摘要：為掌握大采高工作面截割可吸入煤塵的產(chǎn)塵特征，并改進(jìn)工作面降塵措施，以山西臨汾某礦6 m大采高工作面為例，分別在采煤機(jī)前后滾筒附近布置煤塵監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用SidePak AM520i型個(gè)體暴露粉塵儀測(cè)量順風(fēng)情況下和逆風(fēng)情況下大采高工作面PM10,PM5,PM2.5的粉塵質(zhì)量濃度，同時(shí)采用表面張力儀和接觸角測(cè)定儀分別對(duì)不同濃度的礦用塵克(C&C)系列除塵劑進(jìn)行了表面張力測(cè)試和濕潤(rùn)性測(cè)試，選取了合理濃度的除塵劑作為工作面降塵用水，降低了大采高工作面截割可吸入煤塵的濃度。研究結(jié)果表明：采煤機(jī)上風(fēng)側(cè)滾筒處PM10粉塵質(zhì)量濃度平均為561～577 mg/m3，PM5粉塵質(zhì)量濃度平均為489～495 mg/m3，PM2.5粉塵質(zhì)量濃度平均為231～242 mg/m3，下風(fēng)側(cè)滾筒處PM10粉塵質(zhì)量濃度平均為609～614 mg/m3，PM5粉塵質(zhì)量濃度平均為508～522 mg/m3，PM2.5粉塵質(zhì)量濃度平均為245～256 mg/m3；無(wú)論順風(fēng)還是逆風(fēng)，下風(fēng)側(cè)滾筒處的PM10,PM5粉塵質(zhì)量濃度波動(dòng)范圍較大，而PM2.5粉塵質(zhì)量濃度波動(dòng)范圍較小，下風(fēng)側(cè)滾筒處的PM10,PM5,PM2.5粉塵質(zhì)量濃度大于上風(fēng)側(cè)滾筒處的；順風(fēng)時(shí)上風(fēng)側(cè)滾筒處的PM10,PM5,PM2.5粉塵質(zhì)量濃度低于逆風(fēng)時(shí)的，逆風(fēng)時(shí)下風(fēng)側(cè)滾筒處的PM10,PM5,PM2.5粉塵質(zhì)量濃度大于順風(fēng)時(shí)的；濃度為0.1%時(shí)礦用塵克(C&C)系列除塵劑溶液表面張力為33.2 mN/m，接觸角為34.27°，相比礦井水，其表面張力降低了43.82%，接觸角減小了53.86%，具有良好的濕潤(rùn)性，在工作面進(jìn)風(fēng)巷安裝表面活性劑添加裝置，將其作為工作面降塵用水，工作面截割煤塵可吸入煤塵的降塵效率可達(dá)48.37%～53.91%，呼吸性粉塵的降塵效率可達(dá)39.57%～45.11%。

引言

近年來(lái)，大采高綜合機(jī)械化采煤工藝在厚煤層開(kāi)采中得到了廣泛的應(yīng)用。大采高工作面工作強(qiáng)度大，產(chǎn)煤效率高，同時(shí)產(chǎn)塵強(qiáng)度也大。塵源主要來(lái)自于截割煤塵、移架煤塵和沖擊煤塵。為了保障采煤工作面安全高效地開(kāi)采，目前大采高工作面多采用采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、液壓支架頂部噴霧、行人空間移架降架噴霧、煤塵注水等綜合防塵措施，大幅降低了采煤工作面的粉塵質(zhì)量濃度。然而對(duì)于可吸入煤塵，其降塵效果仍不是很理想。為此許多學(xué)者對(duì)采煤工作面粉塵的運(yùn)移規(guī)律、分布特征以及降塵措施等進(jìn)行了深入研究，并取得了許多研究成果。徐青云等采用FLUENT軟件建立數(shù)值模型，對(duì)移架及截割兩個(gè)產(chǎn)塵工序進(jìn)行了模擬分析，研究了多塵源影響下的大采高綜采工作面風(fēng)流-粉塵的分布規(guī)律。許圣東、陳芳以神東補(bǔ)連塔煤礦8 m大采高綜采工作面為依據(jù)，考慮開(kāi)采空間設(shè)備的阻礙作用，運(yùn)用CFD模擬方法建立模型，分析了大采高綜采工作面風(fēng)流及呼吸性粉塵的分布特征。蘇士龍等在大采高工作面布置測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了粉塵質(zhì)量濃度實(shí)測(cè)，得到了大采高工作面PM10和PM5粉塵分布特征。

孔陽(yáng)等采用FLUENT軟件對(duì)綜采工作面粉塵彌散規(guī)律進(jìn)行模擬分析，發(fā)現(xiàn)綜采工作面風(fēng)流存在“兩區(qū)一帶”的規(guī)律，并確定了粉塵重點(diǎn)防護(hù)區(qū)。崔向飛等分別在神東補(bǔ)連塔煤礦7 m大采高綜采工作面的人行道、中心工作面、煤壁處布置測(cè)點(diǎn)，對(duì)風(fēng)速、粉塵質(zhì)量濃度進(jìn)行了測(cè)量，并對(duì)大采高工作面除塵措施進(jìn)行了改造，取得了較好的應(yīng)用效果。杜善周等采用CFD軟件模擬了大采高綜采工作面的粉塵分布特征，同時(shí)在采煤機(jī)上加裝機(jī)載除塵器，模擬分析了機(jī)載除塵器對(duì)工作面粉塵的凈化效果。目前，關(guān)于大采高工作面粉塵分布規(guī)律及降塵措施的研究，已取得了較多的研究成果。然而對(duì)于大采高綜采工作面截割可吸入煤塵的分布特征及降塵措施研究較少。而從職業(yè)危害的角度考慮，PM10為可吸入粉塵，粒徑小于等于10μm，進(jìn)入人體后可沉積在上呼吸道；PM5為呼吸性粉塵，粒徑小于等于5μm，可到達(dá)呼吸道深處及肺泡區(qū)，對(duì)人體危害極大。而PM2.5可深入肺泡，一旦進(jìn)入人體很難再通過(guò)呼吸排除，是造成塵肺病的根本原因。

為此，筆者以山西臨汾某礦大采高綜采工作面為例，在前后滾筒附近設(shè)置測(cè)點(diǎn)，分別監(jiān)測(cè)順風(fēng)和逆風(fēng)情況下采煤機(jī)前后滾筒附近截割產(chǎn)生的PM10,PM5和PM2.5，分析截割可吸入煤塵的分布特征，同時(shí)通過(guò)在進(jìn)風(fēng)巷安裝表面活性劑添加裝置，為采煤工作面提供添加了表面活性劑的降塵用水，以提高截割煤塵的降塵效率，取得了較好的應(yīng)用效果。