许文忠

（晋能控股煤业集团朔州朔煤王坪煤电公司， 山西 朔州 038300）

引言

煤矿开采过程中会产生大量的煤尘，细微尘粒会随着风流在巷道内漂浮，当工人吸入大量的细微尘粒后会导致工人产生尘肺病的呼吸道感染疾病[1]。除健康问题外，大量煤尘会引起煤尘爆炸，煤尘爆炸会给煤矿及社会带来极大的伤亡损失，所以需要对煤尘的产生进行研究[2]。掘进机作为主要的掘进设备，需要对掘进机的镐型截齿截割煤时的状态进行研究。

1 镐型截齿割煤破碎产尘过程

1）压碎区形成。截齿的齿尖部分由于采用特殊材料会有较强的硬度，当齿尖接触到煤体时，会产生挤压力，由于齿尖部分接触面积小会产生较大的应力，并通过煤体向内部传递，随着传递距离的增加，应力逐渐减小。煤的脆性决定了当齿尖侵入时会发生弹性形变[3]。当压应力大于煤的抗压极限时，煤体就会发生塑性形变，变成压碎区。

2）粉化核形成。压碎区形成后，由于镐型截齿还需要不断向煤体内部施压，已经破碎的煤此时无法被及时排出到外部，就会造成压碎区的煤体在持续压应力作用下，形成高度粉化核。粉化核在继续传递能量过程中会使其粉化核体积逐渐增大。粉化核是截割过程中粉尘的首要来源。

3）裂纹萌生与扩展。截齿的逐渐深入会使粉化核的煤体积蓄应力和能量，当达到煤体自身的应力极限时，微裂纹会与粉化核周围未发生变化的煤体一块形成微小的裂纹，裂纹逐渐发展及合并就会形成宏观裂纹。……