机械专业外文文献翻译-外文翻译--关于工作面煤尘控制的研究

附录A关于工作面煤尘控制的研究 罗伯特和乔治介绍自从1969年联邦煤矿健康和安全行为通过，矿务局一直积极研究煤尘的吸入。直到数年前，主要研究计划是发展和完善防尘的新技术，减少矿工吸入灰尘和连续开采方法等方面。由于矿务局、煤矿安全和健康管理局(MSHA)的努力，煤炭工业在降低尘埃方面取得了重大进展， 已经由1969年为500毫克/立方米下降现在不到2毫克/立方米。这些东西多少反映了近年来MSHA发表帮助的数量。根据数据表明，目前至少95个矿业和传统各部门一直在遵守联邦煤矿健康和安全行为。虽然这是一个了不起的成就，但是几种采矿类型主要是用长壁开采方法，很难继续遵守现有的2毫克/立方米的联邦标准。一般情况下，超过50%的长壁超过了标准，其中约三分之二的部分采用双滚筒割煤。 因此，在过去几年中，吸入煤尘的重点问题已经由长壁煤尘问题转向更多地利用这一方法开采。 这种趋势是因为需要提高生产力，满足不断增加的煤炭需求。除非制定和实施有效的控制粉尘，否则人们将意识不到这一有潜力的和高效采煤方法的煤尘问题。矿务局的研究成功表明成本效益工程确实是发展水平长壁减少煤尘作业。 此外，更准确的监测设备缓解这个问题是非常有效的。监测设备通常设置4至6英尺面对角从而最大限度地避免滚筒的干扰。浓度监测与无屏显示表明在1950年至1960年这一阶段可以减少操作员暴露在煤尘中。传送带屏幕总的来说，长壁滚筒煤尘的暴露最主要原因是公司的机器本身。表面的煤尘很大程度上取决于煤尘如何迅速蔓延。传送带屏幕一定放在机器本身可以提高对空气清净并方便滚筒操作的位置。一个有效的传送带监测屏幕进行四个长壁采矿作业的监控。在一般情况下，当采煤机割煤时，减少煤尘的吸入取决于操作者的位置，瞬间煤尘的测量显示，煤尘需要被使用在孤立的地区。然而，大部分的滚筒操作员适合安装某种屏幕，这将进一步减少在机器旁通道的煤尘。 合理地放置喷水枪将在下一节讨论。改善用水主要方法是应用水对煤炭粉尘进行控制。 适当数量和质量的水送到一个完善的节水喷水系统上，能有效控制长壁开采的煤尘。许多操作员，由于没有合理的供水系统，导致对滚筒产生的煤尘不能有效控制。优化供水改进主要供水系统可以大量减少长壁工作面的煤尘。可以通过以下方面:(1)增加泵能力增加流量、压力、(2)改进管道的型号额减少压力损失，减少故障维修，(3)通过安装了过滤系统改善水质。最佳供水系统应包括3或4英寸口径的助推器泵输送线能够提供1000帕的高压。供水底硬管至少应应该1-1/2英寸直径。这些线路型号的建议将实现水流量、压力的改善。利用良好的过滤系统与水质改善的前提是有效的防尘喷水系统。 矿务局 已经发展了这种过滤系统。该系统的重要组成部分，是一个商业可能使1/8英尺减为60毫克/立方米。这一系统应装设流量计和压力随轨距年底供水管道。滚筒喷水系统矿务局研究表明， 滚筒操作员吸入煤尘很大程度上取决于煤尘如何迅速蔓延。在滚筒上喷水可能在降低煤尘有很大的作用因为水枪把滚筒附近的煤尘移走。简单的喷水系统，尤其是喷嘴想上将会激起更多的煤尘，甚至比他们移走的更多。这研究的结果导致了一个被称为“滚筒清洁工”的新型的喷水系统的发展新型喷水系统把周围空气的污染清洁出去。煤尘只是附近的煤面，而滚筒操作员留在清理机器旁边。这个硬件是便宜的，可以在简单的移动中安装。它包括若干方法进行洒水，一个或者更多的被动或障碍。这一系统已详述了矿务局的技术。到目前为止，这三个地下系统进行评估，一个在北西弗吉尼亚，一个在南伊利诺伊、一个在宾夕法尼亚州和一个宾夕法尼亚。 第四，目前正在南犹他州煤矿进行示范。 结果表明，在滚筒操作岗位百分之50至60之间的煤尘吸入两减少。 与先前的改善供水系统想比，这10种长壁粉尘控制技术可将减少的粉尘到百分之70至85。改善的喷水系统，可将工作面进行洒水降温。 面对这种空气流通格局，建立立了空中喷射系统，空中喷水对于简单的转弯和回转滚筒，使煤尘带入人行道。冷却水喷出的方向应该是多方面的，喷洒直线下降到了底线。 这一修改可能造成在操作者岗位减少吸入粉尘。 此外，空气流通不良工作面喷水将会减少。因此，增加水的正确方向可以减少煤尘的来源。最后，如果要达到有效控制煤尘选择适当的喷头类型是很重要的。根据矿务局最近完成的研究，以确定降低煤尘含量最常用烧嘴喷水。这些结果表明， 虽然因为早期弄污受到环境限，这种喷嘴为清洗煤尘提供了最好的用水。全椎体、S辅助在同样的条件下喷洒洗刷煤尘的水平均为空心的锥体烧嘴效率的三分之二。 其他空心的锥体烧嘴的优点包括能够提供大约100-150帕的合理压力，较低的倾向，比其他类型的烧嘴降低水流率。改善切割参数 煤尘的主要来源是采煤工作面的切割作业。任何在采煤机旁边的工作人员都将暴露在机器产生的大量煤尘中。但是，修改设计切割机参数可以有效减少大部分工作人员的煤尘吸入量。减慢深切割速度 英国国家煤炭管理局矿业研究与开发机构和美国的矿务局的研究显示减慢深切割速度可大大减少在采煤中产生的煤尘。在深截深采煤的同时，减少了一定的能源需求，减少采煤工作面的面积，产生的煤尘和采煤机的用电量也都减少。 矿务局最近进行了实地试验表明了双滚筒采煤机的截深和煤尘产生量的关系。 试验结果呼吁通过改变采煤的速度来改变截深。改变单向切割顺序 目前，75%的双滚筒采煤机采用单向切割顺序。这些设备中的一半采用从工作面的开始到工作面的尾部，应用了先进的顶板支护技术。这种操作方法中，由采煤机产生的煤尘可以蔓延到巷道，增加了吸入煤尘的量。矿务局还发展出一个新的、衡量和评价策略。 这一策略已成为标准，将列入未来所有煤矿的评价。 本文针对长壁采煤的防尘，目前还有其他方面的研究，旨在最终解决长壁灰尘问题。 近来长壁采煤的防尘 矿务局已明确的表明，尽量控制着工人的吸入煤尘的问题。解决这些问题措施包括改善通风技术、优化供水和喷嘴的喷灌系统，提高切割参数。改善工作面通风技术 在所有的采矿方法中，通风方式是控制煤尘的主要方法。提供足够的新鲜空气来稀释采煤中产生的煤尘，防止煤尘的蔓延是长壁采煤工作的主要方法。一定风窗具体地说，损失一定的空气进入工作面，使得现有的空气换成新鲜空气。工作面的空气充满了煤尘，从而加剧了长壁工作面的煤尘问题。一个简单、廉价而有效的防尘技术就是在支护的面上安装风窗端头风窗 在很多长壁采煤工作面中，空气流通的主要错误是有助于提高煤尘。当采煤机割入煤体，采煤机暴露在重要的通风道上。高速空气流通过采煤机，吹起了大量的煤尘，然后吹向采煤机操作员。为了改变这一现状，在切割煤在头部至尾部及底部煤炭的时候从采煤机尾部至头部清理，操作者能够在工作中摄取空中的新鲜空气。这一改变可使采煤中操作者吸入煤尘量大量减少。这种修改目前只适用于长壁采煤中单向切割。衡量和评价 传统上，一直使用的重力采样法及执法人员研究测量地下的煤矿的吸入煤尘浓度。 这些执法人员操作的全部转移，产生时间加权平均浓度。 这种方法用来监测评估符合标准粉尘，以及评估尘源，严重粉尘控制技术的有效性。而这种做法是最适当的全部转移暴露地下操作员的煤尘。于是，一些矿务局提供更好的策略，并使用长壁仪器用于采矿作业。迅速测量 这种方法之一就是用粉尘监测局制订的技术和描述获得实时测量的尘埃。 使用这种工具提供免费、快速读数与重力测量，使二者结合得比较好。两个样本已开发利用的战略和长壁业务。在这个特殊的运作，大大增加了暴露在煤尘中的操作者8小时平均吸入粉尘计量。矿务局最近开发一种简单、廉价的采样和记录策略，基于短期重力取样。 通过这种技术利用重力取样设备已经向所有的矿务局推广。应用这种技术可以是测量人员和工作人员增加安全性。新型喷水系统 这些先进的粉尘采样策略和仪器使评估长壁煤尘尘源的控制方面的技术取得了重大进步。这些技术已成为一个标准，将被列入评价矿务局的标准。另外，由于其简单而有效，这种技术也可用于采煤工作人员个人来控制长壁煤尘。目前研究领域 虽然取得了显着进展，并在发展中记载了若干长壁煤尘控制技术，但是由于其规模和复杂性，在应用双滚筒采煤机时吸入粉尘的控制仍然是最关键的问题，。 针对这个问题，矿务局正积极进行规划设计开发，并提供必要的技术，使煤矿的长壁煤尘符合标准而有不影响煤炭生产。 以下概述目前正在努力研究，在短期内有重大影响的措施。采煤机回收煤尘 粉尘的回收利用被证明在长壁采煤方面是相当有效的方法。早期应用这些技术因为一些机械故障而收效甚微。改造现有的机器增加长度在采煤机割煤时导致了严重的问题。这将导致回收机受损而不能进行煤尘回收工作。 为了克服这些问题，矿务局大力开展局设计、制造、测试及修改双滚筒采煤机来改进采煤机的清洗系统。一个关于长壁工作面回收和洗涤机械的参数的测试表明，中央需要采取10000万单位CFM器。 这些包括:主要通风效率高于20，000CFM流时低尘云捕捉量，成本高(即$100)、机械复杂性和采煤面积大幅度增加。这种在采煤机本身的洗涤没有采取切实可行的措施来减轻长壁工作面的粉尘问题 这一计划的主要内容是把运用水动力来吸煤尘。这些低费用，小规模、高可靠性装置如采煤机、通风设施和喷水设备正在进行评估。迄今为止实验室进行评估显示，在采掘和通风方面控制煤尘是非常有效的。 然而，开采控制煤尘的效率大大低于通风的效率。这些装置采用水动力使空气流动。通风装置是一个空心的头，还有一个向多方喷水的喷头。通风装置包括管道装在通风枢纽的喷水装置。这些装置利用洒水清洁带有煤尘的空气。虽然有研究表明，当喷水器在采煤机割煤时在减少煤尘方面的作用受到限制， 现场操作器必须安置在尘源顺风的方向，因此不能适用于双向割煤。这些装置的性能高度依赖初级通风气流率，其次是对喷水系统。有关部门将继续努力优化对通风效率来更好地控制粉尘。 此外，现场评价装置仍将确定最佳的地点和操作范围来有效利用这一技术控制粉尘。评价长壁尘源在此以前国外的研究曾发现，有必要把不同煤尘来源加一分析，为长壁煤尘控制提供了可靠的决策依据和战略问题的研究。根据这项研究，目前正在矿务局正在进行会议。其目的是确定并量化在长壁采煤过程中产生煤尘的各主要生产要素。一项地下评价最近完成了。在这次调查的数据分析，使煤尘的来源加以了确定:割煤过程、顶板支护、运输过程、装载机、煤尘污染水平。此外，对别的部门的循环如：割煤尽头、割煤到工作面尾部、减少支撑将进行评估。 最后，假定采煤过程是采煤工作面最重要煤尘来源。有关部门将作出努力，以确定清理、割煤、通风过程中的煤尘。对工程影响范围吸入粉尘控制虽然已经花费了巨大的努力来确定能防尘的最佳操作参数、效率的变化，但是这些变化并没有准确的记录。 此外，各种互动均衡防尘技术尚未得到充分界定。矿务局由于认识到需要的文件资料，特别是考虑到吸入粉尘控制计划需要各煤矿的操作，这种研究工作仍在进行中。 这项计划的重点是针对最近的长壁采矿作业。这一计划的目标是确定粉尘控制计划中规定对采煤工作面吸入煤尘工人的影响。到目前为止，已经对MSHA长壁煤尘的吸入的调查进行了广泛的分析。分析结果表明，无论采煤操作者和其他工人的煤尘吸入量与气流变化(数量、速度和压力)、水(压力)参数有直接的关系。 剩下的工作将集中在广泛的长壁工作面某一方面的调查，以确定不同的控制工程，来为工人提供一系列相应的变化煤尘控制。 结果表明，这项工作最重要的应该是确定合理参数参数来控制长壁工作面的煤尘。 此外，这一计划的成果为政府和采煤工业提供了指导方针，确定了更好的努力解决长壁煤尘问题。防尘调查研究 迄今为止政府和采煤业已进行了大量的防尘研究。这些研究的结果是来源于许多而分散的采