D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2000.02.001 第22卷第2期 北京科技大学学报 Vol,22 No.2 2000年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2000 矿井粉尘直接测定方法 金龙哲 袁俊芳李建文 北京科技大学资源工程学院、北京100083 摘要提出了采用粘尘剂、多面空心球、二氯甲烷实现一次多点采样，用Masyersizer X分散 度仪直接测定粒度分布的新方法，并用它测定了矿井巷道粉尘浓度和粒度情况.对漳村矿某一 回风巷道断面的粉尘分布情况分析证明此方法可靠. 关键词矿井：粉尘：分布：测定 分类号TD714.4 自从1959年在南非约翰内斯堡会议上，提 量为84.94，相对密度1.335，沸点40.1℃.它的特 出采用BMRC采样标准曲线以来，各国矿山 点是作为挥发性材料，在空气中不燃不爆，因 粉尘采样方式逐渐由瞬间、短时转向长周期、定 此可在煤矿井下应用.另外，虽然CZ-I剂在水 点采样方式.我国是从60年代开始采用这种方 中的溶解度很大，但在CH,C,溶液中的溶解度 法的，该法具有测量精确等优点，但在粉尘分布 为零.利用它的这种特性，可以避免用水或其他 规律的研究中，却无法做到多点同时一次性测 溶剂清洗时，有部分NCZ-1剂的固体成分混在 定.因此，尽管前人有关粉尘分布规律研究，取 粉尘中出现误差，做到准确无误地使NCZ1剂 得了较显著的成果，但是由于测试手段的限制， 与粉尘和水分离. 往往只能将粉尘流动简化为一维或二维流动， 1.2采样及其分析方法 并且大多是在地面简化模型中进行研究.基于 采用NCZ1剂、多面空心球采样方法的实 上述情况，本文提出采用粘尘剂、多面空心球全 质是：在所需测定的所有测点处，同时悬挂浸渍 断面一次采样，用二氯甲烷溶剂作为空心球清 有粘尘剂的多面空心球(1~2个)进行采样，采 洗剂，Masyersizer X分散度测定仪准确分析粒 样一定时间后，在现场用特定的清洗剂将空心 度的新方法， 球上粘结的粉尘清洗下来，测算绝对粘结粉尘 浓度，然后再通过Masyersizer X分散度测定仪 1采样方法的研究 分析各样品的粒度分布. 1.1采样主要器具和药剂的选择 2现场采样试验 (1)粘尘剂的选择.粘尘剂采用了自制的 NCZ-1型粘尘阻燃剂（下简称NCZ-1剂），该剂 2.1采样试验地点情况 主要由吸湿性无机盐类和多种功能性表面活性 本次试验是在潞安矿务局漳村煤矿1405综 剂组成，是一种具有持续粘尘、阻燃等多种功 放工作面回风巷道中进行的，该工作面的总风 效的粉剂. 量达768.4m/min,循环产量为2563.2t.工作面 (2)多面空心球的应用.试验时采用的多面 实施的防尘措施有：(1)工作面实行煤体注水， 空心球是由6个直径37.24mm的叶片组成的， 水分增加率为1%以上：(2)采煤机装备有内外 其净表面达0.05m,比表面积为4.6×10mm3, 喷雾系统：(3)风巷和运输巷各设有两道水幕净 具有比表面积大，通风阻力小等优点. 化风流系统：(4)工作面各转载点和破碎机有密 (3)清洗剂的选择.为了准确采样，试验中 封防尘装置， 使用了二氯甲烷(CH,C1)作为多面空心球的清 在距该工作面50m的回风巷道断面处采 洗剂.CHC2是一种无色易挥发液体.它的分子 样，该断面的几何参数如下：上净宽为29m,下 1999-09-13收稿金龙哲男，36岁，副教授 净宽为3.9m,斜高为3.05m,面积为10.71m2. *中国博士后基金资助顶目（中博基97-11）
第 2 2 卷 第 2 期 2 0 0 0 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s i yt o f S e i e n e e a n d eT e h n o l o gy B e ij i n g V b l . 22 N o . 2 A P r. 2 0 0 0 矿井粉尘 直接测 定方法 金龙哲 袁俊芳 李建文 北京科技大学 资源工程学院 , 北京 10 0 0 83 摘 要 提 出 了采 用 粘尘 剂 、 多面 空心球 、 二氯 甲烷 实现 一 次 多点采 样 , 用 M as y er s iez r X 分散 度仪直 接测 定粒 度分 布 的新方 法 , 并 用它测 定 了矿 井巷 道粉 尘浓 度和 粒度情 况 . 对 漳村矿 某一 回风 巷道 断面 的粉 尘分 布情 况 分析 证 明此方 法可 靠 . 关键词 矿 井 ; 粉 尘 ; 分 布 : 测定 分类 号 T D 7 1 4一4 自从 1 9 59 年在 南非约 翰 内斯堡会 议上 , 提 出 采用 B M R C 采样标准 曲线 【l] 以来 , 各 国矿 山 粉尘采 样方式逐渐 由瞬间 、 短时转 向长周 期 、 定 点 采样方式 . 我 国 是从 60 年 代开 始采用 这种方 法的 . 该法具 有测 量精确等优点 , 但 在粉尘分布 规律 的研 究 中 , 却 无法做 到 多 点 同 时一 次性测 定 . 因此 , 尽管前 人有关 粉尘分 布规律研 究 , 取 得 了较显 著 的成果 , 但是 由于 测试手段 的限制 , 往往只 能 将粉 尘流 动 简化 为一 维 或二 维 流动 , 并且 大多是在地面简化模型 中进行研 究 「2 , . 基于 上述情况 , 本 文提 出采用 粘尘剂 、 多面空 心 球全 断面 一 次采样 , 用 二 氯 甲烷溶 剂作 为空 心球清 洗剂 , M as ye sr iez r X 分 散度测 定仪准确 分析粒 度 的新方 法 . 1 采样方法的研究 1 . 1 采样主要器 具和 药剂 的选择 ( 1) 粘 尘剂 的选 择 . 粘 尘剂采用 了 自制 的 N C Z 一 1 型 粘 尘 阻 燃剂 ( 下 简称 N C Z 一 1 剂 ) , 该剂 主 要 由吸湿性 无机 盐类和 多种功能性表面活 性 剂组 成 【3] , 是 一种具 有持续粘 尘 、 阻 燃 等多种功 效 的粉 剂 . (2 ) 多面空 心 球 的应用 . 试验 时 采用 的 多面 空心 球 是 由 6 个 直径 37 .2 4 m m 的叶片 组 成 的 , 其 净表面达 0 . 0 5 m , , 比表 面积为 4 . 6 x l 0 , m , m/ , , 具 有 比表面积 大 , 通风 阻 力 小等优 点 『叼 . (3 ) 清洗 剂的选择 . 为 了准确 采样 , 试验 中 使用 了二 氯 甲烷 ( C H Z 1C 2 ) 作 为 多面 空 心 球 的清 洗剂 . c H Z cl Z 是 一种无色 易 挥发液体 . 它 的分子 19 9 9 一 0 9 一 13 收 稿 金龙 哲 男 , 36 岁 , 副教授 * 中国 博士后 基金 资助 项 目 ( 中 博基 9 7 一 11) 量为 84 .9 4 , 相 对密 度 1 . 3 5 , 沸点 4 0 . 1 ℃ . 它 的特 点是 作 为挥 发性材料 , 在 空 气 中不 燃不爆 `5] , 因 此可 在煤矿井下 应用 . 另外 , 虽 然 N C Z 一 1 剂在水 中的溶 解度 很大 , 但在 C H Z CI : 溶 液 中的溶解度 为零 . 利用 它 的这种特性 , 可 以避 免用 水或其他 溶剂清 洗 时 , 有部 分 N C Z 一 1 剂 的 固体成分混 在 粉尘 中 出现误 差 , 做 到准确无误 地使 N C Z 一 1 剂 与粉 尘和 水 分离 {5] . 1 . 2 采样及 其分析方法 采用 N C Z 一 1 剂 、 多面空 心 球采样方法 的实 质是 : 在所需测 定 的所有测 点处 , 同时悬 挂浸渍 有粘 尘剂 的多面空 心 球 ( 1一2 个 ) 进 行 采样 , 采 样 一 定 时间后 , 在 现场用特 定的清洗剂将 空 心 球 上粘结 的 粉尘 清洗 下 来 , 测 算绝对粘结粉 尘 浓 度 , 然后 再 通 过 M as ye sr iez r X 分 散度测 定仪 分 析各样 品 的粒度分 布 . 2 现场采 样试验 2 . 1 采样试验地点情况 本次试验是在潞 安矿 务局 漳村煤矿 14 05 综 放 工 作面 回风巷道 中进行 的 . 该工 作面 的总 风 量 达 7 6 8 . 4 m , m/ i n , 循 环产量 为 2 5 6 3 , Z t . 工 作面 实施 的防尘措施有 : ( l) 工 作面 实行 煤体注 水 , 水分增加 率为 1% 以上 ; ( 2) 采 煤机装 备 有 内外 喷雾系统 ; ( 3) 风巷和 运输巷各设有两道水幕净 化风 流系统 ; (4 ) 工 作面 各转载点和 破碎机有密 封 防尘装 置 . 在距 该工 作面 50 m 的回风巷 道断面 处采 样 , 该断面 的几 何参数如下 : 上净 宽为 .2 9 m , 下 净宽为 3 . 9 m , 斜高 为 3 . 0 5 m , 面积为 10 . 7 l m , . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2000. 02. 001
·98 北京科技大学学报 2000年第2期 2.2采样工艺过程 0.30和0.24gs. 采样方法如下：在巷道断面上布置了如图 实验用源尘是潞安矿务局的块煤，通过辊 1所示的6个测点，其中1-3号测点位于巷帮， 磨机、球磨机的破碎加工而成.通过发尘器单独 46号测点位于巷道中央.每个测点上用细绳 或同时作业、改变发尘器的位置及调节风速等 悬挂2个球，空心球浸渍液采用固体质量分数 方式，在测点处制造出不同的尘云浓度，为了使 为43%的NCZ-1剂溶液.空心球悬挂8h后，用 气流速度与压力分布处于稳定段，将测点布置 CH,C,将空心球上的粉尘直接清洗到已称量的 于巷道中部的30m处，测尘时采用了FC-V型 空瓶中，带回地面烘干(150℃，2h),去掉CH,C2 固定式粉尘采样器，测定时间为30min,流量为 及水分，称量 20L/min.在在采样头附近悬挂了浸渍有NCZ-1 剂的多面空心球，悬挂时间亦为30min,处理方 法同前.对比实验结果见表1. 根据表1数据回归得到如下关系式： C.=55.2(W+0.35)2 (1) C=33.87N+0.8)12 (2) 式中，C,C,一分别表示呼吸性粉尘浓度和全尘 浓度，mgm；N.。一多面空心球绝对粘尘量，g. 图1测点的布置 32井下巷道断面粉尘绝对浓度测定结果分析 Fig.1 Arrangement of mensuration point 由回归式得出1405回风巷50m断面处的 3采样数据的处理及其结果分析 6个测点处的粉尘浓度如表2和图2所示. 3.1粉尘浓度的换算方法 80 为了将各测点处空心球的绝对粘尘量能用 粉尘质量浓度单位(mg/m)来表示，我们在中国 60 笔 矿业大学北京校区通风模拟巷道中进行了1组 40 对比实验.实验时，以漳村矿1405回风巷道为 原型，模型与原型的比例为1：2.巷道的具体几 何尺寸如下：长60m,上净宽1.5m,下净宽1.8 m,高1.55m:采用木材、纤维板、油毡等材料把 34 砖砌巷道进行了改装.该巷道配备有2台7.5 测点 kW的风机和2扇面积为1.27m调节风窗，因 图2巷道断面粉尘浓度分析口呼尘浓度，☑全尘浓度 此可根据需要，调节巷道内的风速.发尘采用了 Fig.2 Analysis on dust concentration in laneway cross-sec- tion 3台ZY-2型发尘器，其发尘量分别达到0.71， 表1粉尘浓度与粘尘量对比实验表 Table 1 Comparison of dust concentration and sticking-dust content 参数 1 3 5 6 7 绝对粘尘量/g 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 呼尘浓度mgm3 7.25 8.43 9.24 10.17 10.98 11.68 12.79 全尘浓度mgm) 49.71 56.69 61.53 66.04 70.15 75.22 82.34 表2粉尘浓度分布测算表 Table 2 Distribution mensuration of dust concentration 参数 1 2 3 4 5 6 空瓶质量g 82.8 80.0 77.0 78.5 74.1 80.6 采样瓶质量g 86.0 83.7 80.7 83.1 78.0 84.1 悬挂高度/m 0.43 1.50 2.45 2.51 1.70 0.30 粘尘质量/g 2.8 3.3 3.1 4.5 4.8 4.3 呼尘浓度mgm-3 9.80 10.55 10.25 12.16 12.53 11.90 全尘浓度/mgm’ 64.26 68.58 66.89 77.97 80.15 76.50
. 9 8 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 0 年 第 2 期 .2 2 采样工艺过 程 采样 方法如 下 : 在巷 道断 面 上 布置 了如 图 1所示 的 6 个测 点 , 其 中 1一 3 号测 点位 于 巷帮 , 4一 6 号测 点 位于 巷 道 中央 . 每个测 点上 用 细 绳 悬 挂 2 个球 , 空 心球浸渍 液采用 固体质量 分数 为 4 3 % 的 N C Z 一 1 剂溶液 . 空 心球悬 挂 s h 后 , 用 C H Z C 1 2 将 空心 球上的粉尘直 接清洗到 己 称量 的 空瓶 中 , 带回地面烘干 ( 1 50 ℃ , Z h) , 去 掉 C H Z 1C 2 及 水分 , 称 量 . 4 山.1. … 自.冬!1l 八j 图 1 测 点 的布 置 F ig · 1 A r r a n g e m e n t o f m e n s u r a t i o n P o i n t 任 · 、侧说钊霎如E 3 采样数据的处理及其结 果分析 3 , 1 粉尘 浓度 的换算方法 为 了将各测 点处 空 心球 的绝对粘 尘 量能用 粉尘质量浓度单位 ( m 留m , ) 来表示 , 我们 在 中国 矿业大 学北京校 区通 风模拟巷道 中进 行了 1 组 对 比实验 . 实验 时 , 以漳 村矿 14 05 回风巷道 为 原型 , 模 型 与原 型的 比 例 为 1 : 2 . 巷道 的具 体几 何 尺 寸如 下 : 长 6 0 m , 上 净宽 1 . s m , 下 净 宽 1 . 8 m , 高 1 . 5 m ; 采用 木材 、 纤维 板 、 油 毡等材料把 砖砌巷 道进行 了改 装 . 该巷 道配 备有 2 台 .7 5 k w 的 风机和 2 扇 面积 为 1 . 27 m , 调 节风 窗 , 因 此可 根据需 要 , 调 节巷道 内的风速 . 发尘采用 了 3 台 Z Y 一 2 型 发 尘器 , 其 发尘量 分别 达到 .0 7 1 , 0 . 3 0 和 0 . 2 4 9 / 5 . 实验用源 尘是潞安矿 务局 的块煤 , 通过辊 磨机 、 球磨机 的破碎加工 而成 . 通过发尘器单独 或 同 时 作业 、 改变发 尘 器 的位置 及 调节风速等 方 式 , 在测 点 处制造 出不 同 的尘云 浓度 . 为了使 气流速度 与压 力 分布处 于 稳 定段 , 将测 点布置 于 巷道 中 部 的 30 m 处 , 测 尘 时 采用 了 F C 一 W 型 固 定式粉 尘采样器 , 测 定 时 间为 30 m in , 流量 为 ZO L m/ in . 在在采样头 附近悬挂 了浸渍有 N C -Z 1 剂 的 多面 空 心球 , 悬挂 时 间亦 为 30 m in , 处理 方 法 同 前 . 对 比 实验结 果 见 表 1 . 根据表 1 数据 回归得到 如 下 关系式 : 么 = 5 5 . 2 ( Nc + 0 . 3 5 ) 一 , , ( 1 ) 几 = 3 3 . 8 7 c(N + 0 . 8 ) 一 , 2 ( 2 ) 式中 , G , 几一分别表示 呼吸性粉尘浓度和 全尘 浓度 , m g m/ 3 ; Nc 一多面 空心 球绝对粘尘量 , 9 . .3 2 井下 巷道断面粉尘 绝对浓度测 定结果分析 由 回归 式得 出 14 05 回风 巷 50 m 断面 处 的 6 个测 点 处 的粉 尘 浓度如表 2 和 图 2 所示 . 测 点 图 2 巷道 断面 粉 尘浓度 分析 口 呼尘 浓度 , . 全尘 浓度 F i g . 2 A n a ly s i s o n d u s t e o n e e n t r a t i o n i n l a n ew a y c or s s 一 s e c - t i o n 表 1 粉 尘浓 度 与粘尘 量 对 比实 验表 aT b l e 1 C o m P a r i s o n o f d u s t e o n e e n t r a t i o n a n d s t i e ik n g 一 d u s t e o n t e n t 参数 3 4 5 6 7 绝对粘尘量 g/ 呼尘浓度m/ g · m 一 , 全尘浓度 /m g · m 一 , 2 . 0 8 . 4 3 5 6 . 6 9 9 . 2 4 6 1 . 5 3 1 0 . 1 7 6 6 . 0 4 1 0 . 9 8 7 0 . 1 5 4 , 0 1 1 . 6 8 7 5 . 2 2 1 2 . 7 9 8 2 . 3 4 49认.l 之75 表 2 粉尘 浓度分 布测 算表 aT b l e 2 D i s t r ib u t i o n m e n s u r a ti o n o f d u s t e o n e e n t r a t i o n 参数 空瓶质量g/ 采样 瓶质量g/ 悬挂高度m/ 粘尘质量g/ 呼尘浓度m/ g · m 一 , 全 尘浓度 /m g · m 一 , 0 . 4 3 9 一 8 0 6 4 . 2 6 8 0 . 0 8 3 . 7 1 . 5 0 3 . 3 1 0 . 5 5 6 8 . 5 8 7 7 . 0 8 0 . 7 2 . 4 5 3 . 1 10 . 2 5 6 6 . 8 9 7 8 . 5 8 3 . 1 2 . 5 1 4 . 5 1 2 . 1 6 7 7 . 9 7 7 4 . 1 7 .8 0 1 ` 7 0 4 , 8 1 2 5 3 8 0 . 1 5 8 0 . 6 8 4 . 1 入O ù否,U 8 0 . 3 0 1 1 . 90 7 6 . 5 0
Vol.22 No.2 金龙哲等：矿井粉尘直接测定方法 ·99 由上述图表可见：(1)尽管该矿采取了较完 采用本文提出的测定粉尘方法，不仅可解决多 善的防尘技术措施，但是离工作面50m处的粉 点同时采样的问题，而且还可达到较高的精度， 尘浓度仍远高于国家有关标准，呼吸性粉尘在 粉尘分布规律性较明显 9.800-12.53mgm3,全尘浓度最高达到了80.15 3.3粉尘分散度的测定 mgm'.(2)巷道中部与巷道壁附近的粉尘浓度 将称重后的6个尘样，直接用Masyersizer X 有较明显的差别，在相同的垂高下，两者呼吸性 分散度测定仪进行了分析.考虑粉尘飞扬主要 粉尘浓度相差1.91~2.10mgm2,全尘浓度相差 与巷道的垂直高度有关，所以将测点1和6,2和 11.08~12.24mg/m3.粉尘浓度在巷道中央(4测 5,3和4的尘样合并起来进行了分析，结果如表 点)达到了最大值.(3)通过上述应用试验可见， 3,4及图3所示. 表3粉尘粒径参数分析 Table 3 Parameter Analysis of dust radius 测点位置 粉尘的各种当量径（μm)** d0.5)* d0.1)* d0.9)* D[4.3]* D3.2]* 顶板附近(3#、4#) 12.94 3.99 27.03 14.54 6.35 呼吸带附近(2#、5#) 13.67 4.27 29.63 15.87 7.05 底板附近(1#、6#) 15.40 4.55 33.62 17.74 7.65 注：*d0.5),d0.1),d0.9)分别表示小于该当量径(m)的粉尘颗粒数量占总体粉尘颗粒数量的50%，10%，90%： *D[3.2]及D[4.3]分别表示粉尘的索太尔平均径(Sauter Mean D[3.2])及粉尘的中间当量粒径(MMD): *有关粉尘的各种当量径的物理意义请参见参考文献[6]. 表4巷道断面粉尘分散度分析 Table 4 Analysis on dust dispersive degree in laneway cross-section % 粒径范围μm 测量位置 60 顶板附近 14.71 46.58 83.11 96.43 100 100 呼吸带附近 13.35 43.46 79.71 97.20 99.20 100 底板附近 12.12 37.32 73.30 95.66 99.59 100 平均 13.39 42.45 78.71 96.43 99.75 100 64.92-80.00 42.75-52.68 且22.84-28.15 12.21-15.04 6.52-8.04 4.30-5.29 2.83-3.49 1.00-1.23 0 8 10 12 14 粉尘分散度% 图3矿井风流中的粉尘粒度分布规律 Fig.3 Dust granularity distribution model of mine air flow 3.4分散度测定结果的分析 m,50%的粉尘小于13.67m,呼吸性粉尘约占 (1)如表3所示，井下粉尘的索太尔平均径 20%左右. D[3.2]均小于8m,其中，在人的呼吸带附近的 (3)如图3所示，矿井风流中分散度最高的 D[3.2]=7.05μm,正好是呼吸性粉尘的上限值. 粉尘粒径范围在12.21~15.04μm,并且粉尘基本 (2)矿井粉尘中90%以上的粉尘粒度小于30 上在1~80um的粒径范围内呈高抛物线形式；
、 b】 一 2 2 N 0 . 2 金 龙哲 等 : 矿 井粉 尘直 接 测定 方法 由上述 图表可 见 : ( l) 尽管该 矿采取 了较完 善的防尘技 术措施 , 但是 离工 作面 50 m 处 的粉 尘浓 度仍远 高于 国家 有关标准 , 呼 吸性 粉尘在 9 . 8 0 0 一 12 . 53 m g /in 3 , 全尘浓度 最高达 到 了 80 . 巧 m g m/ , . (2 ) 巷 道 中部 与 巷道壁 附 近 的粉 尘浓 度 有较 明显 的差 别 , 在相 同 的垂 高下 , 两者呼 吸 性 粉尘 浓度相 差 1 . 9 1一2 . or m g角1 3 , 全尘 浓度相 差 n . OS一 1.2 2 4 m g /m 3 . 粉 尘浓度在 巷道 中央 ( 4 # 测 点 ) 达 到 了最 大值 . (3 ) 通 过上述应用试验可见 , 采用 本 文提 出 的测定 粉尘 方法 , 不 仅 可解 决多 点 同 时采样 的 问题 , 而且 还可 达到较高 的精度 , 粉尘分布 规律性 较 明显 . .3 3 粉尘 分散度的测 定 将 称重 后 的 6 个 尘样 , 直接用 M as y er is ez r x 分散度测 定仪进行 了 分析 . 考虑 粉尘飞 扬主 要 与巷道 的 垂 直高度有关 , 所 以将测点 1 和 6 , 2 和 5 , 3 和 4 的尘样 合并起来进行 了分析 , 结果 如表 3 , 4 及 图 3 所 示 . 表 3 粉 尘 粒径 参数 分析 aT b l e 3 P a r a m e t e r A n a ly s i s o f d u s t r a d i u s 测点位置 — 一 粉尘的各种当量径 ( 卜m ) * * * 5 ) * d( 0 . l ) * 9 ) * D 【4 . 3 ] * * D 【3 . 2 ] * * 勺一ù、 气 à J 顶板 附近 O ( 3# 、 4# ) 呼吸带附近 ( 2# 、 5 # ) 底板 附近 ( 1# 、 6# ) d( 0 l 2 l 3 l 5 14 5 4 1 5 . 8 7 1 7 . 7 4 八à内、 nU今`J 6 一d(0 2793 n, 才 ō乙、一0少ù 哎」 … , j 4 44 9 70 20 4 注 : * d( .0 5 ), d( 0 . l), d( .0 9) 分别 表示 小于 该 当量径 (卿 ) 的粉 尘 颗粒 数量 占总体粉 尘颗 粒数 量 的 50 % , 10% , 90 % ; * * D [ 3 . 2 ]及 D 【4 . 3」分别 表示 粉尘 的索 太尔 平均 径 ( S a u t e r M e a n D [ 3 . 2 ] ) 及粉 尘 的 中间 当量 粒径 ( MM D ) ; * * * 有关 粉尘 的各 种 当量 径 的物理 意义 请参 见参 考文 献 6[ 〕 . 表 4 巷道断面粉尘分散度分析 aT b l e 4 A n a ly s i s o n d u s t d i s P e r s iv e d e g er e i n l a n e w a y e or s s 一s e e t i o n % 测量位置 粒径范 围/林m 顶板附近 呼吸带附近 底板附近 平 均 1 4 . 7 1 1 3 . 3 5 1 2 . 1 2 1 3 . 3 9 5 一 1 0 4 6 . 5 8 4 3 . 4 6 3 7 3 2 4 2 . 4 5 0 ~ 2 0 2 0 一 4 0 4 0 ~ 6 0 > 6 0 10 0 10 0 1 0 0 1 0 0 :.109.9 心205975 9 八, 9 ù内、nU 6 气」 J 4, ù . 64 … `U7 一工ù g 6 n,C, 1 9 t .i n ù 1 l 7 汀 ,ù、ō了 . … 八jo 气护ù、 R09 à , 苦 , , 门|一| 6 4 . 9 2 一 8 0 . 0 0 4 2 . 7 5 ~ 5 2 . 6 8 2 2 . 8 4 ~ 2 8 . 1 5 1 2 . 2 1一 1 5 . 0 4 6 . 5 2 ~ 8 . 0 4 4 . 3 0 ~ 5 . 2 9 图裸卑酬翼霎寻日 2 . 8 3 一 3 . 4 9 1 . 0 0 ~ 1 . 2 3 0 2 4 6 8 1 0 1 2 … 粉 尘分 散度 o0/ 图 3 矿井风 流 中 的粉尘 粒度 分 布规律 F i g · 3 D u s t g r a n u l a r i yt di s t r i b u t i o n m o d e l o f m i n e a i r fl o w 3 . 4 分散 度测 定结果 的分析 ( l) 如表 3 所示 , 井下 粉尘 的索 太尔平均径 D 口 . 2] 均 小于 8 户注n , 其 中 , 在人 的 呼 吸 带 附 近 的 D 3[ . 2」= 7 . 05 林m , 正 好是 呼 吸 性粉尘 的上 限值 . (2 )矿井粉尘 中 90 % 以上 的粉尘粒度小于 30 娜 , 5 0% 的粉 尘小于 13 . 67 卿 , 呼 吸 性粉尘约 占 2 0% 左右 . (3 ) 如图 3 所示 , 矿井风 流中分散度最 高的 粉尘粒径 范 围在 1.2 2 1一 巧 . 0 4 林m , 并且粉尘基 本 上在 1一 8 0卿 的粒径 范 围内呈 高抛物线形式 ;
100◆ 北京科技大学学报 2000年第2期 (4)巷道顶板附近粉尘的中间径D[4.3]料较成功地测定了漳村矿1405回风巷道距工 =14.54m,较底板处的D[4.3-17.74μm小3.2 作面50m处的粉尘浓度与粒度分布情况.通过 m,说明空气中的粉尘随着高度变化而有较明 现场实践，证明这种采样和分析方法具有简单 显变化，如图4所示. 易行、测定准确、可同时在井下布置数十个测点 20 等优点，减少了以往采样困难、数据失真等现象 18年 的发生，如上分析，我国煤矿井下的粉尘问题仍 16 不容乐观，因此，开发防尘新技术措施，加大矿 井综合防尘力度是势在必行的 回 14 12 参考文献 10L 1金龙哲.矿井粉尘防治.煤炭工业出版社，1993.37 0.5 1.5 2.5 2杨胜米.综采工作面粉尘分布规律及计算机模拟研 测点与底板的距离m 究：[博士论文].中国矿业大学北京研究生部，1996 图4粉尘粒径随高度变化规律 3金龙哲，黄元平.粘结抑尘方法的研究与应用.煤炭 Fig.4 Dust radius transformation model with height 学报，1997(4)：410 4金龙哲，蒋仲安，隔尘帘捕尘方法的研制，北京科技 4结论 大学学报，1998,20(6)：513 5余国棕主编.化学工程辞典.化学工业出版社，1992.58 采用粘尘剂、多面空心球及二氯甲烷等材6傅维辅.燃烧学.北京：高等教育出版社，199273 Direct Mensuration Method of Mine Dust JIN Longzhe,YUAN Junfang,LI Jianwen Resources Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT A new direct mensuration method of dust granularity distribution with Masyersier X dispersive degree instrument is put forward.This method was implemented by gathering data in many spot once with sticking-dust agent,polyhedron empty ball and CH,Cla.Dust concentration and granularity of mine laneway were determined.Dust distribution condition of a intake cross-section in Zhang Chun mine was analyzed. KEY WORDS mine;dust;distribution;mensuration
一 1 0 0 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 0 年 第 2 期 (4 ) 巷 道 顶 板 附近 粉 尘 的 中间 径 D .[# ]3 = 1 4 . 5 4 林m , 较底 板处 的 D [ 4 . 3 ] = 1 7 . 7 4 娜 小 3 . 2 林m , 说 明 空气 中的粉 尘 随着 高度变化 而有较 明 显 变 化 , 如 图 4 所 示 . 2 0 f ~ — 一 一 — 一一 一 ~ 一 - 一 ~ 一 — -门 料 较成 功地测 定 了漳 村矿 1 4 05 回 风巷道 距工 作 面 50 m 处 的粉尘浓度 与粒度分 布情 况 . 通过 现 场实践 , 证 明 这种采样和 分析方法 具 有简单 易行 、 测 定准确 、 可 同时 在井下 布置 数十个测 点 等优 点 , 减 少 了 以往采样 困难 、 数据 失真等现象 的 发生 . 如上分析 , 我 国煤矿井下 的粉尘 问题仍 不 容乐 观 , 因此 , 开 发防尘新技 术措施 , 加大矿 井 综合 防尘力度 是 势在必 行 的 . 一 汉ù一 46 , ù 0 寻ǐ悦艺卑亘于q日 0 . 5 1 . 5 2 5 测 点与 底板 的距 离 /m 图 4 粉 尘粒 径 随高 度变 化规 律 F i g · 4 D u s t r a d i u s t r a n s fo r m a t i o n m o d e l w i th h e i g h t 4 结论 采 用 粘尘 剂 、 多面空 心 球及 二 氯 甲烷等 材 参 考 文 献 1 金龙 哲 . 矿 井粉 尘 防治 . 煤 炭 工业 出版 社 , 19 93 . 37 2 杨 胜来 . 综 采工 作面 粉 尘分布 规律 及计 算机 模拟 研 究 : 〔博 士论文 〕 . 中国矿 业大 学北 京研 究生 部 , 1 9% 3 金龙 哲 , 黄元 平 . 粘 结抑 尘方 法 的研 究 与应用 . 煤 炭 学 报 , 1 9 9 7 ( 4 ) : 4 1 0 4 金龙 哲 , 蒋仲 安 . 隔 尘帘 捕尘 方法 的研 制 , 北京科 技 大 学学 报 , 1 9 9 8 , 2 0 ( 6 ) : 5 13 5 余 国棕主 编 . 化学 工程 辞典 . 化 学工业 出版社 , 19 92 . 58 6 傅 维铺 . 燃烧 学 . 北 京 : 高等 教育 出版社 , 1 9 92 . 73 D i r e C t M e n s u r a t i o l M e t h o d o f M i n e D u s t 刃W L o 矛越夕h e, )飞 A/ N uJ afn gn, IL Ji a n w en R e s o u r e e s E n g i n e e r i n g S e h o o l , U S T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C h i n a A B S T R A C T A n e w d i r e e t m e n s ur at ion m e ht o d o f d u st g r anu l a ir ty d i s tr ibu t i o n w iht M a s y e r s i e r X d i sP e r s i v e d e gr e e i n s t r u m e nt 1 5 P ut of rw ar d . T h i s m e ht o d w a s i m Pl e m e nt e d b y g a t h e r i n g d a t a i n m a n y s Po t o n e e w iht s t i e ik n g 一 du s t a g e nt , Po ly h e dr o n e m Pyt b a ll an d C H Z C 1 2 . D u s t e o n e e ntr iat o n an d gr aun lar iyt o f m i n e lan e w ay w e er d e t e mr i n e d . D u s t d i st r ib ut i o n e o n d it i o n o f a iflt a k e c r o s s 一 s e e t i o n i n Z h an g C h u n m i n e w a s an a l y z e d , K E Y W O R D S m i n e ; du st ; d i s tr ib lt i o n ; m e n s u r a t i o n
