为使广大朋友对煤矿井下用“湿式振弦除尘风机”从理论上有一概略的了解，在这里首先对粉尘及其性质作一简述。

    粉尘究竟是什么状态的物质呢？科学研究表明：所谓粉尘是一种能较长时间呈悬浮状态存在于空气中的固体微小颗粒。从胶体化学的观点来看，粉尘是一种分散体系，其分散煤是空气，分散相是固体微小颗粒。这种分散体系称之为气溶胶。

    粉尘在静止空气中的沉降主要取决于粉尘所受三种力的综合作用。即尘粒自身的重力，空气对尘粒的浮力和阻力。重力与浮力的合力 F 是决定尘粒沉降的主要作用力。

    当 F ＜ F 阻 时，尘粒呈加速下降；

      F=F 阻 时，尘粒呈等速下降；

      F ＞ F 阻 时，尘粒呈悬浮状态。

尘粒在静止空气中等速下降时的速度称为沉降速度，由下式决定：

  γ S —— 尘粒重率， kg/m 3

  γ —— 空气重率， kg/m 3

  μ —— 空气的动力粘性系数， k g·s/m 2

  d —— 尘粒直径， m 。

    煤矿粉尘是粉尘家族中的一类，主要指煤炭生产过程中产生的微细煤尘和岩尘。组成煤岩尘的微细颗粒，根据尘粒大小可分为三种：

    可见尘粒：直径大于 10 μ m ，在静止空气中呈加速下降；

    显微尘粒：直径在 0.1 ～ 10 μ m 之间，在静止空气中呈等速下降；

    超显微尘粒：直径小于 0.1 μ m ，在静止空气中长期悬浮，可视为不沉降。

    随着科学技术的发展，人们对煤尘和岩尘所引起的灾害进行了深入的研究，并且采取了根治粉尘危害的措施。粉尘的危害主要表现在这样两个方面。

    首先表现在一定粒径、浓度和化学成份下，粉尘如被人们长期吸入会引起肺部的纤维形病变，称为尘肺病。 这是一种严重的职业病，不仅在煤矿，而且在其它矿山的采掘和有粉尘产生的工业中都存在。尘肺病像一把无形的软刀子，危害工人们的生命安全。

    其次，煤尘在一定浓度和特定条件下还能引起爆炸，国内外都有例子。而且煤尘爆炸往往引起连锁反应，比单一瓦斯爆炸严重得多，造成的损失是惊人的。

    粒径的大小是粉尘的重要物理性质之一。科学家在实用测量技术条件下，将气溶胶的下限取 2 μ m ，上限取 100 μ m 。国内外大量实验和尸体解剖表明,尘肺病的起因不仅与吸尘量、吸尘时间、尘粒的成份有关 ，而且在很大程度上取决于粉尘粒径的大小（除人身自然抵抗力外）。粒径为 5 μ m 左右的尘粒是导致人们产生尘肺病的危险粒径。英国医学研究会（ BMRC ）经过长期研究提出了呼吸性粉尘的定义—即进入肺泡的粉尘。并与美国国家工业卫生工作者协会（ ACGIM ）一起，将监察粉尘的仪器对粒径分离后的阻留率定为：当粒子的空气动力学直径从 2 μ m 增大到 7～ 10 μ m 时，阻留率从 100% 降到 0 。绘出了标准采样曲线。关于呼吸性粉尘的定义和标准采样曲线于 1959 年在南非约翰内斯堡召开的国际尘肺会议上得到公认。这就是著名的 BMRC 和 ACGIM 曲线如图所示。

图 1 吸入总量曲线

图 3 咽喉以下沉积曲线

    人们衡量粉尘的危害，首先是从它的沉降速度开始研究的。由图 3 可知呼吸性粉尘吸入人体后，从呼吸道直到肺泡，其沉降曲线表明与粒径存在一定的比例关系。由于粉尘不完全是球形的，有块状、片状、针状、线状等，其沉降速度是不同的。在这里我们提出空气动力学直径这一概念。所谓空气动力学直径是指与被测颗粒有相同沉降速度的单位密度的球粒的直径。那么，粉尘的粒径怎样测量呢？美国 TSI 公司研制出一种仪器，即 APS-33 系统标准球形粒子发生器。它的工作原理是测量粉尘颗粒与空气在薄壁孔穿过的速度差（粉尘颗粒由于粒径远远大于空气分子故惯性较大，速度滞后于空气）来测量粉尘粒子的空气动力学直径。因这种速度的延迟性唯一与粉尘粒子的空气动力学直径有关。故国际上也规定 APS-33 标准球形粒子发生器是标定粉尘监察仪的基准。

    矿井空气中所含浮游粉尘的量称为粉尘浓度，有两种表示方法。重量法：在 1m 3 空气中所含浮游粉尘的重量， mg/m 3 ；计数法：在 1cm 3 空气中所含浮游粉尘的颗粒数，粒 /cm 3 。我国一般采用重量法表示粉尘浓度。

    我国《煤矿安全规程》规定：井下有人工作地点和人行道的空气中，粉尘浓度不得超过下述规定：当粉尘中含有游离 SiO 2 ＜ 10% 时，最大允许粉尘浓度为 10mg/m 3 ，当粉尘中含有游离 SiO 2 ＞ 10% 时，最大允许粉尘浓度为 2mg/m 3 ，当水泥粉尘中含有游离 SiO 2 ＜ 10% 时，最大允许粉尘浓度为 6mg/m 3 。

    为了保护人民的健康，我国先后颁布了《工业企业设计卫生标准》和《工业“三废”排放标准》，今将其中有关粉尘最高容许浓度和排放标准见表。上述标准是防尘工作的重要依据。

表 1 车间空气中有害物质的最高允许浓度 [ 摘录 ]

注：1. 含有 80% 以上游离 SiO 2 的生产性粉尘，宜不超过 1mg/m 3 。

    2.其它粉尘指游离 SiO 2 含量在 10% 以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性粉尘。

    不含游离 SiO 2 的粉尘为 10mg/m 3

    在现代化矿井生产过程中，由于采掘机械的破碎、支架的移设、钻眼爆破、锚喷支护、煤炭运输等将产生大量的粉尘。特别是上世纪 70 年代以来，由于矿井开发强度的加大，掘进工作面机械化、自动化水平的提高、高效、大功率掘进机的广泛使用，致使粉尘的产生量急剧增加，粉尘的危害也日趋严重。

    煤矿粉尘的发生，以作业地点而论，采掘工作面最高，运输系统的各个转载点次之。矿井机械化程度越高，煤尘产生量越大。据某矿在综采面，高档普采面和普采面的调查情况如表 2 所示，煤尘产生量随开采强度的增加而增加。

表 2 采煤工作面粉尘情况 单位： mg/m 3

    据对机械化掘进机产尘情况的调查，如不采取综合的降尘、除尘措施，产尘量是惊人的，见表 3 ，表中所列数据为全尘的平均值，一般煤尘的数值较平均值为低，硬岩层可超过平均值的 5 倍。

表 3 掘进机产尘情况

    煤尘的产生还随采掘工序的不同而异。一般来讲，掘进工作面采取干式作业，其粉尘发生量：打眼占 78% ，放炮占 7.7% ，装岩运输占 14.3% 。据潞安矿业集团调查，综采工作面割煤时粉尘浓度高达 1975mg/m 3 ，最低亦有 110mg/m 3 ，平均 613.3 mg/m 3 。炮掘时，放炮时粉尘浓度最高达 1148 mg/m 3 ，最低 85 mg/m 3 ，平均 312 mg/m 3 。不同的采掘工序，尘粒粒径的分散度也是不同的。经测定， 5 μ m 以下的呼吸性粉尘，岩巷掘进时占全尘的 98.5% ；装岩时占全尘的 37.5 ～ 97% ，半煤岩巷打眼时占全尘的 85% ；煤巷掘进时装煤占全尘的 90 ～ 94% ；放炮占全尘的 70.5% ，打眼占全尘的 90% 。

    在人们发现了呼吸性粉尘的危害以后，除尘的必要性也为更多的人所重视，就尽力设法在有粉尘产生的作业场所，研究出抑尘、降尘、除尘和个体防护措施，一般说来有以下几种：

1. 抑尘措施 这是减少粉尘发生量的方法。如选择合适的采煤方法，煤层注水预先湿润煤体，水封爆破、水炮泥、湿式打眼，使用侧式供水电煤钻，采煤机组内外喷雾，采用合理的机具结构与切割参数，使用抑尘剂等；

2. 降尘措施 这是降低空气含尘量的方法。如主要运输巷道实行水幕净化，装载点洒水喷雾等将已产生并形成浮游的粉尘从空气中沉降下来。

3. 除尘措施 这是指净化和排除含尘空气的方法。如除尘器、泡沫除尘、水幕和通风等。

4. 个体防护措施 如矿工佩戴防护面具，以减少吸入人体的粉尘量等。

    上述措施的基本原理一般都是利用水使作业环境所产生的粉尘沉降下来，防止粉尘飞扬。或是利用风流将作业环境中悬浮的不易降落的粉尘排出。基本上能控制住粗粒粉尘的飞扬，但是对于粒径小于 10 μ m 尤其是 5 μ m 的呼吸性粉尘收效甚微，捕获率较低 。如前所述,这种粉尘是导致人致尘肺病的主要原因。

    呼吸性粉尘长时间悬浮在空气中，很难自然沉降下来，随着矿井通风不断衡释和排出。然而风流的流动，又使沉降下来的粉尘重新飞扬，风流带走的粉尘还会增加其它作业点的粉尘浓度。鉴于上述原因，粉尘污染问题长期以来没有妥善解决。

    为解决掘进工作面的粉尘污染的问题，世界上很多国家都进行了研究，提出了许多方法。在除尘措施上，主要采用吸尘法，研制了各种类型的除尘器，把含尘空气吸入除尘器中净化处理，解决粉尘污染问题。

    据国外资料介绍，英国煤矿有 89% 的掘进工作面采用抽出 / 混合式通风除尘，能够在 1.5min 内将工作面的污浊空气排除；美、日、俄等国的研究也一致认为工作面产生的粉尘有 70% 应依靠通风除尘。因此，除尘器 ( 除尘风机 ) 是净化和排除含尘空气的主要方法。

    除尘机作为净化空气中粉尘的装备在地面作业场所很多工业部门早已广泛大量使用，但使用在我国煤矿井下与采掘机械配套是上世纪八十年代中期才开始的。其原因是煤矿井下作业条件复杂，对设备自身的安全性能要求较高，再加矿井尘源分散，随风流流动， 要求除尘器 ( 除尘风机 ) 体积小、重量轻、功耗小、除尘效率高、使用维护方便等，这些要求往往是相互矛盾、相互制约的，故影响了除尘器 ( 除尘风机 ) 在煤矿井下的使用。

    上世纪八十年代，我国从国外引进了多种型号的掘进机也带进了不同型号的除尘器，归纳起来有湿式和干式两种。如前苏联Ⅱ K-9 型掘进机上的湿式旋流除尘器，德国 SRM-330 型掘进机上的布袋过滤器；奥地利 AM-50 掘进机上的文丘里除尘器等，国内某些单位也研制了一些除尘器（除尘风机）：如原镇江煤矿专用设备厂在上世纪八十年代初期引进英国恩加特公司的湿式除尘机防治成的 SCF 系列湿式除尘机，重庆除尘器厂制造的 MLC 锚喷除尘器；淮南矿业集团潘一矿研制的水射流除尘风机等，由于这些除尘器的技术参数不能适应我国矿井的生产条件，大多不能使用，现皆已停产淘汰。

    为了彻底解决煤矿井下巷道的防尘难题，大幅度降低矿工朋友的尘肺病发病率及杜绝煤尘爆炸恶性事故的发生,我公司在上世纪九十年代初期和兖州矿务局，上海大屯煤电公司合作研制成功了利用独特的“湿式振弦”除尘原理的煤矿用“湿式振弦除尘风机”，并在其后近十年的应用推广中不断的改进完善，最终在 2002 年形成了掘进机工作面用的 ZZJC-II 型和掘进、锚喷工作面用的 ZMJC-II 型“湿式振弦除尘风机”。该除尘器（除尘风机）的工作原理，性能特点相关资料已有介绍，这里就不在繁述。 由于“湿式振弦除尘风机”各项优越的性能，目前全国有近 200 对矿井在安全的运行着我公司生产的“湿式振弦除尘风机”（其中有：兖州煤业集团、济宁矿业集团、枣庄矿业集团、龙口矿业集团、新汶矿业集团、中煤第三十一处、上海大屯能源股份有限公司、开滦矿业集团、淮南矿业集团、皖北矿业集团、山西焦煤集团、山西阳泉矿业集团、汾西矿业集团有限责任公司、潞安矿业集团、晋城矿物局、霍洲煤电集团有限责任公司、铁法煤业集团、鸡西矿业集团、澄合矿务局、京煤集团等）， 在此向关心和支持我公司的新老用户朋友致以衷心的感谢！

    “湿式振弦除尘风机”结构紧凑、体积小、重量轻、耗水少，除尘效率高，安全性好。可以在含有甲烷的矿井中使用，适合我国国情和矿井的生产条件。“湿式振弦除尘风机”是采用通风除尘的办法，可以在产尘尘源附近，尽量在粉尘还未飘扬起来时，即进行抽吸捕获，通过除尘器（湿式振弦捕尘器）净化处理， 由于它具有独特的结构原理，对呼吸性粉尘捕获率最高可达 98% ，对全尘可达 99% 以上。如果这种通风除尘工艺在矿井设计、建设、开采时采用，那么在矿井井下巷道就不会产生积尘，特别是有爆炸危险的煤尘，即使发生偶然性的失误，也不致引起灾难性的煤尘爆炸。同时也可大大的减少尘肺病这个矿工朋友的慢性杀手的发病率和发病期。 因此，也可以这样认为，“湿式振弦除尘风机”是一项造福于子孙后代的产品。

    鉴于掘进巷道使用“湿式振弦除尘风机”进行通风除尘，使新鲜空气从巷道进风口进入工作面，工作面产生的粉尘和有毒、有害气体经风筒抽出由除尘风机净化的工艺，对传统的压入式掘进通风是一改革，对通风工艺、现场的布置方式、风量匹配要求等都有相应的要求。欢迎用户朋友来电来函我公司为您提供详细的资料。