采煤机截割粉尘防治初探济宁市金.pdf

5 0 互瞧差 舛技 7． 0 0 5 年 第3 期 采 煤 机 截 割 粉 尘 防 治 初 探 济宁市金桥 煤矿张绍教 摘要截割粉尘控制措施 选择合理的截齿结构与截深， 选择合理的采煤机工作机构结构和参数， 选择合理的采煤机工作 方 式。 关键词 采煤工作 面 压 固核 截 齿结构及参数 斜切进 刀 煤矿开采过程 中会产生大量 的粉尘 ， 粉尘不仅 使劳动条 件恶化， 降低作业地点生产人员视线， 危害工人身体健康 ， 影 响设备的正常运转 ， 降低 设备 的使用 寿命 ； 达到 一定 的浓度 时 ， 还会发 生煤尘爆 炸等 恶性 事故 ， 给 职工人身 安全 造成严 重的威胁。采煤工作 面的主要产尘工序有采煤机落煤、 装 煤 、 液压支架 移架 、 运输转 载 、 运输 机运煤 、 人工攉煤 、 放炮及 放煤 口放煤等 。 目前煤矿防尘主 要采 用喷水 降尘技 术 ， 通 风 降尘技 术 、 捕尘技术和个体 防护技术等 ， 取得 了一定 的成效。但 目前 的 综合 防尘措施都是从粉尘产生后如何 减少着眼 的 ， 忽略 了粉 尘生成这一关键 ， 没有从 尘源加以控制 。实 际上对于机采工 作面 ， 采煤 机 截割 煤体 是 工作 面 粉尘 产生 的主 要 根源 。因 此 ， 开展产尘 因素 和截 割粉 尘关系 的研究 ， 对从 根本 上控 制 粉尘具有重要的现实意义 。济 宁市金 桥煤矿 自 2 0 0 3年投 产 以来， 通过 3 个机采工作面的实践， 初步掌握了控制截割粉 尘产生 的技术 ， 采煤 工作 面粉尘得到了有效控制 。 1 采煤 机截 割粉尘 的产 生机理 1 ． 1 压 固核 的形成 采煤机作业过程 中 ， 截齿 以一定速度 截割煤体而 对其产 生挤压作用 ， 截齿 前 的煤 体 由于产 生应力 和应变 ， 形 成一 个 强度、 密度 和正 常煤 体 不 同的 岩块 ， 这 种 岩块 称为 压 固核 。 压固核使截齿的截割阻力增加 ， 并随着截齿的前进其阻力继 续上升 ， 直 至压 固核 与矿 岩体分开为止 。由于压固核 的变 形 储存了较大的弹性 能 ， 因此 在与矿 岩体 分离时 ， 压 固核 弹性 释放形成大量的粉尘， 并以很高的速度从截齿前飞出。压固 核越大 ， 形 成的粉尘越 多。 1 ． 2 采煤机截割过程及产 尘 1 截割煤 体时 ， 截齿 刀尖前 的煤被挤 压形成 压固核 ， 当 接触应力增加到极限值 ， 压固核被压碎而产生煤 尘。 2 大块煤 采 落或 紧跟在 后 面的截齿 切屑厚 度减 少 ， 增 加 了产尘量。 3 被割下或被滚筒抛出的煤 ， 在弹性恢复时 ， 沿裂缝继 续分裂成更小煤块 ， 同时产生煤尘。 4 截齿对煤体的冲击， 割下来的煤互相碰撞及滚筒螺 旋 叶片装煤时二次破碎产 生的煤 尘。 5 截齿磨钝后 ， 割刃面变成弧 面 ， 与煤碾 压和摩擦 产生 的煤 尘。 同时 ， 采煤过程 的其他各 个环 节 ， 如移架 、 放顶 煤 、 装煤 和运煤 等作业 都会 使工作 面的粉 尘增加 。 2 截割粉尘控制措施 2 ． 1 选 择合 理的截齿结构与截 深 选择合理的截齿几 何形 状 ， 可 以减 少采掘 时 的压 固核 。 有关 研究结果表明 ， 齿宽 1 2 m m时 ， 截割时产生 的压 固核平 均 直径 为 1 3 ． 2 m m； 齿宽 2 4 m m时 ， 压 固核直径为 8 ． 4 m m， 即截齿 越 宽 ， 压 固核越 小 ， 产尘 量也就越 低。因此 ， 对采 煤机 的截 齿 结构 进行 改进 ， 采 用镐形 刀齿 的粗截齿 ， 可 以降低 压 固核直 径 ， 减少 粉尘的产生。 采掘作业时 ， 截深也会直接影 响压 固核 的大小。截深越 大 ， 采落 的矿岩块度越大 ， 压固核越小 ， 产尘量也越少 。截深 主要 取决于采煤机 上的截齿 数 目， 适 当减 少截齿 数 ， 可达 到 减尘的 目的。 2 ． 2 选择合理 的采煤机工作机构结构和参数 采煤机的形式 、 布置方式 对产尘量有直接 影响 。有关 研 究结果表明 ， 由于锥形 和阶梯形 滚筒 的排 煤 口为扩散 形 ， 其 运煤 空间越来越大 ， 截 落的煤 可 以及时 由螺旋 叶片 导 出， 煤 流通畅 ， 煤的破碎 率低 ， 故产尘量较少 ； 为减少斜 切进 刀和正 常截割时端盘和煤壁 间的粉煤 ， 螺旋 滚筒应采用 开窗 口的端 盘式扇形端盘 。滚筒上 的截齿采用棋 盘式布置 ， 相邻 截线上 的截齿不在 同一旋 叶上 ， 每个 截齿的截割均属 于浅封 闭式截 割。在进刀方向上截割， 两相邻截槽 已先截出， 形成 的截槽 两侧对称 ， 切屑厚 度大 ， 截 获的块 度和块 率 比顺序式 提 高近 一 倍 ， 粉尘量也明显减少。 2 ． 3 选择合理 的采煤机工作方 式 2 ． 3 ． 1 斜切 式开缺 口 双滚筒采煤机工作时 ， 选用先进刀后移 机头 的斜 切式进 刀 。采煤机割煤 到机头时 ， 由于过渡槽 、 机头架的上斜 ， 采煤 机前滚筒应逐渐调低 ， 后滚筒则调高， 不致于切割顶底板。 当前滚筒截至顺槽 边时 ， 前滚 筒下 降沿 底 ， 后 滚筒 上 升沿顶 板 ， 并 翻转挡煤板 ， 推移机体上部 的输送 机溜槽 ， 而后 反 向斜 切两个机身长 的距离 。在采煤机过弯 曲段时 ， 要避免 滚筒切 割铲煤板。当斜切至足够截深时， 停止切割， 将采煤机至机 头部分 的输送机推靠煤壁。采煤机再次翻转挡煤板 向机头 维普资讯 2 0 0 5 年 第3 期 参瞧晨 科技 5 l 拒爆产 生根源的探讨 与对 策 新汶矿业集 团孙村煤矿林传军 关键词 雷管准爆条件爆破网络发爆器放炮母线 2 O O 4 年 2 月 ， 孙村煤 矿在开拓掘进迎 头多次 出现拒爆现 象， 拒爆率达到 1 5 ％以上， 从拒爆的特点看， 掘进下山占了多 次 ， 占 6 6 ． 7 ％， 出现 拒爆 的迎头 9 6 ％为全 岩 ， 有 9 0 ％出现在 开拓区队 ， 炮 眼平均为 4 5 个 以上 。 1 情况分析 1 2月 2 5 号 ， 进行 雷管爆 破试验 ， 第一 次共爆 6 o发 使 用 MF B一1 0 0型发爆 器 ， 其 中有 12发 电 阻为 5 ． O Q， 31 发电阻为 5 ． 0 0， 4群1 发 电阻为 5 ． 0 0、 3发 电阻为 4 ． 0 0， 5群1 发电阻为 5 ． 0 0。测 整个 网络 电阻 5 2 0 Q， 全部 起爆 。第 二次 起爆 9 2发 使用 M F B一2 0 0型 发爆器 ， 测整个 网络 电阻 1 1 0 0 ， 起爆 时丢炮 51 发 ， 电阻为 4 ． O n， 其余全部起爆 。 2 2月 2 7号 ， 一8 0 0改 造 皮带 井 上车 场进 行 了现 场爆 破 ， 共定炮 5 3个 ， 测整 个 网络 电阻 为 3 0 X ， 第 一次 起爆 2 6 个 ， 出现拒爆 2 7 个 ， 第二 次测整个 网 络电 阻为 2 0 o n， 全 部起 爆。 3 拒爆 的共 同点 ① 大都 出现在 全岩 迎 头 中， 断 面大 、 炮多 多为 5 0 个 以上 ； ②先起 爆小号 电雷管 ， 再起爆 大号 电 雷管 ； ③ 电雷管都 能起爆 ； ④ 大部 分先起 爆 3 o个左 右 ， 剩下 出现拒爆。 2 电雷管引爆原理 电雷管引爆 的过程 是 起 爆 电流通 过脚 线进入 电雷管 ， 使桥线发热 ， 通过桥丝加热周 围的引火剂。引火剂达 到发 火 温度之后即开始燃烧 。燃 烧 的火焰直接 或通 过延期 剂 引爆 起爆 药和猛炸药 。 进而使起爆药包和炮 眼装药爆炸。 由于电雷管 的电学性质 和引火药 剂的不均 匀性 ， 在 串联 雷管中 ， 即使通过雷管的 电流相同 ， 每个雷管的点燃时 间、 传 导时间和作用时间都不相同。要保证串联电路中每个雷管 都能爆发 ， 必须满足下列 串联 准爆条件 t z mi n≥ t d ma 式 中 t z m i n一最敏感雷 管的作用 时间； t d m a x一最钝感雷管的点燃时间。 如果 t z m i nt d m a x 传导时间是串联齐爆的必要条件 ， 但传 导时间调整 幅度 不大， 增大传导时间会增加误差， 影响各个电雷管发火的同 时性， 因此要使串联 准爆条件成立， 必须尽量提高电雷管点 火元件 的精度 ， 缩小点燃 时间的误 差。在爆破 施工 串联电路 中， 要选配电阻相近的雷管。此外 ， 加大电流 ， 下转第 5 3页 切割 ， 完成进刀 。然后 ， 翻转挡煤板 ， 进行正常 割煤 。 这种开缺 口方式 ， 在采煤机下 向割煤并顺 着运输机弯 曲 段斜切人煤壁过 程 中 ， 截齿 的切 削量逐 渐 加大 ， 此 后在割 三 角煤时 ， 截齿几乎处 于正 常割煤 状态 。 开 缺 口过程 中截获 的 块率也大 ， 因此斜切式开缺 口产 尘量较少 。同时 由于落煤 效 果好 ， 煤尘飞扬也不严重 。 2 ． 3 ． 2 割煤方式 滚筒采煤机的割煤方式主要有单 向割煤和双 向割煤。 双滚筒采煤机单向割煤通常是采煤机沿工 作面上行 割煤 ， 下 行跑空 刀、 装煤 ， 往返 一次进 一 刀的割煤 方式 。这种方 式 可 减少人工清煤量及采煤机的停顿， 采煤机单独装煤时煤尘较 少 ， 故工人作业环 境较 好。一般 情况 下 ， 可调 高采煤 机沿 工 作面进行双向穿梭 割煤 采煤机以穿梭方式 割煤 ， 通常是前 滚 筒割顶部的煤， 后滚筒割底部的煤， 这样随着采煤机截割， 在 螺旋滚筒和弧形挡煤板的作用下 ， 使得大部分的煤装到运输 机上 ， 煤壁 切割 比较 整齐 ， 底板 留下的浮煤少 ， 装煤 效率 高 片帮和粉尘飞扬不严重 。 3 结论与建议 金桥矿井经过几个机采工作面 的实践 ， 通过合 理选择采 煤机工作机构、 参数及工作方式， 使采煤工作面截割粉尘产 生 量得 到有效控制 。但 由于影 响截 割产 生的因素众 多 ， 且各 因素间相互作用， 因此， 应根据各矿实际情况， 合理选择采煤 机工作参数 ， 正确选 用采煤方法 ， 才能达到最佳的防尘效果。 作者简 介张绍敏 ， 男 ， 1 9 7 0年出生 。1 9 9 4年毕 业于 山东矿 业学 院矿井建设专业 ， 工程师 。 工程硕 士研究 生在读 ， 现为济 宁市金桥煤矿通防科副科长， 已发表论文 5篇。 维普资讯