综掘面和综采面是矿井内主要的产尘点，随着机械化水平的提高，工作面推进的速度加快，粉尘问题也较为突出。采掘机械破岩的方式分为切削破岩、滚压破岩、冲击破岩等。

（1）切削破岩产生细微粉尘

切削破岩是刀具施力于被作用的岩石上，依靠轴压使钻刃侵入岩石，然后钻刃通过钻具旋转产生的切削力从岩体的外层分离下岩石的机械破碎方法。切削破碎可分为截割、刨削、挖掘、钻削，同时根据其对应的运动特征，刀具类型也不同，有截齿、刨刀、钻头等。切削破岩在煤矿中使用广泛，使用该方法的机械有采煤机、刨煤机、掘进机、钻孔机等。

切削破碎的过程相对比较复杂，每次切削都要经过从小碎块到大碎块的过程，而切削力的大小与碎块的粒度相对应。采煤机作业过程中，截齿以一定速度截割切削煤体，由于挤压和切削力的作用，截齿前先出现的是小碎块，在小碎块形成的瞬间，切削力要略微下降，这种小碎块称为压固核。压固核使截齿的截割阻力增加，随着截齿的前进其阻力继续上升，直至压固核与矿岩体分开为止。在压固核崩离煤岩体之前，截齿通过它把能量传递给周围煤岩，使煤岩与压固核接触面周围产生许多裂隙，由于挤压和摩擦，裂隙中存在大量的原生煤尘和新生煤尘。变形的压固核内储存了大量的弹性势能，与矿岩体分离时，压固核的约束瞬间解除同时储存的弹性能瞬间释放，形成大量的粉尘，并以很高的速度从截齿前飞出。压固核越大，形成的粉尘越多。

（2）滚压破岩产生细微粉尘

滚压破岩是靠牙轮滚动对齿头施加轴压力（推力）和滚动力（扭矩），对岩石形成冲击压碎和剪切作用的一种破岩方式。利用冲击压碎和剪切碾碎作用，滚压破碎在掘进过程中应用较多，尤其是岩巷掘进。

牙轮转动带动齿头滚压岩体时，对岩石做功使其不断积累弹性势能，靠近边缘的岩石自由面开始向岩体中沉陷。球体与岩石接触面下方出现裂纹源，此时剪应力增大到极限值，并在接触边缘外出现超过抗拉强度的拉应力，拉开岩石颗粒形成裂隙。随着力的不断增大，裂隙不断扩展，形成球形粉体。球形粉体具有传递高压的作用，同时粉核的变形能也在不断增大（密度增大）。继续增加载荷，粉核周围的岩石产生径向裂隙，膨胀的粉核体中的粉流楔入裂隙中，裂隙失稳扩展，岩石被劈开。与此同时，齿头突然卸载，岩石和粉体中的能量迅速释放出来，使得大量碎块和粉尘喷出漏斗坑。滚压破岩过程中细微粉尘的产生源头主要有两个：齿头和岩石壁面的剧烈摩擦与岩体内破坏移动间的摩擦产生大量的细微粉尘；齿头施加的载荷粉碎粉核体，使大量的粉尘被约束在齿头和漏斗坑之间。

（3）冲击破岩产生细微粉尘

冲击破岩的方式是钎头侵入岩石中，以活塞往复运动的形式向岩石凿进，并且每做一次活塞运动钎杆旋转一定角度。运用冲击破碎岩石的矿井机械主要有凿岩机和破碎机。在凿岩机打钻孔过程中，打击力以应力波的形式通过钎杆传至钎头，钎头将前端的岩石击碎，然后通过转动把破碎的岩石运移到钎杆和孔壁的环状间隙中。间隙中的碎石被进一步挤压破碎，形成大量的粉末。随着活塞不断冲击钎尾，向钎杆的中心孔内压缩空气，产生的高压气流把碎石渣和粉末喷射出孔口。大颗粒物抛落到地面，粒径小的粉尘则飘散在空气中。

（4）综合作用

破岩机械的破岩过程一般是多个破岩方式共同作用的结果。目前掘进机使用的齿形大多数为镐型齿，在接触应力的作用下，镐齿前会出现压固核或粉核体。齿头的机械能通过核体，传递到周围煤岩，使煤岩内部产生大量裂纹。镐齿截割阻力不断增大，核体被进一步粉碎压实。由于剪切裂纹及赫兹裂纹的作用，使得微裂纹产生应力集中。当截割力达到一定界限，加上微裂纹不断地发展和汇交，裂纹彻底失稳形成自由面，放出能量造成粉尘飞扬。粉尘量与压固核的体积正相关。

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参考文献：

[1]张江石.粉尘防治理论与方法[M].北京：煤炭工业出版社,.03.