、煤巖垮落、割煤機(jī)滾筒旋轉(zhuǎn)誘導(dǎo)的氣流以及爆破沖擊波等。一次塵化氣流是使礦塵飛揚(yáng)擴(kuò)散于作業(yè)空間的主要?jiǎng)恿?，但作用范圍是有限的。雖然如此，也應(yīng)盡量控制在較小的空間之內(nèi)，以利于采取除塵措施。二次氣流是指出外部進(jìn)入產(chǎn)生空間的氣流，主要指井下風(fēng)流。其它如鑿巖機(jī)的排氣、風(fēng)筒漏風(fēng)等。二次氣流使飛揚(yáng)于生氣中的礦塵向更大范圍擴(kuò)散和蔓延，要控制它所造成的污染必須采取合理的通風(fēng)措施。三、排塵風(fēng)速在一般干燥巷道內(nèi)最優(yōu)排塵風(fēng)速為1．2—2m／s：，它也受到一些因素的影響，加工作區(qū)省擾動(dòng)，促使粉塵飛揚(yáng)，則最優(yōu)排塵風(fēng)速值耍降低。在潮濕巷道，粉塵不易被吹揚(yáng)起來(lái)，在較高的風(fēng)速范圍(5—6m／s以下)Q=Q——風(fēng)量m3/sG——礦井產(chǎn)塵濃度mg／sC——礦塵允許濃度，mg／sC0——進(jìn)風(fēng)流中的礦塵濃度，要求不超過(guò)0.5kg/從防治礦塵、瓦斯等方面考慮，《煤礦安全規(guī)程》第107條中規(guī)定了井巷中的容許風(fēng)速值，見下表：井巷名稱容許風(fēng)速（m/s）最低最高無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井或風(fēng)硐專為升降物料的井筒風(fēng)橋升降人員和物料的井筒主要進(jìn)、回風(fēng)巷架線電機(jī)車巷道運(yùn)輸機(jī)巷采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷采煤工作面掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷掘進(jìn)中的巖巷其它通風(fēng)行人巷道1512108886441.4.4作業(yè)地點(diǎn)采煤工作面防塵截割采煤時(shí)的防塵。改進(jìn)采煤機(jī)結(jié)構(gòu)減少礦塵生成，國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐證明，當(dāng)滾筒采媒機(jī)落煤作業(yè)時(shí)，煤塵生成量的大小主要取決于：滾筒形狀、截齒構(gòu)造及其數(shù)目、該簡(jiǎn)轉(zhuǎn)速與采煤機(jī)牽引速度匹配情況、裁齒在煤壁上的裁割深度以及螺旋葉片的裝煤能力等。1．滾筒形狀研究結(jié)果表明，采煤量較大時(shí)，不問(wèn)的滾筒形狀對(duì)產(chǎn)塵雖的影響是很大的。例如，圓柱形滾筒a，因共螺旋葉片間距以及葉片高度均相同，所以，螺旋內(nèi)的裝煤空間亦相同。而錐形b與階梯形滾筒c出煤端的空間越來(lái)越大，截割下來(lái)的煤可及時(shí)出螺旋葉片裝運(yùn)，因此遠(yuǎn)煤流程通暢，煤的破碎率降低，故產(chǎn)生煤塵量降低。2．滾筒轉(zhuǎn)速與牽引速度及截深對(duì)產(chǎn)塵量有影響的第二個(gè)因素是：滾筒的轉(zhuǎn)速度及截深。截深大小主要取決于滾筒上的截齒數(shù)目以及采煤機(jī)的牽引速度。一般來(lái)說(shuō)，截探越大產(chǎn)塵量越少，此外，采落的煤塊塊度亦大。3．截齒構(gòu)造選擇合理的截齒幾何形狀，對(duì)減少采煤時(shí)的煤塵生成是十分重要的。蘇聯(lián)的研究結(jié)果表明：為了使煤粉和煤塵減小到最小值，將齒寬減少到保匠其強(qiáng)度的必須值是合理的。因較窄的截齒可以減少煤屑的數(shù)量和增加煤肩的平均長(zhǎng)度。例如齒寬為12mm時(shí)，煤屑平均長(zhǎng)度為13．3mm；而齒寬為24mm時(shí)，長(zhǎng)度為8．4mm在設(shè)計(jì)時(shí)滾筒采煤機(jī)，從機(jī)體結(jié)構(gòu)到機(jī)構(gòu)布置都充分考慮到了降低產(chǎn)塵量的許多因素，同時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化處理。例如，滾筒上只安裝了少量的截齒(每條截線上只安有一個(gè)截齒)，內(nèi)噴霧管路系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)理(內(nèi)噴霧管路穿過(guò)截齒，實(shí)現(xiàn)在截齒頭噴霧)。試驗(yàn)表明，該采煤機(jī)具有采落的煤塊度大，產(chǎn)塵量低(尤其呼吸性粉塵)。采煤機(jī)濕式除塵盡管通過(guò)改進(jìn)采煤機(jī)結(jié)構(gòu)可以減少煤塵的生成，但只有良好的濕式防塵措施與之配合，才能達(dá)到最佳的除塵效果。采煤機(jī)上濕式除塵時(shí)，耍注意不能使原煤過(guò)分潮濕，一跟情況下，每立方米原煤最多可嘆灑20L水(相當(dāng)于增加煤的平均水分1．5％)。采煤機(jī)上濕式除塵主要分內(nèi)、外噴霧兩種。噴咀裝在滾筒口或截齒上，將水從滾筒里向截齒噴射，稱為內(nèi)噴霧，噴咀裝在機(jī)身上，將水從滾筒外向滾筒及煤壁噴射稱為外噴霧。內(nèi)噴霧的噴咀離截齒近，可以實(shí)現(xiàn)齒面噴霧，因此，內(nèi)喚霧降塵效果比外噴霧好，耗水量也少，但其供水管路要通過(guò)滾筒，需可靠的回轉(zhuǎn)密封，國(guó)內(nèi)的內(nèi)噴霧噴咀常發(fā)生堵塞和損壞現(xiàn)象。截割式采煤機(jī)系統(tǒng)必將進(jìn)一步發(fā)展、完善?；谀壳暗恼J(rèn)識(shí)，為了進(jìn)一步減塵采煤機(jī)系統(tǒng)尚需改善滾筒結(jié)構(gòu)、螺旋葉片、截齒及截齒架等。為了刻下煤塊煤及減少細(xì)微煤塵，滾筒采煤機(jī)的截深還要盡可能再大一些。改進(jìn)采煤機(jī)結(jié)構(gòu)必須輔之粘塵與降塵措施。自動(dòng)內(nèi)噴霧裝置要配備充足的水量與水壓，處于停止噴霧的噴咀必須道過(guò)更加完善的過(guò)濾系統(tǒng)加以保護(hù)。刨削采煤時(shí)的防塵刨削式采煤防塵措施主要是指在刨削機(jī)道上的噴霧灑水方法。這種方法通常是在應(yīng)用煤層注水的回采面上進(jìn)行。向刨削機(jī)道噴灑水的目的是：預(yù)濕尚未來(lái)落的煤壁；濕潤(rùn)刮板輸送機(jī)上礦石表面；降低回采工作面回風(fēng)側(cè)的大量浮塵。要達(dá)到上述要求，可在刮板輸送機(jī)的撐板上或支架的前梁上以一定間距布置噴咀，兩種布置方式主要取決于煤層厚度的大小。開采小于1m厚的煤層時(shí)不宜采用前一種方法，這是因?yàn)?，?dāng)煤厚較小時(shí)，采落的煤塊大多從撐板前部經(jīng)過(guò)，致使噴霧體達(dá)不到煤壁，降低除塵效率，而當(dāng)采用前梁上布置噴咀時(shí)，即可克服這種現(xiàn)象。移動(dòng)式支架的降塵在移架過(guò)程中，產(chǎn)塵強(qiáng)度較高。在中等條件的緩傾斜煤層中移架，若每秒鐘飛揚(yáng)1g以上的粉塵，可使工作面含塵量達(dá)到250-350mg／m3以上。如圖5—13所示，粉塵主要來(lái)自頂梁、鉸接處、液壓支架之間的空隙以及掩護(hù)梁與支架底座間的空間。在液壓支架上的防塵原則是；要么密封塵源，要么采取降塵措施捕捉粉塵。液壓支架移動(dòng)時(shí)，兩側(cè)的文架頂粱上朽置的噴嘴向時(shí)向支架錯(cuò)位部分的壁間噴霧，同一時(shí)刻正在移動(dòng)的支架也要向采空區(qū)方向噴霧，此種降塵方式的降塵率可達(dá)80％以上。還可以采用在頂梁上方布置噴咀的降塵措施。這種方法通過(guò)移架前預(yù)濕頂板粉塵，具有降塵率高、預(yù)防性強(qiáng)等待點(diǎn)，這種方法克服了旁側(cè)支架噴霧時(shí)，管路系統(tǒng)復(fù)雜、操作不便等問(wèn)題。為了防止頂板巖塊砸壞噴咀，頂梁上方的咳咀均嵌在項(xiàng)梁體內(nèi)，并采用了高壓噴霧方式。降塵率可提高63％一76％。工作面出口處的降塵煤由工作面刮板機(jī)轉(zhuǎn)載到巷道刮板機(jī)的過(guò)程，是煤炭運(yùn)輸線路上的第—個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)。采用彎曲的溜礦槽(全封閉的或半封閉的溜礦槽)大大減少了煤塵的生成。工作面出口處主要有三個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)：工作面刮扳機(jī)的卸料端、工作面下部清掃用小刮板機(jī)處和小刮扳機(jī)卸料端。這三個(gè)地點(diǎn)均可通過(guò)噴男灑水降塵。工作而出口附近另一個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)是連續(xù)式破碎機(jī)處。由于它是將煤塊進(jìn)一步破碎，因此產(chǎn)塵強(qiáng)度高。為了減少破碎時(shí)的產(chǎn)塵強(qiáng)度，研制破碎機(jī)時(shí)應(yīng)采用較長(zhǎng)的沖擊凸輪雖然破碎機(jī)機(jī)輥較高，但盡量將其安裝在傳動(dòng)裝置內(nèi)部并且耍具備亢足的破砷能力。為了減少空氣中的粉塵含量，采取了密封破碎機(jī)罩殼的方法；首先用鐵板(或鐵皮)枉留有必要孔口或縫隙的情況下將破碎機(jī)全部罩起來(lái)，然后用橡膠帶將所有留下的孔口或縫隙封??；其它有可能遺漏的不必要的孔口或縫隙則用硅酮樹脂密封。這樣使降塵率達(dá)到95％以上。刮板機(jī)與膠帶機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)的降塵巷道刮板機(jī)與膠帶輸送機(jī)的轉(zhuǎn)載點(diǎn)是回采運(yùn)輸時(shí)的又一產(chǎn)塵點(diǎn)。一般情況下，沉重的刮扳機(jī)底座要高出膠帶1m左右高度，因此產(chǎn)塵量較高。我國(guó)通常采用在轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧灑水的方法降塵，這種方法簡(jiǎn)單易行，但降生率較低。在德國(guó)則采用設(shè)置防塵罩與除塵器的方法。這種防塵罩為全封閉式，上部為鋼性，下部則為彈性的橡膠漏斗，以緩解煤塊崩镕時(shí)的沖擊力。這套安裝在刮扳機(jī)卸料端的防塵罩與陳塵器閉鎖在下部輸送帶上。由于輸送帶的轉(zhuǎn)載點(diǎn)越多，產(chǎn)塵點(diǎn)也越多，所以應(yīng)在運(yùn)輸巷道采用盡可能長(zhǎng)的輸送帶，如德國(guó)采煤工作面的運(yùn)輸巷道中已開始使用中心距為2500m的輸送帶。采區(qū)巷道風(fēng)門的降