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1煤矿掘进工作面的防尘设计论文目录1绪论.....................................................................................................................31.1矿尘及其性质.........................................................................................31.2矿尘的危害.............................................................................................41.3影响矿尘产生量的因素.............................................................................52现代化矿山综合防尘技术原理...........................................................................52.1物理化学降尘技术原理.............................................................................52.2通风除尘.................................................................................................722.3湿式作业.................................................................................................92.4净化风流...............................................................................................102.5个体防护...............................................................................................113除尘方案确定的原则.......................................................................................123.1除尘系统的选择.......................................................................................123.2除尘设备的选用.......................................................................................134掘进工作面防尘设计.........................................................................................174.1工程概况...................................................................................................174.2煤层及瓦斯...............................................................................................174.3掘进工作面尘源及粉尘性质分析...........................................................174.4掘进工作面除尘设计...............................................................................195技术经济分析.....................................................................................................285.1投资费用...................................................................................................285.2系统的经济性分析...................................................................................29参考文献...................................................................................................................30摘要掘进工作面是煤矿最主要的产尘点之一。随着机械化掘进程度的不断提高，巷道断面的不断加大，采用单一的降(除)尘技术和措施越来越不能满足生产的需要。本论文的论题是掘进工作面的综合除尘设计。它主要讲采掘机截割粉尘的成因及控制方法的研究。论文从掘进工作面粉尘的构成入手，确定了掘进工作面粉尘产生的根源---截割产尘.通过对截齿破煤机理,煤层性质,截齿类型与参数,工作机构结构与参数,掘进机工作方式等方面的研究,以及对大量的粉尘检测数据的收集,分析,建立了掘进机截割粉尘间的关系。3关键词：呼吸性粉尘浮游矿尘沉积矿尘矿尘粒度矿尘的分散度矿尘的湿润性最低排尘风速最优排尘风速比表面积1绪论1.1矿尘及其性质矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。在矿山生产过程中，如钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。在同一矿井里，产尘的多少也因地因时发生着变化。一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮游矿尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45％～80％；掘进工作面产尘量占20％～38％，锚喷作业点产尘量占10％～15％；运输通风巷道产尘量占5％～10％，其他作业点占2％～5％。各作业点随4机械化程度的提高，矿尘的生成量也将增大，因此防尘工作也就更加重要。矿尘除按其成分可分为岩尘、煤尘、烟尘、水泥尘等多种有机、无机粉尘外，尚有多种不同的分类方法，下面介绍几种常用的分类方法。1．1．1按矿尘粒径划分（1）粗尘：粒径大于40um，相当于一般筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降。（2）细尘：粒径10～40um，肉眼可见，在静止空气中作加速沉降。（3）微尘：粒径0.25～10um，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降。（4）超微尘：粒径小于0.25um，要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动。1．1．2按矿尘的存在状态划分（1）浮游矿尘：悬浮于矿内空气中的矿尘，简称浮尘。（2）沉积矿尘：从矿内空气中沉降下来的矿尘，简称落尘。浮尘和落尘在不同环境下可以相互转化。浮尘在空气中飞扬的时间不仅与尘粒的大小、重量、形式等有关，还与空气的湿度、风速等大气参数有关。1．1．3按矿尘的粒径组成范围划分（1）全尘(总粉尘)：各种粒径的矿尘之和。对于煤尘，常指粒径为1mm以下的尘粒。（2）呼吸性粉尘：主要指粒径在5um以下的微细尘粒，它能通过人体上呼吸道进入肺区，是导致尘肺病的病因，对人体危害甚大。1.2矿尘的危害矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面：1．2．1污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。工人长期吸入矿尘后，轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病，而尘肺病引发矿工致残和死亡人数在国内外都十分惊人。据我国某矿务局统计，尘肺病的死亡人数为工伤事故死亡人数的6倍；联邦德国煤矿死于尘肺病的人数比工伤事故死亡人数大10倍。1.2.2某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸。煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘则有可能参与瓦斯同时爆炸。煤尘或瓦斯煤尘爆炸，都将给矿山以突然性的袭击，酿成严重灾害。1．2．3加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。随着矿山机械化、电气化、自动化程度的提高，矿尘对设备性能及其使用寿命的影响将会越来越突出，应引起高度的重视。1．2．4降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。5在某些综采工作面割煤时，工作面煤尘浓度高达4000～8000㎎/m3，有的甚至更高，这种情况下，工作面能见度极低，往往会导致误操作，造成人员的意外伤亡。此外，煤矿向大气排放的粉尘对矿区周围的生态环境也会产生很大影响，对生活环境、植物生长环境可能造成严重破坏。1.3影响矿尘产生量的因素影响矿尘产生量的因素主要包括以下两个方面：1.3.1自然因素（1）地质构造地质构造破坏严重的地区，断层、褶曲比较发育，煤岩较为破碎，矿尘的产生量大。（2）煤层赋存条件同样技术条件下，开采厚煤层比开采薄煤层的产尘量大；开采急倾斜煤层比开采缓倾斜煤层的产尘量多。（3）煤岩的物理性质节理发育、结构疏松、水分低、脆性大的煤岩，开采时产尘量较大；反之则小。1.3.2生产技术因素（1）采煤方法不同的采煤方法，产生量也不一样。如：急倾斜煤层采用倒台阶采煤法比水平分层采煤法产尘量要大的多；全部冒落法管理顶板比充填法管理顶板产尘量要大。（2）机械化程度机械化程度越高，煤岩破碎程度越严重，产尘量就越大。（3）开采强度随着开采强度的加大，采掘推进速度加快，产量增加，产尘量将显著加大；同时，由于矿井的风量加大，风速加快，扬起积尘且飘浮时间长，传播远，矿内空气中的矿尘浓度将增大。（4）开采深度随着开采深度的增加，地温增高，煤（岩）体内原始水分降低，煤（岩）干燥，开采时产尘量就大。（5）通风状况风速太小，不能将浮尘带出矿井。风速过大，又将积尘扬起。单从降尘角度考虑，工作面风速以1.2～1.6m/s较好，产尘最少。2现代化综合防尘技术原理2.1物理化学降尘技术原理6自20世纪60年代在国外井下矿山应用表面活性剂降尘以来，物理化学降尘技术得到了迅猛发展。中国是从20世纪80年代开始试验并推广应用湿润剂等物理化学降尘技术的，目前已在井下进行实验与应用的物理化学防尘方法主要有：水中添加湿润剂降尘、泡沫除尘及磁化水降尘等。2．1．1添加湿润剂降尘在以水为主体的湿式综合防尘中，因粉尘具有一定的疏水性，水的表面张力又较大，对2um粒径粉尘捕获率只有1～28％左右，2um粒径以下的粉尘捕获率更低，为了提高水对呼吸性粉尘的捕获率，国内外很重视湿润剂除尘的研究，取得了一定进展，且应用日益广泛。添加湿润剂除尘机理：湿润剂是于亲水基和疏水基两种不同性质基团组成的化合物，溶于水后其分子完全被水分子包围，亲水基—端被水分子吸引，疏水基一端被水分子排斥，在水溶液表面形成界面吸附层，而使水与空气接触面积大大缩小，导致水的表面张力降低，同时伸向空气的疏水基与粉尘粒子之间有吸附件用，而把尘粒带入水中，得到充分湿润。添加湿润剂还可应用于其它各种湿式作业生产环节，如用于喷雾降尘。2.1.2泡沫除尘20世纪70年代中期，英国最先开展有关泡沫除尘的研究，此后，美国、前苏联、前西德、日本等国相继进行了试验与研究，取得了一定的成果。近年来，中国已在潞安、汾西、铁法等矿务局进行了研究与试验，取得了良好效果。泡沫除尘原理：利用表面活性剂的特点，使其与水一起通过泡沫发生器，产生大量的高倍数的空气机械泡沫，利用无空隙的泡沫体覆盖和遮断尘源。泡沫除尘原理包括拦截、粘附、湿润、沉降等，几乎可以捕集所有与之相遇的粉尘，尤其对微细粉尘具有更强的聚