【摘要】：為了防治高瓦斯突出煤層煤巷綜掘工作面粉塵造成的職業(yè)危害和消除煤塵發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性,對(duì)淮北礦區(qū)7個(gè)高瓦斯突出礦井不同煤層進(jìn)行取樣測(cè)試分析研究;同時(shí),針對(duì)許疃煤礦3_238機(jī)巷綜掘工作面現(xiàn)場(chǎng)情況,對(duì)該工作面粉塵運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬研究;并通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析和模擬結(jié)果分析對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作面產(chǎn)塵特點(diǎn)進(jìn)行了客觀分析;另外,在3_238機(jī)巷工作面進(jìn)行的煤層注水和泡沫降塵試驗(yàn)結(jié)果表明,單獨(dú)的煤層注水降塵效果不明顯,而泡沫降塵技術(shù)較普通外噴霧降塵效率顯著提高。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:1)對(duì)7個(gè)煤礦不同煤層進(jìn)行突出煤體取樣測(cè)試分析,采用實(shí)驗(yàn)室測(cè)定分析的方式分析突出煤體的多元基礎(chǔ)特性;同時(shí)對(duì)各個(gè)煤層煤樣進(jìn)行區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)指標(biāo)考察和測(cè)定分析,從突出煤體瓦斯多元特性的角度對(duì)不同煤體進(jìn)行研究;然后再對(duì)突出煤體的煤塵潤(rùn)濕特性進(jìn)行研究;最后,結(jié)合多元測(cè)試參數(shù)的整理結(jié)果進(jìn)行綜合分析,結(jié)果表明:所取煤樣的多元參數(shù)與煤塵潤(rùn)濕特性有一定的相關(guān)性;2)通過(guò)一元線性回歸、多元線性回歸、主成分分析的方法,分析得出煤塵潤(rùn)濕特性的影響因素相關(guān)系數(shù)、多元線性回歸方程、以及相關(guān)程度結(jié)果。主要結(jié)論有:煤組成成分對(duì)煤塵接觸角影響的最佳回歸方程為θ=120.042-2.218(灰分),表明煤組成成分中,礦物質(zhì)含量對(duì)煤塵潤(rùn)濕性影響最大;煤的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)煤塵接觸角影響的最佳回歸方程為θ=111.866-18.044(比表面積),表明煤微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)中,比表面積與煤塵潤(rùn)濕性相關(guān)性最好;利用主成分分析法進(jìn)行相關(guān)程度排序,得到各相關(guān)因素與接觸角的相關(guān)程度由大到小依次為:灰分A_d水分M_(ad)孔容比表面積堅(jiān)固性系數(shù)f值羥基(-OH)含量固定碳F_(cad)揮發(fā)分V_(daf)吸附常數(shù)b煤層最大瓦斯壓力P瓦斯放散初速度?p吸附常數(shù)a最可幾孔徑。3)結(jié)合3_238機(jī)巷工作面現(xiàn)場(chǎng)布置情況,模擬了煤巷綜掘面風(fēng)筒開始供風(fēng)的140s內(nèi)巷道風(fēng)流分布情況,發(fā)現(xiàn)風(fēng)流場(chǎng)在80s后基本穩(wěn)定,表明在80s后進(jìn)行粉塵源的釋放比較接近現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)釋放粉塵的情況;進(jìn)而模擬了一般情況下現(xiàn)場(chǎng)粉塵運(yùn)移分布規(guī)律,結(jié)果表明,在巷道掘進(jìn)前60s內(nèi)粉塵快速充滿巷道,分析掘進(jìn)開始第60s時(shí)巷道粉塵濃度分布發(fā)現(xiàn),粉塵源的位置濃度最高,并在回風(fēng)側(cè)也有很高濃度的粉塵分布;局部巷道風(fēng)流紊亂或者風(fēng)速較低的進(jìn)風(fēng)側(cè)存在高濃度粉塵積聚,巷道頂板和風(fēng)筒壁面附近很快聚集高濃度粉塵團(tuán),此外還有大量的粉塵被巷道壁面捕獲,巷道底板同時(shí)快速沉積起大量的粉塵;另外,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的不同作業(yè)條件,模擬了不同分散度條件下的巷道粉塵運(yùn)移規(guī)律,結(jié)果表明,不同分散度條件下第60s的粉塵濃度依舊在回風(fēng)側(cè)最高,隨著粉塵分散度降低,空氣中粉塵的逸散能力減弱,空氣中存在的整體粉塵濃度降低,底板附著的大顆粒粉塵濃度升高,在MD=50μm條件下掘進(jìn)開始第60s時(shí)大多數(shù)粉塵很難到達(dá)距離掘進(jìn)面50m處,即降塵的重點(diǎn)區(qū)域出現(xiàn)逐漸向前移動(dòng)的趨勢(shì)。4)通過(guò)數(shù)值模擬的結(jié)果分析了現(xiàn)場(chǎng)綜掘面應(yīng)當(dāng)把防塵重點(diǎn)放在掘進(jìn)面前50m內(nèi)的回風(fēng)側(cè)區(qū)域,并定期清理巷道積塵,同時(shí)認(rèn)為應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)粉塵源處的降塵工作;通過(guò)對(duì)突出煤層的煤樣性質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)煤樣中的游離二氧化硅含量較高,潤(rùn)濕性較差,對(duì)人體危害大,并且降塵難度大。此外,在現(xiàn)場(chǎng)工作面進(jìn)行單純的煤層注水降塵試驗(yàn)降塵效果并不理想;而泡沫降塵試驗(yàn)結(jié)果表明降塵效果較原有外噴霧降塵效果顯著提高。
【圖文】：

我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展迅速，原煤產(chǎn)量由 1978 年的不到 7 億的 35.5 億噸。但我國(guó) 95%左右的煤礦采用井工開采方式，地質(zhì)部突出粉化煤為礦井粉塵提供了大量的塵源；同時(shí)，，隨著機(jī)械的開采強(qiáng)度和生產(chǎn)集中度大幅度增加，煤體開采粉塵產(chǎn)生量亦塵問(wèn)題變得日益嚴(yán)重。大量煤塵的存在能夠引發(fā)爆炸，危害人工作場(chǎng)所的能見度，增加工傷事故的發(fā)生率，加速機(jī)械磨損，和儀器設(shè)備的使用壽命。粉塵是煤礦安全生產(chǎn)過(guò)程中最主要的職業(yè)危害，工人長(zhǎng)期吸入塵可導(dǎo)致塵肺病的發(fā)生。塵肺病的形成是由于礦工長(zhǎng)期吸入作而引起的肺部組織纖維化，我國(guó)煤礦工人的塵肺病發(fā)病、致死計(jì)委發(fā)布的《2017 年全國(guó)職業(yè)病報(bào)告》[1]顯示，根據(jù) 30 個(gè)省、(不包括西藏)和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)職業(yè)病報(bào)告，2017 年共報(bào)，其中包含塵肺病 24206 例。其中，煤工塵肺和矽肺分別為 1。塵肺病報(bào)告病例數(shù)占 2017 年職業(yè)病報(bào)告總例數(shù)的 88.28%。工的生命健康、造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還產(chǎn)生惡劣的社會(huì)影響

碩士學(xué)位論文害十分嚴(yán)重，國(guó)有重點(diǎn)煤礦中有 532 處煤礦的煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性；具爆炸性的煤礦占 60%以上[2]。1949~2018 年全國(guó)煤礦發(fā)生的 25 起死亡特大事故中，有 14 起為煤塵爆炸事故或瓦斯煤塵爆炸事故。煤塵爆炸，給生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來(lái)的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失都是十分慘重的。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD714.4;TD714.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2604453