綜掘工作面粉塵產(chǎn)生及防治
綜掘工作面80%的粉塵是由掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中破碎煤巖產(chǎn)生的,是綜掘面第一塵源。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)上尖銳的截齒截割煤巖時(shí),在接觸點(diǎn)處將產(chǎn)生很高的接觸應(yīng)力。隨著截割力的增大,接觸應(yīng)力也逐漸增大到極限值,這樣就在接觸點(diǎn)處首先產(chǎn)生破碎。由于破碎發(fā)生在很小的區(qū)域內(nèi),破碎顆粒也比較小,并且接觸點(diǎn)附近一般處于受三向壓應(yīng)力狀態(tài),因此這部分破碎體一般難以排除刀外,隨著截齒的前進(jìn),這部分破碎體再次遭到破碎,直到形成密實(shí)的煤粉核(又叫密實(shí)核或壓固核),這時(shí)截齒的能量才得以通過(guò)煤粉核傳遞給周圍煤巖。在煤粉核與未破碎的煤巖體間的過(guò)渡區(qū)域是眾多微裂紋的集合體,隨著截割力的繼續(xù)增大,某些分布位置有利的裂紋開始失穩(wěn)擴(kuò)展。當(dāng)截齒載荷達(dá)到臨界值時(shí),裂紋開始失穩(wěn)擴(kuò)展,迅速到達(dá)自由面,同時(shí)剩余能量釋放,使得碎塊崩出,這就解除了煤粉核的約束狀態(tài)。煤粉核本身積聚的能量也突然得到釋放,造成粉塵飛揚(yáng)。

目前掘進(jìn)機(jī)常用的防治措施為噴霧降塵。具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、布置靈活、使用方便、成本低等優(yōu)點(diǎn),在產(chǎn)塵量較小時(shí)可實(shí)現(xiàn)高效捕塵;但其在產(chǎn)塵量大的情況下,霧滴無(wú)法充分與粉塵接觸,導(dǎo)致其降塵效率一般,多在50%—60%左右。
徐州博泰研發(fā)的礦用泡沫降塵裝置可以有效治理綜掘工作面粉塵,該礦用泡沫抑塵裝置產(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。
參考文獻(xiàn):
[1]王慶國(guó).煤礦綜掘工作面泡沫—水霧一體化降塵技術(shù)及應(yīng)用研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué),2018.