煤矿的掘进工作面粉尘含量由于掘进机械化、自动化以及煤炭产量的要求提升而急剧提高。由于掘进工作面通风条件的特殊性,掘进巷道的通风状态是一个端口封闭、一端开口的独头巷道。当风流由风机运至掘进面时,风流受阻折返,带有大量的煤尘并逐渐扩散到整个掘进工作面的其他作业空间,尤其在掘进机的司机处。粉尘扩散浓度很大时,整体能见度很低,严重影响掘进工作面的安全生产。
综掘工作面掘进过程中,支护、凿岩、机械材料装卸、爆破以及片帮冒顶等过程产生大量粉尘,尤其凿岩机作业打炮眼以及爆破时更易产生高浓度粉尘。根据统计数据显示,尘肺病患者中大多从事煤矿井下一线生产工作多年,且煤矿岩石综掘工作面工作人员患病率远高于其他工作地点,原因在于,综掘面的粉尘量为煤矿井下粉尘浓度最高的地点。
煤矿井下综掘工作面掘进过程中产尘量大的原因在于:煤壁未受到外界压力时,各个方向受力不变,而当综掘机的截割头与煤壁接触时,破坏了原有的受力平衡,在截割头与煤壁的接触点产生了1个三向的应力状态,受力不平衡,导致煤壁挤压变形,进而产生破碎;综掘机截割头继续向前,压缩接触点煤块,产生密实核,密实核应力大于四周煤块应力,煤块将会被进一步挤压粉碎,截割头后撒时,接触点应力急剧减小,伴随有细小的煤块破碎并下落,此时便有大量的煤尘产生。
徐州博泰矿山安全科技有限公司研制的矿用泡沫抑尘技术利用泡沫的捕尘作用,通过泡沫来吸附粉尘,使之达到控制粉尘的目的,从尘源点上降低粉尘产生。综掘机工作时,打开泡沫喷雾装置,在切割头周围产生大量的泡沫包裹住切割头,切割头在切割煤岩过程中将大量泡沫与切割产生的粉尘充分接触,使大部分粉尘在第一时间随泡沫一起被切割头甩出并快速沉降,达到良好的抑尘效果。
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