煤礦綜采面產(chǎn)塵分析
綜采工作面粉塵產(chǎn)生的主要源頭是采煤機滾筒割煤。采煤機滾筒上安裝有多個截齒,每個截齒碰撞到煤體上時會使煤體發(fā)生破碎,具體分為3個步驟:①截齒齒尖和煤體接觸,截齒施加的力被存儲進煤體內(nèi)部,以截齒接觸部分發(fā)生的彈性形變存儲起來。②截齒持續(xù)向煤體內(nèi)部侵入,當(dāng)截割力足夠大時彈性形變區(qū)發(fā)生破碎形成密實的粉化核,同時截割力通過粉化核向煤體內(nèi)部傳遞,在粉化核與煤體接觸的邊界處形成細微裂紋。③截齒持續(xù)侵入煤體,截割力和位移繼續(xù)增加,粉化核邊界與煤體接觸的位置應(yīng)力增加超過煤體的強度極限,煤體產(chǎn)生宏觀裂紋發(fā)生破碎,大碎塊煤體掉落后,粉化核釋放崩出形成粉塵。

采煤工作面產(chǎn)塵的另一個源頭是采煤機割煤后煤塊掉落時產(chǎn)生的。采煤機滾筒向右移動割煤,主要依靠滾筒右半部分的截齒與煤壁相互作用使其破碎,因此滾筒截割產(chǎn)塵主要集中在右半部分,碎煤塊和粉塵將從滾筒右側(cè)和下側(cè)(受重力作用)剝離開煤壁。當(dāng)碎煤塊掉落至底板時會發(fā)生碰撞再次產(chǎn)生粉塵,同時還會使得底板上的沉積粉塵再次飛揚起來。因此底板部位也是粉塵產(chǎn)生的主要源頭,但該部分產(chǎn)生的粉塵主要因截割產(chǎn)塵沒有被完全治理所致。
粉塵產(chǎn)生后在空中運移主要受到工作面供風(fēng)影響,而采煤面上的采煤機、液壓支架等大型機械外形并不規(guī)整,容易使風(fēng)流方向發(fā)生改變。采煤機機身附近風(fēng)速相對較快且比較紊亂,使得粉塵運移速度加快,會大量擴散至人行道采煤機司機處。
采煤機在工作面往返移動割煤時,會出現(xiàn)順風(fēng)割煤和逆風(fēng)割煤兩種運行方向。由于采煤機滾筒、搖臂、機身等形狀不規(guī)整,兩種條件下粉塵隨風(fēng)流的運動規(guī)律不盡相同。順風(fēng)割煤時,采煤機移動方向和風(fēng)流方向相同,前滾筒位于下風(fēng)向、后滾筒位于上風(fēng)向,豎直位置上前滾筒位于上方后滾筒位于下方,因此前滾筒截割頂部煤體時產(chǎn)生的碎塊和粉塵將直接隨風(fēng)流向下風(fēng)側(cè)運移;后滾筒截割底板附近的煤體,產(chǎn)塵量較小,采煤機司機處的粉塵多數(shù)來自于液壓支架移動過程中從頂板掉落的粉塵。逆風(fēng)割煤時,前滾筒位于上風(fēng)側(cè),截割頂部煤體破碎后產(chǎn)生的大量粉塵隨風(fēng)流向后方移動,但在運移過程中受滾筒和搖臂、機身等影響,部分粉塵將向司機處移動,污染人行道;后滾筒位于下風(fēng)側(cè),產(chǎn)生的粉塵直接隨風(fēng)流飄散到下風(fēng)側(cè),對人行道處影響較小。
徐州博泰礦山安全科技有限公司深耕礦井粉塵防治領(lǐng)域十余年,成功研發(fā)出了礦用泡沫抑塵技術(shù)、礦用水霧增效降塵技術(shù)、礦用氣動濕式孔口降塵裝置、礦用風(fēng)水射流降塵裝置,在礦井粉塵環(huán)境治理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,并取得了非常顯著的效果。