摘要：为掌握大采高工作面截割可吸入煤尘的产尘特征，并改进工作面降尘措施，以山西临汾某矿6 m大采高工作面为例，分别在采煤机前后滚筒附近布置煤尘监测点，采用SidePak AM520i型个体暴露粉尘仪测量顺风情况下和逆风情况下大采高工作面PM10,PM5,PM2.5的粉尘质量浓度，同时采用表面张力仪和接触角测定仪分别对不同浓度的矿用尘克(C&C)系列除尘剂进行了表面张力测试和湿润性测试，选取了合理浓度的除尘剂作为工作面降尘用水，降低了大采高工作面截割可吸入煤尘的浓度。研究结果表明：采煤机上风侧滚筒处PM10粉尘质量浓度平均为561～577 mg/m3，PM5粉尘质量浓度平均为489～495 mg/m3，PM2.5粉尘质量浓度平均为231～242 mg/m3，下风侧滚筒处PM10粉尘质量浓度平均为609～614 mg/m3，PM5粉尘质量浓度平均为508～522 mg/m3，PM2.5粉尘质量浓度平均为245～256 mg/m3；无论顺风还是逆风，下风侧滚筒处的PM10,PM5粉尘质量浓度波动范围较大，而PM2.5粉尘质量浓度波动范围较小，下风侧滚筒处的PM10,PM5,PM2.5粉尘质量浓度大于上风侧滚筒处的；顺风时上风侧滚筒处的PM10,PM5,PM2.5粉尘质量浓度低于逆风时的，逆风时下风侧滚筒处的PM10,PM5,PM2.5粉尘质量浓度大于顺风时的；浓度为0.1%时矿用尘克(C&C)系列除尘剂溶液表面张力为33.2 mN/m，接触角为34.27°，相比矿井水，其表面张力降低了43.82%，接触角减小了53.86%，具有良好的湿润性，在工作面进风巷安装表面活性剂添加装置，将其作为工作面降尘用水，工作面截割煤尘可吸入煤尘的降尘效率可达48.37%～53.91%，呼吸性粉尘的降尘效率可达39.57%～45.11%。

引言

近年来，大采高综合机械化采煤工艺在厚煤层开采中得到了广泛的应用。大采高工作面工作强度大，产煤效率高，同时产尘强度也大。尘源主要来自于截割煤尘、移架煤尘和冲击煤尘。为了保障采煤工作面安全高效地开采，目前大采高工作面多采用采煤机内外喷雾、液压支架顶部喷雾、行人空间移架降架喷雾、煤尘注水等综合防尘措施，大幅降低了采煤工作面的粉尘质量浓度。然而对于可吸入煤尘，其降尘效果仍不是很理想。为此许多学者对采煤工作面粉尘的运移规律、分布特征以及降尘措施等进行了深入研究，并取得了许多研究成果。徐青云等采用FLUENT软件建立数值模型，对移架及截割两个产尘工序进行了模拟分析，研究了多尘源影响下的大采高综采工作面风流-粉尘的分布规律。许圣东、陈芳以神东补连塔煤矿8 m大采高综采工作面为依据，考虑开采空间设备的阻碍作用，运用CFD模拟方法建立模型，分析了大采高综采工作面风流及呼吸性粉尘的分布特征。苏士龙等在大采高工作面布置测点进行了粉尘质量浓度实测，得到了大采高工作面PM10和PM5粉尘分布特征。

孔阳等采用FLUENT软件对综采工作面粉尘弥散规律进行模拟分析，发现综采工作面风流存在“两区一带”的规律，并确定了粉尘重点防护区。崔向飞等分别在神东补连塔煤矿7 m大采高综采工作面的人行道、中心工作面、煤壁处布置测点，对风速、粉尘质量浓度进行了测量，并对大采高工作面除尘措施进行了改造，取得了较好的应用效果。杜善周等采用CFD软件模拟了大采高综采工作面的粉尘分布特征，同时在采煤机上加装机载除尘器，模拟分析了机载除尘器对工作面粉尘的净化效果。目前，关于大采高工作面粉尘分布规律及降尘措施的研究，已取得了较多的研究成果。然而对于大采高综采工作面截割可吸入煤尘的分布特征及降尘措施研究较少。而从职业危害的角度考虑，PM10为可吸入粉尘，粒径小于等于10μm，进入人体后可沉积在上呼吸道；PM5为呼吸性粉尘，粒径小于等于5μm，可到达呼吸道深处及肺泡区，对人体危害极大。而PM2.5可深入肺泡，一旦进入人体很难再通过呼吸排除，是造成尘肺病的根本原因。

为此，笔者以山西临汾某矿大采高综采工作面为例，在前后滚筒附近设置测点，分别监测顺风和逆风情况下采煤机前后滚筒附近截割产生的PM10,PM5和PM2.5，分析截割可吸入煤尘的分布特征，同时通过在进风巷安装表面活性剂添加装置，为采煤工作面提供添加了表面活性剂的降尘用水，以提高截割煤尘的降尘效率，取得了较好的应用效果。