煤礦綜掘面掘進(jìn)產(chǎn)塵分析-徐州博泰礦山安全科技
綜掘面掘進(jìn)產(chǎn)生粉塵的方式共有5種:①掘進(jìn)機(jī)截割作業(yè)時(shí),截割頭帶動(dòng)截齒旋轉(zhuǎn)與煤壁碰撞產(chǎn)生粉塵,這種方式的產(chǎn)塵量占掘進(jìn)面總產(chǎn)塵量的90%②煤塊從高處掉落后在底板碰撞或和其他煤體、機(jī)械碰撞產(chǎn)塵;③截割頭截割過(guò)程中,煤壁受掘進(jìn)擾動(dòng)發(fā)生大范圍斷裂,斷裂過(guò)程中從裂縫處產(chǎn)塵或原生粉塵受擾動(dòng)后迸出;④壓入式供風(fēng)方式從礦井供風(fēng)系統(tǒng)中抽取的空氣內(nèi)帶有粉塵;⑤壓入式通風(fēng)風(fēng)量風(fēng)速較高,引發(fā)地面、機(jī)械表面沉積粉塵二次揚(yáng)塵。而這5種產(chǎn)塵方式主要集中在3個(gè)產(chǎn)塵地點(diǎn):掘進(jìn)機(jī)截割頭割煤產(chǎn)塵、煤體掉落碰撞產(chǎn)塵、皮帶機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)拋煤產(chǎn)塵。因此,粉塵防治應(yīng)該主要針對(duì)這3個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行。
掘進(jìn)機(jī)截割頭割煤產(chǎn)塵是首要的產(chǎn)塵點(diǎn),截割時(shí)截齒隨截割頭高速旋轉(zhuǎn)碰撞煤壁使其破碎,這個(gè)過(guò)程可以被分成5個(gè)步驟:①截齒和煤相互擠壓,煤體受截齒的應(yīng)力作用產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)域并發(fā)生輕微變形,煤是脆性材料,因此這一較小的變形屬于彈性形變的階段,煤體并沒(méi)有發(fā)生顯著損傷。但隨著截齒繼續(xù)向煤內(nèi)部進(jìn)入,施加的應(yīng)力也越來(lái)越大,應(yīng)力集中程度顯著增加,當(dāng)煤體和截齒接觸部分的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之一超過(guò)煤的抗拉強(qiáng)度或者抗壓極限時(shí),煤體開(kāi)始發(fā)生破碎形成破碎區(qū);②當(dāng)截齒持續(xù)侵入,煤體破碎區(qū)內(nèi)部孔裂隙較多無(wú)法將應(yīng)力及時(shí)傳遞給內(nèi)部煤體,因此存在著截齒持續(xù)擠壓破碎區(qū)的過(guò)程,由于煤體沒(méi)有發(fā)生大范圍破裂,破碎區(qū)內(nèi)部的碎塊無(wú)法排出,最終在一直增加的應(yīng)力作用下形成壓實(shí)的粉化核(這也是主要的粉塵源頭),這一粉化核就可以將截齒的作用力傳遞給內(nèi)部煤體;③內(nèi)部煤體受到應(yīng)力作用后,當(dāng)應(yīng)力值大于煤體強(qiáng)度后開(kāi)始發(fā)生細(xì)微斷裂,這些細(xì)微斷裂主要從粉化核的邊界處開(kāi)始產(chǎn)生,而后迅速相互融合擴(kuò)展,形成宏觀裂隙;④宏觀裂隙在產(chǎn)生的過(guò)程中成放射狀向外擴(kuò)展,最終與空氣相接處變成貫通裂隙,形成新的自由面;⑤新自由面形成后,碎煤塊開(kāi)始掉落,此時(shí)煤體對(duì)截齒處的應(yīng)力約束狀態(tài)被解除,積聚了大量能量的壓實(shí)粉化核以及煤體自身開(kāi)始釋放能量,粉塵被拋向空氣中形成氣載粉塵污染環(huán)境。
徐州博泰礦山安全科技有限公司研發(fā)的礦用泡沫降塵裝置可以有效抑制井下粉塵,該礦用泡沫降塵裝置產(chǎn)生的泡沫通過(guò)良好的覆蓋、濕潤(rùn)、黏附等方式作用于粉塵,使粉塵得到全面包覆,從根本上阻止粉塵的產(chǎn)生及向外擴(kuò)散,進(jìn)而有效地降低采掘面上粉塵濃度,提高抑塵效率,降低抑塵成本,改善采掘工作面環(huán)境,提高井下作業(yè)人員工作效率,有效降低采掘一線職工塵肺病的發(fā)病率。