河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）1前前前前言言言言粉塵的危害已經(jīng)越來(lái)越受到國(guó)家的關(guān)注。粉塵是指能在空氣中游浮的固體顆粒。在冶金、機(jī)械、建材、輕工、電力，煤礦等許多工業(yè)部門的生產(chǎn)過(guò)程中均產(chǎn)生大量粉塵。粉塵對(duì)人體、對(duì)生產(chǎn)、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、對(duì)環(huán)境、對(duì)自然景物的美觀、對(duì)生態(tài)平衡都有影響。在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵會(huì)使室內(nèi)空氣和室外大氣環(huán)境受到污染和破壞，危害人們的身體健康、動(dòng)植物生長(zhǎng)、影響生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行。而且這個(gè)問(wèn)題在中國(guó)更是極為嚴(yán)重。因此控制工業(yè)粉塵對(duì)人們身體健康的危害及對(duì)空氣環(huán)境的污染破壞，成為了我國(guó)現(xiàn)階段急需要解決的問(wèn)題。煤炭工業(yè)是生產(chǎn)能源的大戶，更是污染環(huán)境的重點(diǎn)行業(yè)。提出一套合理有效的除塵方案使其降低對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的危害達(dá)到國(guó)家規(guī)定的要求。這是本次設(shè)計(jì)的的目的。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）2目目目目錄錄錄錄1緒論511礦塵及其性質(zhì)512礦塵的危害613影響礦塵產(chǎn)生量的因素614礦塵性質(zhì)72現(xiàn)代化礦山綜合防塵技術(shù)原理1221物理化學(xué)降塵技術(shù)原理1222通風(fēng)除塵1323濕式作業(yè)1624凈化風(fēng)流1725個(gè)體防護(hù)183煤礦粉塵測(cè)定與分析2031粉塵性質(zhì)分析2132粉塵的物理特性224除塵方案確定的原則2641除塵系統(tǒng)的選擇2642除塵設(shè)備的選用275掘進(jìn)工作面防塵設(shè)計(jì)3251工程概況3252煤層及瓦斯3253掘進(jìn)工作面塵源及粉塵性質(zhì)分析3254掘進(jìn)工作面除塵設(shè)計(jì)346技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析4661投資費(fèi)用4662系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析47結(jié)論48河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）3致謝49參考文獻(xiàn)50河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）4掘進(jìn)工作面的防塵設(shè)計(jì)掘進(jìn)工作面的防塵設(shè)計(jì)掘進(jìn)工作面的防塵設(shè)計(jì)掘進(jìn)工作面的防塵設(shè)計(jì)摘要摘要摘要摘要掘進(jìn)工作面是煤礦最主要的產(chǎn)塵點(diǎn)之一。隨著機(jī)械化掘進(jìn)程度的不斷提高，巷道斷面的不斷加大，采用單一的降除塵技術(shù)和措施越來(lái)越不能滿足生產(chǎn)的需要。本論文的論題是掘進(jìn)工作面的綜合除塵設(shè)計(jì)。它主要講采掘機(jī)截割粉塵的成因及控制方法的研究。論文從掘進(jìn)工作面粉塵的構(gòu)成入手，確定了掘進(jìn)工作面粉塵產(chǎn)生的根源截割產(chǎn)塵通過(guò)對(duì)截齒破煤機(jī)理,煤層性質(zhì),截齒類型與參數(shù),工作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與參數(shù),掘進(jìn)機(jī)工作方式等方面的研究,以及對(duì)大量的粉塵檢測(cè)數(shù)據(jù)的收集,分析,建立了掘進(jìn)機(jī)截割粉塵間的關(guān)系。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞呼吸性粉塵浮游礦塵沉積礦塵礦塵粒度礦塵的分散度礦塵的濕潤(rùn)性最低排塵風(fēng)速最優(yōu)排塵風(fēng)速比表面積河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）51緒緒緒緒論論論論11礦塵及其性質(zhì)礦塵及其性質(zhì)礦塵及其性質(zhì)礦塵及其性質(zhì)礦塵是指在礦山生產(chǎn)和建設(shè)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種煤、巖微粒的總稱。在礦山生產(chǎn)過(guò)程中，如鉆眼作業(yè)、炸藥爆破、掘進(jìn)機(jī)及采煤機(jī)作業(yè)、頂板管理、礦物的裝載及運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量的礦塵。在同一礦井里，產(chǎn)塵的多少也因地因時(shí)發(fā)生著變化。一般來(lái)說(shuō)，在現(xiàn)有防塵技術(shù)措施的條件下，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的浮游礦塵比例大致為采煤工作面產(chǎn)塵量占4580；掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵量占2038，錨噴作業(yè)點(diǎn)產(chǎn)塵量占1015；運(yùn)輸通風(fēng)巷道產(chǎn)塵量占510，其他作業(yè)點(diǎn)占25。各作業(yè)點(diǎn)隨機(jī)械化程度的提高，礦塵的生成量也將增大，因此防塵工作也就更加重要。礦塵除按其成分可分為巖塵、煤塵、煙塵、水泥塵等多種有機(jī)、無(wú)機(jī)粉塵外，尚有多種不同的分類方法，下面介紹幾種常用的分類方法。111按礦塵粒徑劃分（1）粗塵粒徑大于40UM，相當(dāng)于一般篩分的最小顆粒，在空氣中極易沉降。（2）細(xì)塵粒徑1040UM，肉眼可見(jiàn)，在靜止空氣中作加速沉降。（3）微塵粒徑02510UM，用光學(xué)顯微鏡可以觀察到，在靜止空氣中作等速沉降。（4）超微塵粒徑小于025UM，要用電子顯微鏡才能觀察到，在空氣中作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。112按礦塵的存在狀態(tài)劃分（1）浮游礦塵懸浮于礦內(nèi)空氣中的礦塵，簡(jiǎn)稱浮塵。（2）沉積礦塵從礦內(nèi)空氣中沉降下來(lái)的礦塵，簡(jiǎn)稱落塵。浮塵和落塵在不同環(huán)境下可以相互轉(zhuǎn)化。浮塵在空氣中飛揚(yáng)的時(shí)間不僅與塵粒的大小、重量、形式等有關(guān)，還與空氣的濕度、風(fēng)速等大氣參數(shù)有關(guān)。113按礦塵的粒徑組成范圍劃分（1）全塵總粉塵各種粒徑的礦塵之和。對(duì)于煤塵，常指粒徑為1MM以下的塵粒。（2）呼吸性粉塵主要指粒徑在5UM以下的微細(xì)塵粒，它能通過(guò)人體上河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）6呼吸道進(jìn)入肺區(qū)，是導(dǎo)致塵肺病的病因，對(duì)人體危害甚大。12礦塵的危害礦塵的危害礦塵的危害礦塵的危害礦塵具有很大的危害性，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面121污染工作場(chǎng)所，危害人體健康，引起職業(yè)病。工人長(zhǎng)期吸入礦塵后，輕者會(huì)患呼吸道炎癥、皮膚病，重者會(huì)患?jí)m肺病，而塵肺病引發(fā)礦工致殘和死亡人數(shù)在國(guó)內(nèi)外都十分驚人。據(jù)我國(guó)某礦務(wù)局統(tǒng)計(jì)，塵肺病的死亡人數(shù)為工傷事故死亡人數(shù)的6倍；聯(lián)邦德國(guó)煤礦死于塵肺病的人數(shù)比工傷事故死亡人數(shù)大10倍。122某些礦塵如煤塵、硫化塵在一定條件下可以爆炸。煤塵能夠在完全沒(méi)有瓦斯存在的情況下爆炸，對(duì)于瓦斯礦井，煤塵則有可能參與瓦斯同時(shí)爆炸。煤塵或瓦斯煤塵爆炸，都將給礦山以突然性的襲擊，釀成嚴(yán)重災(zāi)害。123加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器使用壽命。隨著礦山機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化程度的提高，礦塵對(duì)設(shè)備性能及其使用壽命的影響將會(huì)越來(lái)越突出，應(yīng)引起高度的重視。124降低工作場(chǎng)所能見(jiàn)度，增加工傷事故的發(fā)生。在某些綜采工作面割煤時(shí)，工作面煤塵濃度高達(dá)40008000/M3，有的甚至更高，這種情況下，工作面能見(jiàn)度極低，往往會(huì)導(dǎo)致誤操作，造成人員的意外傷亡。此外，煤礦向大氣排放的粉塵對(duì)礦區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生很大影響，對(duì)生活環(huán)境、植物生長(zhǎng)環(huán)境可能造成嚴(yán)重破壞。13影響礦塵產(chǎn)生量的因素影響礦塵產(chǎn)生量的因素影響礦塵產(chǎn)生量的因素影響礦塵產(chǎn)生量的因素影響礦塵產(chǎn)生量的因素主要包括以下兩個(gè)方面131自然因素（1）地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造破壞嚴(yán)重的地區(qū)，斷層、褶曲比較發(fā)育，煤巖較為破碎，礦塵的產(chǎn)生量大。（2）煤層賦存條件同樣技術(shù)條件下，開(kāi)采厚煤層比開(kāi)采薄煤層的產(chǎn)塵量大；開(kāi)采急傾斜煤層比開(kāi)采緩傾斜煤層的產(chǎn)塵量多。（3）煤巖的物理性質(zhì)節(jié)理發(fā)育、結(jié)構(gòu)疏松、水分低、脆性大的煤巖，開(kāi)采時(shí)產(chǎn)塵量較大；反之河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）7則小。132生產(chǎn)技術(shù)因素（1）采煤方法不同的采煤方法，產(chǎn)生量也不一樣。如急傾斜煤層采用倒臺(tái)階采煤法比水平分層采煤法產(chǎn)塵量要大的多；全部冒落法管理頂板比充填法管理頂板產(chǎn)塵量要大。（2）機(jī)械化程度機(jī)械化程度越高，煤巖破碎程度越嚴(yán)重，產(chǎn)塵量就越大。（3）開(kāi)采強(qiáng)度隨著開(kāi)采強(qiáng)度的加大，采掘推進(jìn)速度加快，產(chǎn)量增加，產(chǎn)塵量將顯著加大；同時(shí)，由于礦井的風(fēng)量加大，風(fēng)速加快，揚(yáng)起積塵且飄浮時(shí)間長(zhǎng)，傳播遠(yuǎn)，礦內(nèi)空氣中的礦塵濃度將增大。（4）開(kāi)采深度隨著開(kāi)采深度的增加，地溫增高，煤（巖）體內(nèi)原始水分降低，煤（巖）干燥，開(kāi)采時(shí)產(chǎn)塵量就大。（5）通風(fēng)狀況風(fēng)速太小，不能將浮塵帶出礦井。風(fēng)速過(guò)大，又將積塵揚(yáng)起。單從降塵角度考慮，工作面風(fēng)速以1216M/S較好，產(chǎn)塵最少。14礦塵性質(zhì)礦塵性質(zhì)礦塵性質(zhì)礦塵性質(zhì)141礦塵中游離SIO2的含量礦塵中游離SIO2的含量是危害人體的決定因素，其含量越高，危害越大。游離SIO2是許多礦巖的組成成分，如煤礦上常見(jiàn)的頁(yè)巖、砂巖、礫巖和石灰?guī)r等中游離SIO2的含量1080不等，通常多在2050，煤塵中的含量一般不超過(guò)5。142礦塵的粒度和分散度（1）礦塵粒度是指礦塵顆粒的平均直徑，單位為UM。煤巖破碎成微細(xì)的塵粒后，其總表面積有很大增加，因而化學(xué)活性、溶解性和呼附能力明顯增加；其動(dòng)力特性是更容易懸浮于空氣中；粒度減小使其容易進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)。據(jù)研究，只有5UM以下粒徑的礦塵才能進(jìn)入人的肺內(nèi)，是礦井防塵的重點(diǎn)對(duì)象。不同粒徑的塵粒在呼吸道和肺臟組織的阻留率如圖21所示。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）8012345678910020406080100圖21不同粒徑的粉塵在人的呼吸部位的沉積情況（2）礦塵的分散度是指礦塵整體組成中各種粒級(jí)塵粒所占的百分比。分散度有兩種表示方法重量百分比各粒級(jí)塵粒的重量占總重量的百分比稱為重量分散度；數(shù)量百分比各粒級(jí)塵粒的顆粒數(shù)占總顆粒數(shù)的百分比稱為數(shù)量分散度。粒級(jí)的劃分是根據(jù)粒度大小和測(cè)試目的確定的，我國(guó)工礦企業(yè)將礦塵粒級(jí)劃分為4級(jí)小于2UM、25UM、510UM和大于10UM。礦塵分散度是衡量礦塵顆粒大小構(gòu)成的一個(gè)重要指標(biāo)，是研究礦塵性質(zhì)與危害的一個(gè)重要參數(shù)。礦塵組成中，小于5UM的塵粒所占百分?jǐn)?shù)越大，對(duì)人體的危害越大。143礦塵的濕潤(rùn)性礦塵的濕潤(rùn)性是指礦塵與液體親和的能力。濕潤(rùn)性決定了采用液體除塵的效果，容易被水濕潤(rùn)的礦塵稱為親水性礦塵，不容易被水濕潤(rùn)的礦塵稱為疏水性礦塵，對(duì)于親水性礦塵，當(dāng)塵粒被濕潤(rùn)后，塵粒間相互凝聚，塵粒逐漸增大、增重，其沉降速度加速，礦塵能從氣流中分離出來(lái)，可達(dá)到除塵目的。144礦塵的荷電性礦塵是一種微小粒子，因空氣的電離以及塵粒之間的碰撞、摩擦等作用，使塵粒帶有電荷，可能是正電荷，也可是負(fù)電荷，帶有相同的電荷的塵粒，互相排斥，不易凝聚沉降；帶有異電荷時(shí)，則相互吸引，加速沉降。濕式除塵就是利用礦塵的濕潤(rùn)性從空氣中分離礦塵的。15礦山塵肺病礦山塵肺病礦山塵肺病礦山塵肺病151塵肺病及其發(fā)病機(jī)理新的塵肺病診斷標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的塵肺病的定義是“塵肺病是由于在職業(yè)活動(dòng)沉積率（）氣管及支氣管鼻肺部塵徑（M）河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）9中長(zhǎng)期吸入生產(chǎn)性粉塵并在肺內(nèi)滯留而引起的以肺組織彌漫性纖維化為主的全身性疾病。”它是一種嚴(yán)重的礦工職業(yè)病，一旦患病，目前還很難治愈，且因發(fā)病緩慢病程較長(zhǎng)，不同于煤塵、瓦斯爆炸事故一次傷害嚴(yán)重，常不易被人們所重視。實(shí)際上塵肺病引起的致殘和死亡人數(shù)，在國(guó)內(nèi)外都十分驚人。從衛(wèi)生部召開(kāi)的第十屆職業(yè)性呼吸系統(tǒng)疾病國(guó)際會(huì)議上（20054）獲悉我國(guó)的職業(yè)病危害形勢(shì)十分嚴(yán)峻，職業(yè)病防治工作與我國(guó)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)極不適應(yīng)。我國(guó)有毒有害企業(yè)超過(guò)1600萬(wàn)家，受到職業(yè)危害的人數(shù)超過(guò)2億。2003年全國(guó)報(bào)告各類職業(yè)病發(fā)病數(shù)為10467例，其中塵肺病發(fā)病數(shù)占了80。上世紀(jì)50年代以來(lái)我國(guó)報(bào)告累計(jì)塵肺病例58萬(wàn)多人，已死亡14萬(wàn)多人，現(xiàn)患者44萬(wàn)多人。由于目前廠礦企業(yè)勞動(dòng)者的體檢率低，報(bào)告不全，專家估計(jì)實(shí)際發(fā)病要比報(bào)告的例數(shù)多10倍，塵肺實(shí)際發(fā)生的病例數(shù)不少于100萬(wàn)例。有關(guān)塵肺的危害在國(guó)內(nèi)外的很早的史料都有記載，如北宋（9601127）孫平仲在所著談苑中指出，“后苑銀作鍍金，為水銀所熏，頭首俱顫；賣餅家窺爐，目皆早昏；賈谷山采石人，石末傷肺，肺焦多死”；歐洲文藝復(fù)興后期工業(yè)迅速發(fā)展后西方礦冶書(shū)籍中也有礦工“癆病”之詞；17世紀(jì)早期解剖學(xué)著作中有“切石之死于哮喘，解刀入肺似入沙石”之說(shuō)。1511塵肺類的分類（1）硅肺?。ㄎ尾。?，由于吸入含游離SIO2含量較高的巖塵而引的塵肺病稱為硅肺病?；颊叨酁殚L(zhǎng)期從事巖巷掘進(jìn)的礦工。（2）煤硅肺?。何危捎谕瑫r(shí)吸入煤塵和含游離SIO2的巖塵所引起的塵肺病稱為煤硅肺病。患者多為巖巷掘進(jìn)和采煤的混合工種礦工。（3）煤肺病，由于大量吸入煤塵而引起的塵肺病多屬煤肺病。患者多為長(zhǎng)期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工。上述三種塵肺病中最危險(xiǎn)的是硅肺病。其發(fā)病工齡最短（一般在10年左右），病情發(fā)展快，危害嚴(yán)重。煤肺病的發(fā)病工齡一般為2030年，煤硅肺病介于兩者之間但接近后者。我國(guó)的煤礦塵肺病中以煤硅肺病比重最大，約占80左右，單純的硅肺、煤肺病較少。1512塵肺病的發(fā)病機(jī)理塵肺病的發(fā)病機(jī)理至今尚未完全研究清楚。關(guān)于塵肺病的形成的論點(diǎn)和學(xué)說(shuō)有多種。但游離SIO2是硅肺病發(fā)病的最主要原因，這一點(diǎn)毫無(wú)疑義。試驗(yàn)和研究證明，新鮮的二氧化硅粉塵，表面活性很強(qiáng)，吞噬了硅塵的吞噬細(xì)胞，能河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）10使吞噬細(xì)胞崩解死亡。從免疫因素角度看，吞噬細(xì)胞吞噬異物后，在細(xì)胞體內(nèi)形成吞噬體，細(xì)胞內(nèi)的初級(jí)溶酶體與吞噬體結(jié)合成次級(jí)溶酶體，次級(jí)溶酶體中的各種水解酶，能消化外來(lái)異物，對(duì)未消化完全的物質(zhì)成為殘余體暫保留在細(xì)胞內(nèi)或被排出細(xì)胞外。如果肺內(nèi)進(jìn)入了游離二氧化硅粉塵，則塵細(xì)胞在其毒性作用下往往很快崩解死亡，從崩解逸出的硅塵，可再由被具有活力的吞噬細(xì)胞吞噬，這個(gè)過(guò)程可反復(fù)進(jìn)行。所以在游離二氧化硅粉塵的作業(yè)環(huán)境，暴露連續(xù)時(shí)間長(zhǎng)或粉塵濃度過(guò)量的環(huán)境條件，除腎臟的防衛(wèi)功能受到破壞外，大量的死亡含塵細(xì)胞堆積，在肺部形成傷痕組織即硅肺病。煤肺病的發(fā)病原理，大體上是由于煤塵過(guò)量的在肺內(nèi)各部位的聚集和堆積，隨著時(shí)間進(jìn)展，網(wǎng)狀纖維增生，并可能有膠原纖維增生，最終形成煤塵纖維化即煤肺病。152塵肺病的發(fā)病癥狀及影響因素1521塵肺病的發(fā)病癥狀從自覺(jué)癥狀上塵肺病分為三期第一期重體力勞動(dòng)時(shí)呼吸困難、胸痛、輕度干咳。第二期中等體力勞動(dòng)或正常工作時(shí)，感覺(jué)呼吸困難，胸痛、干咳或帶痰咳嗽。第三期做一般工作甚至休息時(shí)，也感到呼吸困難、胸痛、連續(xù)帶痰咳嗽，甚至咯血和行動(dòng)困難。1522影響塵肺病的發(fā)病因素（1）礦塵的成分。能夠引起肺部纖維病變的礦塵，多半含有游離SIO2，其含量越高，發(fā)病工齡越短，病變的發(fā)展程度越快。（2）礦塵粒度及分散度。塵肺病變主要是發(fā)生在肺臟的最基本單元即肺泡內(nèi)。礦塵粒度不同，對(duì)人體的危害性也不同。5UM以上的礦塵對(duì)塵肺病的發(fā)生影響不大；5UM以下的礦塵可以進(jìn)入下呼吸道并沉積在肺泡中，最危險(xiǎn)的粒度是2UM左右的礦塵。由此可見(jiàn)，礦塵的粒度越小，分散度越高，對(duì)人體的危害就越大。（3）礦塵濃度。塵肺病的發(fā)生和進(jìn)入肺部的礦塵量有直接的關(guān)系，也就是說(shuō)，塵肺的發(fā)病工齡和作業(yè)場(chǎng)所的礦塵濃度成正比。（4）個(gè)體方面的因素。礦塵引起塵肺病是通過(guò)人體而進(jìn)行的，所以人的機(jī)體條件，如年齡、營(yíng)養(yǎng)、健康狀況、生活習(xí)性、衛(wèi)生條件等，對(duì)塵肺的發(fā)生、河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）11發(fā)展有一定的影響。隨著國(guó)家改革開(kāi)放的深入，國(guó)際上通行的職業(yè)健康體系也逐步在我國(guó)得到推廣。職業(yè)病的危害也日以被廣大從業(yè)者、社會(huì)、政府所重視。在各個(gè)工作現(xiàn)場(chǎng)都采用了減少粉塵產(chǎn)生、降塵、排塵、除塵、個(gè)體防塵等措施，相信我國(guó)煤礦塵肺病患者會(huì)越來(lái)越少。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）122現(xiàn)代化綜合防塵技術(shù)原理現(xiàn)代化綜合防塵技術(shù)原理現(xiàn)代化綜合防塵技術(shù)原理現(xiàn)代化綜合防塵技術(shù)原理21物理化學(xué)降塵技術(shù)物理化學(xué)降塵技術(shù)物理化學(xué)降塵技術(shù)物理化學(xué)降塵技術(shù)原理原理原理原理自20世紀(jì)60年代在國(guó)外井下礦山應(yīng)用表面活性劑降塵以來(lái)，物理化學(xué)降塵技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。中國(guó)是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始試驗(yàn)并推廣應(yīng)用濕潤(rùn)劑等物理化學(xué)降塵技術(shù)的，目前已在井下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用的物理化學(xué)防塵方法主要有水中添加濕潤(rùn)劑降塵、泡沫除塵、磁化水降塵及粘塵劑降塵等。211添加濕潤(rùn)劑降塵在以水為主體的濕式綜合防塵中，因粉塵具有一定的疏水性，水的表面張力又較大，對(duì)2UM粒徑粉塵捕獲率只有128左右，2UM粒徑以下的粉塵捕獲率更低，為了提高水對(duì)呼吸性粉塵的捕獲率，國(guó)內(nèi)外很重視濕潤(rùn)劑除塵的研究，取得了一定進(jìn)展，且應(yīng)用日益廣泛。添加濕潤(rùn)劑除塵機(jī)理濕潤(rùn)劑是于親水基和疏水基兩種不同性質(zhì)基團(tuán)組成的化合物，溶于水后其分子完全被水分子包圍，親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層，而使水與空氣接觸面積大大縮小，導(dǎo)致水的表面張力降低，同時(shí)伸向空氣的疏水基與粉塵粒子之間有吸附件用，而把塵粒帶入水中，得到充分濕潤(rùn)。添加濕潤(rùn)劑還可應(yīng)用于其它各種濕式作業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如用于噴霧降塵。212泡沫除塵20世紀(jì)70年代中期，英國(guó)最先開(kāi)展有關(guān)泡沫除塵的研究，此后，美國(guó)、前蘇聯(lián)、前西德、日本等國(guó)相繼進(jìn)行了試驗(yàn)與研究，取得了一定的成果。近年來(lái)，中國(guó)已在潞安、汾西、鐵法等礦務(wù)局進(jìn)行了研究與試驗(yàn)，取得了良好效果。泡沫除塵原理利用表面活性劑的特點(diǎn)，使其與水一起通過(guò)泡沫發(fā)生器，產(chǎn)生大量的高倍數(shù)的空氣機(jī)械泡沫，利用無(wú)空隙的泡沫體覆蓋和遮斷塵源。泡沫除塵原理包括攔截、粘附、濕潤(rùn)、沉降等，幾乎可以捕集所有與之相遇的粉塵，尤其對(duì)微細(xì)粉塵具有更強(qiáng)的聚集能力。泡沫的產(chǎn)生有化學(xué)方法和物理方法兩種，除塵的泡沫一般是物理方法的，屬機(jī)械泡沫。泡沫除塵可應(yīng)用于綜采機(jī)組、掘進(jìn)機(jī)組、帶式運(yùn)輸機(jī)以及塵源較固定的地點(diǎn)，一般泡沫除塵效果較高，可達(dá)90以上，尤其是對(duì)降低呼吸性粉塵效果顯河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）13著。213磁化水降塵目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)水系磁化技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，水系磁化這門邊緣學(xué)科引起各領(lǐng)域的高度重視。前蘇聯(lián)最先進(jìn)行了磁化水除塵試驗(yàn)，并與常水降塵率進(jìn)行了對(duì)比，其平均降塵率可提高8152108。中國(guó)是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始在井下進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的。磁化水降塵原理水經(jīng)磁化后，物理化學(xué)性質(zhì)可發(fā)生暫時(shí)的變化。水的粘度減低，吸附能力、溶解能力及滲透能力增加，再加上水珠變小，有利于提高水的霧化程度，增加與粉塵的接觸機(jī)會(huì)，提高降塵效率。磁化水除塵優(yōu)點(diǎn)包括設(shè)備簡(jiǎn)單、安裝方便、性能可靠，成本低，易于實(shí)施。除上述理化除塵方法外，國(guó)內(nèi)外一些粉塵研究部門還在探討超聲波除塵、電離水除塵、荷電水霧降塵技術(shù)等，均取得了一定的進(jìn)展和成效。通過(guò)以上的實(shí)習(xí)內(nèi)容,就煤礦綜合除塵來(lái)說(shuō)礦山綜合防塵是指采用各種技術(shù)手段減少礦山粉塵的產(chǎn)生量、降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對(duì)人體、礦山等產(chǎn)生危害的措施。多年來(lái)我國(guó)煤礦一直側(cè)重于對(duì)礦塵污染的末端治理，多采用以風(fēng)水為主的防塵技術(shù)措施，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，認(rèn)識(shí)到從礦塵的源頭抓起，控制礦塵源并減少礦塵源的產(chǎn)生以及實(shí)行生產(chǎn)的全過(guò)程控制是解決礦塵問(wèn)題的根本途徑。首先必須改革工藝設(shè)備和工藝操作方法，從根本上杜絕和減少有害物的產(chǎn)生以消除或控制塵源。在此基礎(chǔ)上再采用合理的通風(fēng)除塵措施，建立嚴(yán)格的檢查管理制度，這樣才能有效地防治粉塵。大體上煤礦目前綜合防塵技術(shù)措施包括技術(shù)措施和組織措施兩個(gè)方面，其基本內(nèi)容為通風(fēng)除塵、濕式作業(yè)、密閉抽塵、凈化風(fēng)流、個(gè)體防護(hù)及一些特殊的除、降塵措施；科學(xué)管理、建立規(guī)章制度，加強(qiáng)宣傳教育，定期進(jìn)行測(cè)塵和健康檢查。下面主要討論有關(guān)技術(shù)措施方面的內(nèi)容。22通風(fēng)除塵通風(fēng)除塵通風(fēng)除塵通風(fēng)除塵通風(fēng)除塵是指通過(guò)風(fēng)流的流動(dòng)將井下作業(yè)點(diǎn)的懸浮礦塵帶出，降低作業(yè)場(chǎng)所的礦塵濃度，因此搞好礦井通風(fēng)工作能有效地稀釋和及時(shí)地排出礦塵。決定通風(fēng)除塵效果的主要因素是風(fēng)速及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤(rùn)程度等。風(fēng)速過(guò)低，粗粒礦塵將與空氣分離下沉，不易排出；風(fēng)速過(guò)高，能將落塵河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）14揚(yáng)起，增大礦內(nèi)空氣中的粉塵濃度。因此，通風(fēng)除塵效果是隨風(fēng)速的增加而逐漸增加的，達(dá)到最佳效果后，如果再增大風(fēng)速，效果又開(kāi)始下降。排除井巷中的浮塵要有一定的風(fēng)速。我們把能使呼吸性粉塵保持懸浮并隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)而排出的最低風(fēng)速稱為最低排塵風(fēng)速。同時(shí)，我們把能最大限度排除浮塵而又不致使落塵二次飛揚(yáng)的風(fēng)速稱為最優(yōu)排塵風(fēng)速。一般來(lái)說(shuō)，掘進(jìn)工作面的最優(yōu)風(fēng)速為0407M/，機(jī)械化采煤工作面為1525M/。規(guī)程規(guī)定的采掘工作面最高容許風(fēng)速為4M/，不僅考慮了工作面供風(fēng)量的要求，同時(shí)也充分考慮到煤、巖塵的二次飛揚(yáng)問(wèn)題。隨著掘進(jìn)機(jī)械化水平的提高，掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量和產(chǎn)塵量急劇上升，單一的壓入式通風(fēng)方式將會(huì)使大量的粉塵吹出工作面，造成有人工作的巷道及回風(fēng)系統(tǒng)被嚴(yán)重污染，直接影響著工人的身體健康。由工作面吹出來(lái)的粉塵逐漸沉積下來(lái)也是礦井安全的一大隱患。故單一的壓入式通風(fēng)方式已不能適應(yīng)除塵要求。可采用以下兩種通風(fēng)除塵系統(tǒng)長(zhǎng)壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)和長(zhǎng)抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)。221長(zhǎng)壓短抽除塵系統(tǒng)該系統(tǒng)以壓入式通風(fēng)為主，在工作面附近以短抽方式將工作面的含塵空氣吸入除塵器就地凈化處理（如圖11）。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是通風(fēng)設(shè)備簡(jiǎn)單，風(fēng)筒成本低，管理容易；新鮮風(fēng)流呈射流狀作用到工作面，作用距離長(zhǎng)，容易排除工作面局部瓦斯積聚和滯留粉塵；通風(fēng)和除塵系統(tǒng)相互獨(dú)立，在任何情況下不會(huì)影響通風(fēng)系統(tǒng)正常工作，安全性能好等。缺點(diǎn)是巷道內(nèi)仍有一。定程度的粉塵污染，除塵設(shè)備移動(dòng)頻繁。這種系統(tǒng)主要適用于機(jī)械化掘進(jìn)工作面。211長(zhǎng)抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)該系統(tǒng)以長(zhǎng)距離抽風(fēng)的方式將工作面的含塵空氣抽出，經(jīng)安置在巷道回風(fēng)流中的除塵局部通風(fēng)機(jī)凈化排至巷道。如果回風(fēng)巷是不行人的巷道，便可改用抽出式局部通風(fēng)機(jī)直接將含塵風(fēng)流抽入回風(fēng)流，如圖12所示。長(zhǎng)抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)又可分為以下兩種形式（1）前抽后壓通風(fēng)除塵系統(tǒng)，如圖13所示，主要適用于機(jī)掘工作面。（2）前壓后抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)，如圖14所示，主要適用于炮掘工作面，對(duì)錨噴支護(hù)巷道效果甚好。長(zhǎng)抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)具有進(jìn)入巷道的新鮮風(fēng)流不受污染、勞動(dòng)條件好的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是抽出式風(fēng)筒大，成本高，阻力大，要求局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量大、負(fù)壓高；河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）15風(fēng)筒中會(huì)產(chǎn)生粉塵沉積和積水現(xiàn)象，維護(hù)管理較復(fù)雜；風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口的抽風(fēng)作用范圍小。圖11長(zhǎng)壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)圖12長(zhǎng)抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)1長(zhǎng)壓局部通風(fēng)機(jī)；2除塵局部通風(fēng)機(jī)；LR壓入式風(fēng)筒口距工作面的距離；1除塵局部通風(fēng)機(jī)LC抽出式風(fēng)筒口距工作面的距離；LD壓入式風(fēng)筒口與除塵器重疊段距離圖13前抽后壓通風(fēng)除塵系統(tǒng)圖14前壓后抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)1除塵局部通風(fēng)機(jī)；2壓入式局部通風(fēng)機(jī)1除塵局部通風(fēng)機(jī)；2壓入式局部通風(fēng)機(jī)2213通風(fēng)工藝要求（1）壓、抽風(fēng)筒口相互位置的關(guān)系，包括長(zhǎng)壓短抽時(shí)LR5S（S為巷道段面積）；LD2S；LC4M。前抽后壓時(shí)LR5S（S為巷道段面積）；LD一般1020M；LC4M。前壓后抽時(shí)LR5M；LD一般1020M；LC30M。（2）壓、抽風(fēng)量的配合，包括長(zhǎng)壓短抽時(shí)壓入式風(fēng)筒出口風(fēng)量應(yīng)比抽出式風(fēng)筒入口風(fēng)量大2030，以保證工作面不出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)。長(zhǎng)抽短壓時(shí)抽出式風(fēng)筒入口風(fēng)量應(yīng)比壓入式風(fēng)筒出口風(fēng)量大2050，以保證重疊段區(qū)域內(nèi)巷道的風(fēng)速不低于煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。抽出風(fēng)量是保證吸塵效果的主要參數(shù)，抽出風(fēng)量大，對(duì)工作面的排塵效河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）16果好；反之，會(huì)影響工作面的排塵效果。一般根據(jù)除塵和工作面通風(fēng)的需要，綜合考慮壓、抽風(fēng)量。（3）長(zhǎng)壓局部通風(fēng)機(jī)和長(zhǎng)抽除塵局部通風(fēng)機(jī)的安裝位置，包括長(zhǎng)壓局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)安裝在掘進(jìn)巷道口進(jìn)風(fēng)側(cè)，距巷道口的距離大于10M。長(zhǎng)抽或長(zhǎng)抽短壓除塵局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)安裝在掘進(jìn)巷道回風(fēng)側(cè)，距巷道口距離大于10M。當(dāng)以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)時(shí)應(yīng)采用壓入式通風(fēng)；而當(dāng)以排除粉塵為主的井筒掘進(jìn)時(shí)，宜采用抽出式通風(fēng)。23濕式作業(yè)濕式作業(yè)濕式作業(yè)濕式作業(yè)濕式作業(yè)是利用水或其它液體，使之與塵粒相接觸而捕集粉塵的方法，它是礦井綜合防塵的主要技術(shù)措施之一，具有所需設(shè)備簡(jiǎn)單、使用方便、費(fèi)用較低和除塵效果較好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是增加了工作場(chǎng)所的濕度，惡化了工作環(huán)境，能影響煤礦產(chǎn)品的質(zhì)量，除缺水和嚴(yán)寒地區(qū)外，一般煤礦應(yīng)用較為廣泛，我國(guó)煤礦較成熟的經(jīng)驗(yàn)是采取以濕式鑿巖為主，配合噴霧灑水、水封爆破和水炮泥以及煤層注水等防塵技術(shù)措施。231濕式鑿巖、鉆眼該方法的實(shí)質(zhì)是指在鑿巖和打鉆過(guò)程中，將壓力水通過(guò)鑿巖機(jī)、鉆桿送入并充滿孔底，以濕潤(rùn)、沖洗和排出產(chǎn)生的礦塵。在煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，井巷掘進(jìn)產(chǎn)生的粉塵不僅量大，而且分散度高，而掘進(jìn)過(guò)程中的礦塵又主要來(lái)源于鑿巖和鉆眼作業(yè)。據(jù)實(shí)測(cè)干式鉆眼產(chǎn)塵量約占掘進(jìn)總產(chǎn)塵量的8085，而濕式鑿巖的降塵率可達(dá)90左右，并能提高鑿巖速度1525。因此，濕式鑿巖、鉆眼能有效降低掘進(jìn)工作面的產(chǎn)塵量。232灑水及噴霧灑水灑水降塵是用水濕潤(rùn)沉積于煤堆、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。當(dāng)?shù)V塵被水濕潤(rùn)后，塵粒間會(huì)互相附著凝集成較大的顆粒，附著性增強(qiáng)，礦塵就不易飛起。在炮采炮掘工作面放炮前后灑水，不僅有降塵作用，而且還能消除炮煙、縮短通風(fēng)時(shí)間。煤礦井下灑水，可采用人工灑水或噴霧器灑水。對(duì)于生產(chǎn)強(qiáng)度高、產(chǎn)塵量大的設(shè)備和地點(diǎn)，還可設(shè)自動(dòng)灑水裝置。多用于濕式鑿巖、濕式鉆眼等作業(yè)和煤巖的裝、運(yùn)作業(yè)。噴霧灑水是用水捕捉懸浮于空氣中礦塵的技術(shù)措施。噴霧灑水的工作機(jī)理是將壓力水通過(guò)噴霧器（又稱噴嘴），在旋轉(zhuǎn)或（及）沖擊的作用下，使水流河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）17霧化成細(xì)微的水滴噴射于空氣中；在霧體作用范圍內(nèi)，高速流動(dòng)的水滴與浮塵碰撞接觸后，塵粒被濕潤(rùn)，在重力作用下下沉；高速流動(dòng)的霧體將其周圍的含塵空氣吸引到霧體內(nèi)濕潤(rùn)下沉；將已沉落的塵粒濕潤(rùn)粘結(jié)，使之不易飛揚(yáng)。影響噴霧灑水捕塵效率的主要因素包括霧體的分散度、水滴與塵粒的相對(duì)速度、水壓、單位體積空氣的耗水量、粉塵的密度、空氣含塵濃度和粉塵的濕潤(rùn)性等。主要包括采掘機(jī)械的內(nèi)、外噴霧灑水和井巷定點(diǎn)噴霧灑水。掘進(jìn)機(jī)噴霧灑水掘進(jìn)機(jī)噴霧分內(nèi)外兩種。外噴霧多用于捕集空氣中懸浮的礦塵，內(nèi)噴霧則通過(guò)掘進(jìn)機(jī)切割機(jī)構(gòu)上的噴嘴向割落的煤巖處直接噴霧，在礦塵生成的瞬間將其抑制。掘進(jìn)機(jī)的外噴霧采用高壓噴霧時(shí)，高壓噴嘴安裝在掘進(jìn)機(jī)截割臂上，啟動(dòng)高壓泵的遠(yuǎn)程控制按鈕和噴霧開(kāi)關(guān)均安裝在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)操縱臺(tái)上。掘進(jìn)機(jī)截割時(shí)，開(kāi)動(dòng)噴霧裝置；掘進(jìn)機(jī)停止工作時(shí)，關(guān)閉噴霧裝置。233水炮泥和水封爆破水炮泥就是將裝水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼內(nèi)，爆破時(shí)水袋破裂，部分水借助于爆破產(chǎn)生的壓力壓入煤層裂隙中濕潤(rùn)煤體，部分水在高溫高壓下汽化；放煙后，溫度降低，水蒸氣冷卻成霧滴，碰撞、濕潤(rùn)塵粒，從而達(dá)到降塵的目的。采用水炮泥比單純用土炮泥時(shí)的礦塵濃度低2050，尤其是呼吸性粉塵含量有較大的減少。水炮泥的塑料袋是用無(wú)毒、不燃的聚乙烯塑料薄膜熱壓成型的，有一定的強(qiáng)度。水袋封口是關(guān)鍵，目前使用的自動(dòng)封口水袋。裝滿水后，和自行車內(nèi)胎的氣門芯一樣，能將袋口自行封閉。水封爆破是將炮眼的爆藥先用一小段炮泥填好，然后再給炮眼口填一小段炮泥填好，兩段炮泥之間的空間，插入細(xì)注水管注水，注滿后抽出注水管，并將炮泥上的小孔堵塞。24凈化風(fēng)流凈化風(fēng)流凈化風(fēng)流凈化風(fēng)流凈化風(fēng)流是使井巷中含塵的空氣通過(guò)一定的設(shè)施或設(shè)備，將礦塵捕獲的技術(shù)措施。目前使用較多的是水幕和濕式除塵裝置。241水幕凈化風(fēng)流河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）18水幕是在敷設(shè)于巷道頂部或兩幫的水管上間隔地安上數(shù)個(gè)噴霧器噴霧形成的，如圖15所示。噴霧器的布置應(yīng)以水幕布滿巷道斷面為原則，并盡可能靠近塵源，縮小含塵空氣的彌散范圍。凈化水幕應(yīng)安設(shè)在支護(hù)完好、壁面平整、無(wú)斷裂破碎的巷道段內(nèi)。一般安設(shè)位置為礦井總?cè)腼L(fēng)流凈化水幕距井口20100M巷道內(nèi)；圖15巷道水幕示意采區(qū)入風(fēng)流凈化水幕風(fēng)流分叉口支流里側(cè)2050M巷道內(nèi)；采煤回風(fēng)流凈化水幕距工作面回風(fēng)口1020M回風(fēng)掘進(jìn)回風(fēng)流凈化水幕距工作面3050M巷道內(nèi)；巷道中產(chǎn)塵源凈化水幕塵源下風(fēng)側(cè)510M巷道內(nèi)。水幕的控制方式可根據(jù)巷道條件，選用光電式、觸控式或各種機(jī)械傳動(dòng)的控制方式。選用的原則是既經(jīng)濟(jì)合理又安全可靠。在徐州董莊礦曾做過(guò)試驗(yàn)，在距掘進(jìn)工作面20、40和60M處各設(shè)了一道水幕，工作面含塵風(fēng)流經(jīng)第一道水幕后降塵率為59605，經(jīng)第二道水幕后降塵率為78280，經(jīng)第三道水幕后，礦塵濃度只有078MGM3，降塵率達(dá)到986。242濕式除塵裝置除塵裝置（或除塵器）是指把氣流或空氣中含有的固體粒子分離并捕集起來(lái)的裝量，又稱集塵器或捕塵器。根據(jù)是否利用水或其他液體，除塵裝置可分為干式和濕式兩大類。煤礦一般采用濕式除塵裝置，其工作原理是通過(guò)塵粒與液滴的慣性碰撞進(jìn)行除塵。25個(gè)體防護(hù)個(gè)體防護(hù)個(gè)體防護(hù)個(gè)體防護(hù)個(gè)體防護(hù)是指通過(guò)佩戴各種防護(hù)面具以減少吸入人體粉塵的一項(xiàng)補(bǔ)救措施。個(gè)體防護(hù)的用具主要有防塵口罩、防塵風(fēng)罩、防塵帽、防塵呼吸器等，其目的是使佩戴者能呼吸凈化后的清潔空氣而不影響正常工作。礦井要求所有接觸粉塵作業(yè)人員必須佩戴防塵口罩，對(duì)防塵口罩的基本要求是阻塵率高，呼吸阻力和有害空間小，佩戴舒適，不妨礙視野，普通紗布口罩阻塵率低，呼吸阻力大，潮濕后有不舒適的感覺(jué)，應(yīng)避免使用。防塵安全帽防治效果較好，它可以截留99以上的粉塵。此外壓風(fēng)呼吸器是一種隔絕式河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）19的新型個(gè)人和集體呼吸的防護(hù)裝置。它利用的礦井壓縮空氣，在經(jīng)離心力作用脫去油霧和活性炭吸附過(guò)濾等凈化過(guò)程后，經(jīng)減壓閥同時(shí)向多人均衡配氣以供呼吸。個(gè)體防護(hù)不可以也不能完全代替其他防塵技術(shù)措施。鑒于目前絕大部分礦井尚未達(dá)到國(guó)家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的情況，采取一定的個(gè)體防護(hù)措施是必要的。目前，傳統(tǒng)的內(nèi)外噴霧除塵技術(shù)還存在著可靠性低效果差等問(wèn)題，而體積龐大的巷道除塵風(fēng)機(jī)又因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用工作面面積的空間大，費(fèi)用高而難以在只有中小斷面的我國(guó)廣泛使用；降塵技術(shù)隨使部分粉塵降于地面，但是爆破和其他震動(dòng)沖擊仍能使大量粉塵在短時(shí)間內(nèi)飛揚(yáng)，達(dá)到爆炸濃度而發(fā)生爆炸；而為了減少落塵的爆炸性危害而采取的防爆措施，無(wú)疑會(huì)使生產(chǎn)成本增加。在這五類防塵措施中，減塵措施是防塵工作治本性措施，是實(shí)現(xiàn)粉塵濃度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的根本措施，在礦井防塵技術(shù)措施中應(yīng)優(yōu)先考慮采用。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）203煤礦粉塵測(cè)定與分析煤礦粉塵測(cè)定與分析煤礦粉塵測(cè)定與分析煤礦粉塵測(cè)定與分析為能有效治理粉塵危害，必須對(duì)掘進(jìn)工作面的粉塵進(jìn)行全面測(cè)定與分析，具有實(shí)際意義的是粉塵在各生產(chǎn)狀況下實(shí)際產(chǎn)塵強(qiáng)度，最終是以某個(gè)時(shí)間、空間及設(shè)備的工作狀態(tài)所產(chǎn)生的塵量為基本參數(shù)。對(duì)于本設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)的8個(gè)濾膜的產(chǎn)塵量為416G/D，每天一班，每班8小時(shí)，那么產(chǎn)塵強(qiáng)度為416/8052G/H，又因?yàn)?個(gè)濾膜，6個(gè)是8CM長(zhǎng)的并且大小等相同，另外2個(gè)是9CM長(zhǎng)的，也相同，按照一定的分配原則，8CM長(zhǎng)的的發(fā)塵強(qiáng)度為0036G/H，9CM的為004G/H。8個(gè)濾膜的粉塵分散度如下頁(yè)表所示從表中可以看出，濾膜的粉塵顆粒比較細(xì)微，表內(nèi)統(tǒng)計(jì)說(shuō)明220M以上的粉塵的分散度約為6080。這些參數(shù)為治理方案的確定、設(shè)備的選型起這重要的作用。表31濾膜的粉塵分散度項(xiàng)目測(cè)試地點(diǎn)粒徑范圍M相應(yīng)分散度225510102020掘進(jìn)工作面1點(diǎn)出194523103掘進(jìn)工作面2點(diǎn)出153830143掘進(jìn)工作面3點(diǎn)出183230146掘進(jìn)工作面4點(diǎn)出253128124掘進(jìn)工作面5點(diǎn)出242822197掘進(jìn)工作面6點(diǎn)出173825137掘進(jìn)工作面7點(diǎn)出193330126河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）21掘進(jìn)工作面8點(diǎn)出233724106在煤礦作業(yè)環(huán)境中沒(méi)有除塵設(shè)備所測(cè)的粉塵濃度、各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的浮游礦塵比例，從數(shù)據(jù)上分析說(shuō)明5M以下的呼吸性粉塵的分散度約為2038。這對(duì)人體有很大的危害。（如下表數(shù)據(jù)所示）煤礦各種作業(yè)環(huán)境中的粉塵濃度采掘方式防塵措施粉塵濃度（MG/M3）風(fēng)鎬落煤無(wú)800左右炮采無(wú)300500機(jī)采無(wú)10003000綜采無(wú)4000以上炮掘無(wú)13001600機(jī)掘無(wú)20003000各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的浮游礦塵比例作業(yè)環(huán)節(jié)百分?jǐn)?shù)（）采煤工作面產(chǎn)塵量4080掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵量2038錨噴作業(yè)點(diǎn)1015運(yùn)輸通風(fēng)巷道510其他作業(yè)點(diǎn)2531粉塵性質(zhì)分析粉塵性質(zhì)分析粉塵性質(zhì)分析粉塵性質(zhì)分析對(duì)粉塵性質(zhì)的進(jìn)一步研究對(duì)以后設(shè)計(jì)中除塵方案的確定及除塵設(shè)備的選用有重大意義。311粉塵的分類1）按物質(zhì)組成分類粉塵可分為有機(jī)塵、無(wú)機(jī)塵、混合塵。有機(jī)塵包括植物塵、動(dòng)物塵、加工有機(jī)塵；無(wú)機(jī)塵包括礦塵、金屬塵、加工無(wú)機(jī)塵等。本次河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）22設(shè)計(jì)就是屬于無(wú)機(jī)塵。2）按粒徑分類按塵粒大小或在顯微鏡下可見(jiàn)程度粉塵可分為粗塵，粒徑大于40M，細(xì)塵，粒徑1040M，在明亮光線下肉眼可以看見(jiàn)；顯微塵，粒徑02510M，用光學(xué)顯微鏡可以觀察；亞顯微塵，粒徑小于025M，需用電子顯微鏡才能觀察到。不同粒徑的粉塵在呼吸器官中沉著的位置也不同，又分為可吸入性粉塵即可以吸入呼吸器官，直徑約大于10M的粉塵；微細(xì)粒子直徑小于25M的細(xì)粒粉塵，微細(xì)粉塵會(huì)沉降于人體肺泡中。3）按形狀分類不同形狀的粉塵可以分為A三相等長(zhǎng)粒子，即長(zhǎng)、寬、高的尺寸相同或接近的粒子，如正多邊形及其他與之接近的不規(guī)則形狀粒細(xì)子；B片形粒子，既兩方向的長(zhǎng)度比第三方向長(zhǎng)得多，如薄片狀、鱗片狀年粒子；C纖維形粒子，既在一個(gè)方向上長(zhǎng)得多的粒子，如柱狀、針狀、纖維粒子；D球形粒子，外形成圓形或橢圓形。4）按化學(xué)特性分類由粉塵的濕潤(rùn)性、粘性、燃燒爆炸性、導(dǎo)電性、流動(dòng)性可以區(qū)分不同屬性的粉塵。如按粉塵的濕潤(rùn)性能夠分為濕潤(rùn)角小于90的親水性粉塵和濕潤(rùn)角大于90的疏水性粉塵；按粉塵的黏性力分為拉斷力小于60PA的不粘塵，60300PA的微粘塵，300600PA的中粘塵，大于600PA的強(qiáng)粘塵；按粉塵燃燒、爆炸性分為易燃、易爆粉塵和一般粉塵；按粉塵流動(dòng)性可分為安息角小于30的流動(dòng)行好的粉塵，安息角為3045的流動(dòng)中等的粉塵既安息角大于45的流動(dòng)性差的粉塵。按粉塵的導(dǎo)電性和靜電除塵的難易分為大于1011CM的高比電阻粉塵，1041011CM的中比電阻粉塵，小于104CM的低比電阻粉塵。5）其他分類中還有分為生產(chǎn)性粉塵和大氣塵，纖維性粉塵和顆粒狀，一次揚(yáng)塵和二次性揚(yáng)塵等。32粉塵的物理特性粉塵的物理特性粉塵的物理特性粉塵的物理特性塵粒具有形狀、粒徑、密度、比表面積四大基本特性，還具有磨損性、荷電性、濕潤(rùn)性、黏著性以及爆炸性等重要性質(zhì)。塊壯物料破碎成細(xì)小的粉狀微粒后，除了繼續(xù)保持原有的主要物理化學(xué)性質(zhì)外，還出現(xiàn)了許多新的特性，如爆炸性、帶電性等。大體上，粉塵的物理性質(zhì)包括以下方面河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）231）粉徑分布，是指粉塵中各種粒徑的粒子所占的百分比；2）密度，指粉塵的質(zhì)量與同體積的4的水質(zhì)量之比；3）比電阻，指粉塵本體與其表面化學(xué)膜電阻率之和；4）可磨性，指粉塵被研磨的難易程度，用待測(cè)粉塵與標(biāo)準(zhǔn)粉塵在相同條件下研磨消耗能量或時(shí)間之比值表示；5）安息角（靜止角、自然傾角），指粉塵自然堆放在水平面上形成圓錐體的底角；6）粘度，指粉塵之間一層對(duì)另一層的粘結(jié)力；7）親水性，指粉塵與水接觸時(shí)被水濕潤(rùn)的程度；8）爆炸極限，指粉塵在空氣中遇有高溫、明火等發(fā)生爆炸的最低質(zhì)量濃度；9）含水率，指單位體積粉塵中含有水分的數(shù)量；10）比表面積，指單位質(zhì)量粉塵中含有的內(nèi)表面積與外表面積之和；11）粉塵形狀，諸如片狀、纖維狀、球形等。在這些特性中，與除塵技術(shù)關(guān)系密切的，有以下幾個(gè)方面321粉塵的密度單位體積中粉塵的質(zhì)量稱為粉塵的密度其單位是KG/M3或G/CM3。由于粉塵的產(chǎn)生情況不同、實(shí)驗(yàn)條件不同，獲得的密度值也不同。一般將粉塵的密度分為真密度和堆積密度等不同的概念。1）真密度由于粉塵顆粒表面不平和其內(nèi)部的空隙，所以塵粒表面及其內(nèi)部吸附著一定的空氣。粉塵的真密度是設(shè)法將吸附在塵粒表面及其內(nèi)部的空氣排除后測(cè)得的粉塵自身的密度。用P表示。2）堆積密度固體研磨而形成的粉塵，在表面未氧化前，其真密度與母料密度相同。呈堆積狀態(tài)存在的粉塵，除了每個(gè)塵粒吸附喲一定空氣外，塵粒之間的空隙中也含有空氣。將包括粉體粒子間氣體空間在內(nèi)的粉塵密度稱為堆積密度?？梢?jiàn)，對(duì)同一種粉塵來(lái)說(shuō)，其堆積密度值一般要小于真密度值。如煤粉燃燒產(chǎn)生的飛灰粒子，含有熔凝的空氣球，其堆積密度為107G/CM3，真密度為22G/CM3。密度對(duì)重力、慣性、離心式除塵器的除塵率關(guān)系很大，而堆積密度則與設(shè)計(jì)粉塵的存儲(chǔ)設(shè)備和粉塵的在飛揚(yáng)問(wèn)題有關(guān)。當(dāng)粉塵的密度與堆積密度之比為10以上時(shí)，需要特別注意解決粉塵的二次飛揚(yáng)問(wèn)題。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）24若將粉塵之間的空隙體積與包含空隙的粉塵總體之比稱為空隙率，用表示，則粉塵的真密度P與堆積密度P之間存在如下關(guān)系B（1）P（31）對(duì)于一定種類的粉塵來(lái)說(shuō)，P是定值，而B(niǎo)隨空隙率變化而變化。值與粉塵的種類、粒徑及充填方式等因素有關(guān)。粉塵愈細(xì)，吸附的空氣愈多，值愈大；充填過(guò)程加壓或進(jìn)行震動(dòng)，值減小。粉塵的真密度應(yīng)用于研究塵粒在空氣中運(yùn)動(dòng)，而堆積密度則可用于存?zhèn)}或灰斗容積的計(jì)算等。322粉塵的比表面積單位體積的粉塵具有的總表面積SP（CM2/CM3）稱為粉塵的比表面積。對(duì)于平均粒徑為DP、空隙率為的表面光滑球型顆粒，其比表面積定義PPPPDDDS166132PIPI32對(duì)于非球型顆粒組成的粉塵，其比表面積定義為PMMDS16（33）式中M為顆粒群的形狀系數(shù)。即MPMSS。細(xì)砂平均M075；細(xì)煤粉M073；煙灰M055；纖維塵M030。比表面積常用來(lái)表示粉塵的總體的細(xì)度，是研究通過(guò)粉塵層流體阻力以及研究化學(xué)反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱現(xiàn)象的參數(shù)之一。323粉塵的含水量及其潤(rùn)濕性1）粉塵的含水量粉塵中所含水分一般可分為三類A自由水附著在表面或包含在凹面及細(xì)孔中的水分；B結(jié)合水緊密結(jié)合在顆粒內(nèi)部，用一般干燥方法不易全部去除的水分；C化學(xué)結(jié)合水是顆粒的組成部分，如結(jié)晶水。通過(guò)干燥過(guò)程可以除去自由水和一部分結(jié)合水分，其余部分作為平衡水分河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）25殘留，其量隨干燥條件而變化。324粉塵的粘附性粉塵的粘附性是指粉塵顆粒之間凝聚的可能性或粉塵對(duì)器壁粘附堆積的可能性。粉塵顆粒由于凝聚變大，有利于提高除塵器的捕集效率，而從另一方面來(lái)說(shuō)，粉塵對(duì)器壁的粘附會(huì)造成裝置和管道的堵塞或引起故障。一般認(rèn)為，粘附現(xiàn)象與作用在顆粒之間的粘著力以及與固體壁面之間的作用力有關(guān)。時(shí)間證明，顆粒細(xì)，含水率高及荷電量大的粉塵易于粘附在器壁上，此外，還與粉塵的氣流運(yùn)動(dòng)狀況及壁面粗糙情況有關(guān)。所以在除塵系統(tǒng)或氣流輸送系統(tǒng)中，要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇適當(dāng)?shù)臍饬魉俣?，并盡量把器壁加工光滑，以減少粉塵的粘附。325粉塵的安息角粉塵的安息角是指粉塵通過(guò)小孔連續(xù)地下落到水平板上時(shí)，堆積成的錐體母線與水平面的夾角（也叫靜止角或堆積角）。安息角是粉塵物料所具有的動(dòng)力特性之一。它與粉塵的種類、粒徑、形狀和含水量等因素有關(guān)。多數(shù)粉塵的安息角的平均值在3536左右，對(duì)于同一種粉塵，粒徑愈小，安息角愈大，表面愈光滑和愈接近球形的粒子，安息角愈小。含水率愈大，安息角愈大。安息角是設(shè)計(jì)除塵設(shè)備及管道的主要依據(jù)。326粒徑與分散度塵粒如呈球形，可取其直徑為粒徑。但實(shí)際上塵粒的形狀是很復(fù)雜的，多為不定形的。若要求得單一塵粒粒徑需借用不同的方法測(cè)出起代表性尺寸，叫做塵粒粒徑。用的較多的有顯微鏡粒徑、STORKESL粒徑、篩分粒徑。粉塵的各種粒級(jí)（某一粒徑范圍，如510M，1015M等）所占質(zhì)量或顆粒數(shù)的百分比（），稱為質(zhì)量分散度或顆粒分散度。粉塵的粒徑值是粉塵的主要特性之一，其粒徑分布大部分是細(xì)塵粒還是粗塵粒，是最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。粉塵分散度對(duì)除塵工作具有重要的意義，是除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管徑計(jì)算以及選擇除塵設(shè)備的主要依據(jù)之一。327凝聚性粉塵微粒產(chǎn)生時(shí)的高溫，塵粒表面的電荷、布朗運(yùn)動(dòng)和聲波的震動(dòng)以及磁力作用，可使塵粒相互撞擊而引起凝聚。這一特殊性對(duì)除塵的原理和除塵效率起著不可忽視的作用。近年來(lái)發(fā)展的新型除塵器都設(shè)法利用這一特性，超聲波除塵器就是利用聲波使塵粒凝聚成微粒團(tuán)，然后在送入旋風(fēng)除塵器，這樣，對(duì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）26于微小塵粒也能獲得高效率4除塵方案確定的原則除塵方案確定的原則除塵方案確定的原則除塵方案確定的原則除塵方案的確定，就是選擇最優(yōu)的除塵系統(tǒng)，在滿足除塵要求的條件下，盡量做到除塵設(shè)備的最佳配置，綜合考慮各種因素，盡量滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理。41除塵系統(tǒng)的選擇除塵系統(tǒng)的選擇除塵系統(tǒng)的選擇除塵系統(tǒng)的選擇411除塵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)4111按除塵系統(tǒng)的配置特點(diǎn)和規(guī)?？煞譃?）就地除塵系統(tǒng)。除塵設(shè)備直接置于生產(chǎn)粉塵的設(shè)備上，基本不需要除塵管道。2）分散除塵系統(tǒng)。把就近性質(zhì)相同的產(chǎn)塵點(diǎn)用管道連接起來(lái)，共用一臺(tái)除塵設(shè)備和除塵風(fēng)機(jī)，是目前較為常用的除塵系統(tǒng)。3）集中除塵系統(tǒng)。把整個(gè)巷道或者幾個(gè)巷道的產(chǎn)塵點(diǎn)聯(lián)結(jié)與一個(gè)除塵系統(tǒng)，共用一臺(tái)除塵設(shè)備和風(fēng)機(jī)，是目前常用的除塵系統(tǒng)。4112按常用的除塵設(shè)備可分為1）干式除塵系統(tǒng)。除塵設(shè)備用干式除塵器（旋風(fēng)除塵器、電除塵器、袋式除塵器）不需要水和其他介質(zhì)做除塵介質(zhì)。2）濕式除塵系統(tǒng)。除塵設(shè)備常用濕式除塵器（沖激式除塵器、文氏除塵器、水膜除塵器）需要水或其他介質(zhì)做除塵介質(zhì)。3）干濕結(jié)合除塵系統(tǒng)。干式除塵器和濕式除塵器聯(lián)合使用。4113按除塵設(shè)備的級(jí)數(shù)可分為1）單級(jí)除塵系統(tǒng)除塵設(shè)備采用單級(jí)。目前工程上采用的絕大多數(shù)為此類除塵系統(tǒng)。2）多級(jí)除塵系統(tǒng)除塵設(shè)備采用二級(jí)或二級(jí)以上的除塵器，只有在單級(jí)不能滿足排氣標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才采用多級(jí)。4114按除塵設(shè)備和風(fēng)機(jī)的位置可分為1）負(fù)壓除塵系統(tǒng)。除塵器位于通風(fēng)機(jī)之前。通過(guò)通風(fēng)機(jī)的氣體已經(jīng)經(jīng)過(guò)除塵設(shè)備，含塵濃度變低，這樣通風(fēng)機(jī)所受的阻力大大降低，運(yùn)行壽命長(zhǎng)，適用河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文論文論文）27于處理