露天煤场抑尘剂的制备及性能测试

为了进一步改善露天煤场扬尘问题,实验通过对天然可再生的大豆分离蛋白改性,研制出一种新型抑尘剂,通过对研制好的抑尘剂结合煤粉进行黏性、固化层抗压强度、抗风蚀性等各项性能指标进行测试,并结合扫描电镜与非改性的大豆分离蛋白溶液性能指标进行实验对比,发现改性后抑尘剂溶液能够形成一层紧密固化层,阻止煤尘二次飞扬,减少露天环境污染。     

新型抑尘剂的性能及工业试验研究

为了表征抑尘剂的性能,分别在实验室内和露天储煤场现场对抑尘剂的固化效果、防风及防雨性能进行评价。室内试验和现场试验结果都表明:抑尘剂效果优异,喷洒煤料上能形成一层坚硬的固化层,该固化层具有较高的强度,且具有非常好的防风及防雨性能。     

运输用聚乙烯醇/丙烯酸接枝共聚共混物抑尘剂的制备及特性

根据煤炭等矿物散料的露天运输和储存的特点,通过接枝共聚的方法制备聚乙烯醇（PVA）/丙烯酸（AA）接枝共聚共混物,然后向接枝共聚共混物中加入一定量的表面活性剂、渗透剂等,得到一种运输用抑尘剂液体。通过FT-IR和DSC对产物结构进行了分析,并对抑尘剂的毒理性、耐酸性、耐碱性、对煤质影响以及表面固化层的耐水性能、强度等进行了评价。结果表明,该产物结构为一种PVA/AA接枝共聚共混物,由其所复配的抑尘剂无毒、无刺激性,不会对作业人员产生有害影响;固化层具有一定的韧性、耐酸性、耐碱性和耐雨水性能,并且喷淋抑尘剂后对煤质不会产生影响。使用该抑尘剂能够避免煤炭等在运输过程中的扬尘污染和损失,达到较好的抑尘效果,净化了大气环境。     

复合型铁路煤炭运输抑尘剂的研制及应用

以高分子黏结成膜剂、吸湿剂、润湿剂为原料,研制了一种复合型铁路煤炭运输抑尘剂。经检验,产品符合TB/T 3210.1 《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分:抑尘剂》的相关要求,该抑尘剂绿色环保,具有黏结、凝聚、润湿功能,在火车煤炭表面喷洒后,煤炭表面可形成厚度为11.2 mm的固化层,风蚀率为0.05%,高位发热量、低位发热量减少量分别为0.05%、0.04%,可有效解决铁路煤炭运输过程中的环境污染和损失。     

散料表层渗透固化机理及技术应用研究

基于表层渗透固化方法,以天然淀粉为主要原料,通过催化氧化改性制备固化抑尘剂。比较了添加表面活性剂对固化抑尘剂不同粒度煤料渗透性的影响,考察了固化抑尘剂的温度适应性、稳定性;在神朔运煤铁路线进行了抑尘剂喷洒固化试验和应用,结果表明：基于表层渗透固化方法研制的淀粉基固化抑尘剂喷洒在煤散料表层可形成抑尘固化壳层,能够防止列车运煤过程中煤料散失,喷洒固化抑尘剂后,显著降低了运煤列车通过隧道时隧道内的煤粉尘浓度,隧道内煤粉尘浓度由256.4 mg/m3降低到30.5 mg/m3,喷洒固化抑尘剂对煤质无影响。     

露天煤场复合型抑尘剂的制备与特性研究

为进一步降低煤矿、洗煤厂及港口等露天煤场的产尘量,阻止细小煤颗粒形成扬尘,采用接枝共聚的方法,选用海藻酸钠和胶原蛋白作为基体,以过硫酸钾为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,将单体丙烯酰胺接枝到基体上,制备出兼具粘结性和润湿性的新型高分子抑尘剂。通过单因素试验确定粘结效果最佳的配比方案,通过测量抑尘剂自然干燥后的固化层厚度评价其润湿性,利用SEM图像分析新型抑尘剂的抑尘机理,利用喷淋装置模拟降雨验证抑尘剂的耐水性。结果表明,新型抑尘剂具有良好的润湿性、粘结性和耐水性,在露天条件下具有良好的抑尘作用。加入微量十二烷基苯磺酸钠后,固化层厚度增加约34.07%。     

高分子抑尘剂对褐煤矿场细颗粒物的抑制特性

为减少褐煤矿场中无组织排放的细颗粒物进入大气,避免其对人体健康、生产安全和大气环境造成严重危害,选取聚丙烯酸乳液、瓜尔豆胶、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠4种高分子单体,通过结壳硬度衰减实验筛选得到性能优良的单体瓜尔豆胶。以表面张力和接触角实验比较吐温-20、曲拉通X-100、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠 4种表面活性剂溶液对褐煤颗粒的润湿性能,实验发现非离子表面活性剂曲拉通X-100对褐煤粉尘的润湿性能最优。将高分子单体瓜尔豆胶复配以表面活性剂曲拉通X-100,开发得到一种褐煤矿场专用的结壳型抑尘剂。通过抗风蚀性能实验,考察不同单体浓度、不同风速条件对固化层风蚀后颗粒物数量浓度和粒度分布的影响,优选出最佳抑尘剂配方为质量分数0.7%的瓜尔豆胶和0.1%的曲拉通X-100。该抑尘剂可使煤堆表面固化形成具有一定厚度和强度的防护层,10 d后固化层硬度仍可达61.43,能抵抗15 m/s风速侵蚀而不受影响,足以应对北方大风天气。细颗粒物数量浓度降低至3.69×105 cm-3,颗粒物数量浓度峰值出现在0.85 μm左右,低粒径段颗粒物抑制效率总体由30.1%提高至94.4%,粒径0.1 μm左右的细颗粒物抑制效率增幅达到64%。实验结果表明,该抑尘剂对细颗粒物的抑制效果明显,是适合褐煤矿场专用的原材料易得、环保高效的抑尘剂。     

新型煤尘抑尘剂的研制与性能测试

以聚乙烯醇(PVA)、脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)和少量成膜助剂为原料,利用单因素试验和正交试验方法研究了一种新型煤尘抑尘剂的配方,并对其性能进行了测试。试验结果表明,该抑尘剂粘度为19.10 mPa.s,表面张力为37.6 mN/m,喷洒后在较短时间内可在煤炭表面形成一层柔韧、致密的连续高分子微膜,50 d后抑尘率仍可达到95.3%,与洒水抑尘相比,其抑尘效果和抑尘时间都得到大幅提高。该抑尘剂同时具有较好的抗风、抗雨淋性能,特别适宜在煤炭储运过程中使用。     

环境友好型抑尘剂配方及性能实验研究

针对露天煤堆造成的扬尘污染,以改性淀粉高分子为原料研发新型环保抑尘剂,依据其捕尘机理与制备过程确定了新型抑尘剂的基本配方,并对抑尘剂喷洒所形成的固化层进行了性能测试和实际抑尘检验。测试结果表明,新型抑尘剂温度与环境适应性较好,且生态无污染。     

市场现有抑尘剂的性能分析

为了解市场上抑尘剂产品的性能,对2个厂家生产的6种抑尘剂产品进行了室内试验测试,包括产品的pH值、黏度、表面张力、渗透性和固化层的抗风、抗雨淋性能。测试结果表明:6种抑尘剂的pH值在6.48～10.03,其中A_3产品的pH值为6.69,黏度为606 mPa·s,表面张力为49.8mN/m,其固化层厚度和强度分别为11.7 mm和30 kPa,抗风和抗雨淋效果较好,更符合对化学抑尘剂高效环保的要求;但在配制和喷洒时,A_3产品对设备有较高的要求。     

煤尘抑尘剂的润湿性能研究

选取3种煤粉作为研究对象,分别对7种不同抑尘剂的润湿性能进行了测试。基于煤粉成分、粒径分析结果,结合抑尘剂电动电位、表面张力性能,通过抑尘剂在煤粉表面的接触角和正向渗透实验研究了抑尘剂对煤粉润湿性的影响。结果表明,抑尘剂在煤粉表面的接触角与煤粉的灰分成反比;抑尘剂溶液的表面张力、液—固之间的界面张力共同影响抑尘剂在煤粉表面的润湿能力;抑尘剂对不同粒径煤粉的渗透性能提升有较大差异,电动电位较小的抑尘剂能够有效改善较小粒径煤尘的表面润湿性。     

矿用复合抑尘剂的研究及应用

为有效降低高浓度煤尘对井下工作人员健康造成的危害,针对矿用自来水湿润性和黏度的不足,通过沉降实验与黏度测试实验,并结合正交试验设计方法研发了一种由表面活性剂、增效离子和纤维素组成的复合抑尘剂。实验表明:添加该复合抑尘剂后的溶液沉降煤尘仅需4.1s,且其黏度为矿用自来水的24倍,湿润性与黏度显著高于常用抑尘剂。现场应用结果表明:掘进机内、外喷雾中添加复合抑尘剂后,工作面全尘和呼尘的平均降尘率分别达95.0%和92.8%,较采用复合抑尘剂前的全尘和呼尘的降尘率分别提高了25.0%和29.1%。     

粉体抑爆剂在煤矿应用研究的现状与展望

对粉体抑爆剂在煤矿中的应用及研究现状进行了分析,提出将抑爆剂分为惰化剂和抑制剂的两种划分;并就现有粉体抑爆剂的抑爆机理进行了探讨,综合得出三种抑爆机理类型,进而对现有粉体抑爆剂的理化性质及抑爆机理进行了对比;对粉体抑爆剂的最新研究动态进行了分析,并展望了粉体抑爆剂的研究方向。     

煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探——以平顶山矿区为例

煤矿开采逐渐向深部延伸,深部开采条件下煤尘灾害频发,防控难度高,除尘机理与技术仍然是深部开采科学高效除尘基础研究的难点与重点之一。以平顶山矿区丁、戊、己、庚4组煤层采集的原煤为研究对象,联合多种煤尘物理化学性质测试(工业分析,XRD,BET,SEM,FT-IR)、分子动力学模拟等手段,系统采用基础物性特征分析、润湿特性多因素影响探讨、分子层面润湿机理探索、抑尘剂改性讨论的研究思路,开展了基于煤尘微细观结构特征的除尘机理探索及新型抑尘剂研发初探。研究表明:平顶山矿区丁戊己庚4组煤层典型煤尘的润湿性大小顺序为戊>丁>庚>己,煤中有机质质量分数、水分质量分数、灰分质量分数、无机矿物成分质量分数、比表面积、含氧官能团等指标的显著差异将对煤尘润湿性能产生显著影响,比表面积、石英质量分数、羟基和醚键数量越多,润湿性越好,固定碳质量分数越高,润湿性越差。联合煤的红外光谱分析和分子动力学模拟,根据平顶山矿区煤尘亲水官能团特征,研究了水分子在不同数量羟基和醚键修饰的煤表面吸附过程,进一步揭示了煤尘润湿性能的强关联因素,表面羟基数量正相关于吸附水分子能力,而煤尘醚键数量对于吸附水分子能力存在极大值。基于煤尘微细观特征对其润湿性的影响机制,考察了3种非离子表面活性剂对4组煤尘的润湿除尘特性,基于表面活性剂分子结构对煤尘润湿的作用机理,针对平煤矿区煤尘提出了引入芳香环结构实现新型抑尘剂改性的解决思路。     

新型散煤抑尘剂的制备及性能研究

在煤炭的储存和运输过程中,会产生大量煤尘,不仅造成煤炭损失,还将对环境造成严重污染。通过实验确定了一种复合型抑尘剂的最佳配方,该抑尘剂以水溶性高分子、丙三醇为原料进行反应,再加入吸湿性卤盐制成。抗风吹能力测定实验表明,喷洒该抑尘剂后,表层煤粒能抵御20m/s的风吹,抑尘效率可达98%以上,且抗冻融能力强。现场试验表明,该抑尘剂喷淋于运煤列车表层,可以明显减少煤损失,减轻环境污染。     

煤尘粒径与最低着火温度的关系研究

对所采集煤尘样品进行实验分析,测定了不同粒径范围下煤尘层和煤尘云的最低着火温度。结果表明,煤尘层和煤尘云的最低着火温度随着煤尘粒径的减小而降低;煤尘层的最低着火温度随煤尘层厚度的增大而降低;同一粒径范围内,煤尘层的最低着火温度低于煤尘云的最低着火温度。分析了煤尘层最低着火温度与煤尘云最低着火温度概念上的区别,并对煤矿防尘工作提出了可行建议。     

露天矿井作业环境分析与治理

针对山西忻州神达朝凯煤业有限公司采煤过程中的粉尘现状,分析了矿井粉尘污染源及特点,对工作面粉尘粒径进行测定分析,提出了喷雾联动装置、抑尘剂降尘的方法,有效降低了粉尘浓度。     

煤尘着火温度与其粒径的关系研究

通过测定不同粒径范围下煤尘层和煤尘云的最低着火温度,得到如下结果:煤尘层和煤尘云的最低着火温度随着煤尘粒径的减小而降低;煤尘层的最低着火温度随煤尘层厚度的增大而降低;同一粒径范围内,煤尘层的最低着火温度低于煤尘云的最低着火温度。分析了煤尘层着火温度与煤尘云最低着火温度概念上的区别,对煤矿防尘工作提出有效建议。