在煤矿生产过程中,尤其是在割煤作业、降柱移架时煤壁片帮现象严重,降落的煤块会带动周围空气中悬浮的粉尘,且煤块表面本身附着的煤粉也会由于诱导气流的作用散落到空气中,使周围的风流受到污染。这些细微的粉尘颗粒,由于质量轻、粒径小的特点,会随着工作面风流一起流动。刮板运输机在工作过程中会受到降落煤块的冲击,受到撞击的粉尘会被反弹到空气中,与风流相互作用,从而在综采面形成了另一个尘源。如果这些粉尘不能得到有效的控制与处理,悬浮在空气中的粉尘不仅会污染作业环境、加速设备磨损,甚至还会到对井下作业人员的身体健康造成严重影响。
综采工作面粉尘产生主要受以下几点因素影响:
(1)煤层含水率
煤层中含有水分的比例决定该类煤是否容易起尘。相关研究表明,对不同品种的原煤其含水量的大小有一个临界值,当煤的含水率低于该值时,可判断该品种的煤具有易产尘的特性。而当煤的含水率高于该阈值时,粉尘的湿润性增加,在煤发生破碎时由于含水率高,会使粉尘的重力增加,从而在源头上减小空气中的粉尘浓度,扩散时也较易与周边的粉尘凝结沉降。
(2)煤的坚固性系数
煤的坚固性系数是判断煤质好坏的一个重要标准,其可以体现原煤的塑性和脆性。当煤块的脆性大时,在装卸、运输、使用过程中会由于受到外力作用的情况下产生大量的粉尘,从而导致防尘降尘的难度大大提高;当塑性越大时,煤粉的产生会有明显的降低,有利于防尘降尘工作。硬度也是造成原煤起尘的一个因素,原煤硬度大时,会变得不易发生破碎现象,粉尘的产生也会相对减少。
(3)作业环境
温度、风速以及空气湿度都对井下工作面的煤尘扩散有直接影响。在温度高、湿度小的情况下,粉尘会变得干燥,容易被扬起,且随着温度的增高粉尘布朗运动会变得更加剧烈,粉尘扩散的速度也就会越快;空气湿度通过增加粉尘颗粒的重量和对粉尘的捕获能力,促进空气中粉尘颗粒的沉降达到降低空气中粉尘浓度的目的;工作面上的风力一方面会携带粉尘运动,另一方面会造成扬尘现象,因此控制适当大小的风速也影响粉尘的浓度。
(4)采取的防尘降尘措施
目前我国矿山粉尘防控更多倾向于被动防尘,主要采取的控降尘方法是喷雾洒水,现有的除尘设备还不能满足现在机械化生产的需要,比如在高瓦斯、大风量的工作面,现有除尘设备在风量上无法满足需求。此外,由于我国难注水的煤层占比达到60%,现有的煤层注水技术也难以达到充分润湿煤层而有效降低开采时粉尘浓度的效果。
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参考文献:
[1]王素云.塔山矿综采面片帮及煤溜双尘源耦合数值模拟研究[D].华北科技学院,.
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