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1.3 本课题的研究目的和内容 2
1.4 本课题主要研究方法 3
2风管内粉尘的状态分析 4
2.1风管内粉尘颗粒物受力分析 4
2.1.1浮力 4
2.1.2拖曳力 4
2.1.3重力 5
2.1.4扩散力 5
2.1.5其他作用力 5
2.2 激波管内流动分析 6
3 实验设备及实验方法 9
3.1弱激波卷扬粉尘实验设备及方法 9
3.2实验步骤 11
3.3运动粉尘云PIV测量系统 11
3.3实验步骤 13
4 弱激波扬尘实验结果及分析 16
5 全文总结 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1 课题背景
粉尘问题是长期以来困扰煤炭系统的灾害之一。粉尘的产生存在煤炭的生产、输运等各个环节。煤尘浓度过高会有爆炸的危险,煤尘浓度达到爆炸下限的情况虽然并不常见,但在煤层中放炮的瞬间和放炮后的短时间内,常使悬浮煤尘达到爆炸的下限浓度[1]。另外,矿井巷道中普遍有大量的连续沉积的煤尘,这些煤尘如果重新飞扬在空气中就可以迅速达到爆炸下限的浓度,这是使许多局部性事故迅速扩大成区域性事故或全矿性重大恶性事故的主要原因[2]。并且飞扬在空气中的粉尘长时间无法沉降,随着人的呼吸进入人体的呼吸器官,沉留在肺部而引起矽肺病,据有关部门统计矽肺病已成为危害矿井工人健康的主要杀手[3]。因此要保证生产安全,保护工人的身体健康,必须采取有效的防尘降尘措施。
粉尘会给我们带来多方面地巨大灾害：1.在工业生产中。经过检测，生产时产生的粉尘浓度，远高于国家规定的标准，这不但会影响工作人员的身体健康，而且对安全生产造成巨大的威胁。空气机械例如通风机、鼓风机等。这些特殊的，机械设备，对空气中的含尘量具有极高的标准。甚至要求含尘量低于每立方米数毫克到微毫克的数量级才能保证机器的正常运转。2.粉尘是粉尘爆炸事故的主要原因，一旦发生粉尘爆炸事故就会造成重大人员伤亡以及财产损失。3.甚至大量的粉尘漂浮在空中形成雾霾，对我国的空气质量，环境等造成重大的威胁，对人们的健康造成巨大的伤害。自从建立职业病报告制度以来，我国尘肺病病例不断增多，并且患者大多死于尘肺病。
目前，我国煤矿的防尘技术还很不完善，除尘效率较高的设备投用率还不高，掘进作面粉尘合格率也较低，大部分矿井粉尘浓度仍超过标准[4]。因此，充分认识当前我国煤矿职业危害的现状及存在的问题，研究掘进工作面粉尘的运动规律、扩散机理和浓度分布，降低掘进作面粉尘浓度、改善工人的作业环境、保障工人的身体健康具有重大的现实意义，这也是我国煤炭行业迫切需要解决的问题之一[5]。
消除粉尘危害才能保证安全生产，消除煤尘爆炸等安全隐患，既提高了生产水平，又保证了工人的健康，节省了大量因粉尘危害而引发的职业病所支付的医疗费用，从而使企业获得更大的经济效益。