煤炭学报

作者：蒋仲安, 杨斌, 张国梁, 曾发镔, 王亚朋,

关键词：粉尘污染, 截割粉尘, 掘进工作面, 高原矿井, 粒径分布, 附壁风筒, 径轴风量比,

为降低高原矿井掘进工作面开挖过程的粉尘污染，改善工作面整体施工环境，根据海拔上升环境参数的变化，运用数值模拟软件对黏性流体及粒子运动特性的变化规律进行分析;研究掘进机动态截割煤岩时粉尘的污染效应，分析不同海拔高度下颗粒物的扩散及沉降特性，并根据颗粒物的扩散特性对高原矿井掘进工作面通风“控尘”及“排尘”参数进行确定。结果表明:截割落岩形成的粉尘受截割头运动和掘进工作面涡流的影响，粒子主要沿截割臂向回风侧方向运动，截割左侧岩体时涌向司机工作区的粉尘明显多于右侧，且以粒径在40 μm以下的颗粒为主。受海拔上升环境参数改变的影响，流体性质会发生变化，导致颗粒受力情况和运动轨迹改变，扩散距离变小，沉降加快，其中对PM5以上的微粒影响较为明显;虽然海拔上升流体携带粉尘的能力减弱，导致掘进工作面沿程粉尘质量浓度下降，但粉尘沉积量会增多，存在二次飞扬的风险。在掘进工作面安装压入式“附壁控尘风筒”后，会在掘进工作面形成顺时针旋转涡流风幕，可将产生的粉尘有效的控制在掘进工作面前段，而另一侧的“除尘风机”会将掘进工作面聚集的粉尘及时排出。当附壁风筒径轴风量比m≥0.7、压抽比n＜1时，在“射流、汇流以及旋转风幕”的作用下，能使距掘进工作面20 m之后的区域粉尘质量浓度降低70%以上，有效的降低了高原矿井掘进过程中粉尘对人员和机械设备的损害。

来源：2021年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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