除尘泡沫在管路中的雾化临界参数研究

针对泡沫在管道中因雾化而导致发泡倍数降低的现象,通过构建实验系统,以发泡倍数为指标,研究了风压、风流量和发泡液流量对发泡倍数的影响。实验结果表明:在发泡液和风流量一定的条件下,发泡倍数随着风压的增加先增加后降低;发泡液流量和气体压力保持一定时,发泡倍数随着气体流量的增加呈开口向下的抛物线形式,并且随着气体流量的增加,泡沫雾化临界参数会直线提升。     

除尘泡沫在输运管道内破裂与雾化的临界条件研究

以除尘泡沫的基本性质及气液两相流为理论基础,在实验室构建实验系统。利用实验系统对除尘泡沫在输运管道内破裂与雾化的临界条件进行实验研究,主要包括气体流量、气体压力、液体流量对发泡倍数的影响。分析实验结果得出以下结论:液体流量、风压对泡沫生成的影响基本可以忽略;当气体流量小于10 m3/h或者大于140 m3/h时泡沫都会发生破裂与雾化现象。     

泡沫除尘发泡剂的实验研究

泡沫除尘是煤矿井下除尘措施的主要发展方向之一,要提高泡沫除尘效率必须研发更加高效的发泡剂。湿润性和发泡倍数是发泡剂最重要的性能指标。根据要求选定了十二烷基硫酸钠、湿润剂、增泡剂、羟甲基纤维素钠和水作为发泡剂原材料,根据水膜浮选法的测定,5种药剂的质量比例为50∶5∶2∶1∶60时发泡剂的湿润性最强;根据搅拌发泡并测定发泡倍数,发泡剂溶液的质量分数为2.5%时发泡倍数最高,为71倍。     

露天矿潜孔钻机泡沫发生器及其流量特性的实验研究

为了解决露天矿潜孔钻机粉尘浓度严重超标的问题,改善干式捕尘器应用效果差、湿式凿岩用水量大的现状,针对潜孔钻机的产尘特点,设计出一种适用于潜孔钻机的泡沫发生器。通过理论计算及数值分析,确定了泡沫发生器的基本尺寸及发泡参数,掌握了其内部气液流场的分布特点。通过泡沫发生器的流量特性实验可知：液体流量及气体流量越大、发泡网目数越小、发泡剂浓度越高,泡沫流量越大。当液体流量为18 L/min、气体流量为30 m3/h时,使用发泡网1及浓度为1.5%的配方3,泡沫流量达到最大值515 L/min。整体来看,泡沫除尘后采场平均降尘率高达90%以上。     

用于制备泡沫浆体材料的发泡器实验研究

针对设计的一种孔隙式发泡器,运用理论研究与实验相结合的方法,系统地研究了该发泡器的理论与工艺。实验结果表明:不同压缩空气流量下,产生的水基泡沫流量随发泡剂稀释液流量的增加而增加;产生的水基泡沫发泡倍数和稳定时间(半衰期)随发泡剂稀释液流量的增加呈现先增大后减小的关系;最佳发泡剂稀释液流量为0.3~0.5 m3/h,为制备泡沫浆体材料提供了依据。     

矿用除尘发泡剂的实验研究

高性能矿用除尘发泡剂的研究是提高泡沫除尘效率的重点,发泡倍数和湿润性是评价发泡剂性能的重要指标。针对选定的十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、三聚磷酸、纤维素和聚丙烯酰胺等发泡剂原料,根据发泡倍数的测定结果表明,发泡剂中5种药剂的质量比为20∶3∶4∶1∶2时,发泡倍数最高,为125倍;根据水膜浮选法的测定,发泡剂中5种药剂的质量比为30∶4∶2∶1∶3,质量浓度为0.5%时的湿润性最强。     

综掘面新型泡沫除尘装置的研究与应用

针对常规煤矿除尘技术效率不高的问题,分析了煤矿泡沫除尘的优点,研究出新型泡沫除尘装置,对其工作原理做了介绍,并对其结构参数进行了计算和分析:最佳供液量30 L/h,最佳供气压力0.6 MPa,最佳供气量100~110 m3/h,发泡倍数可达100~200倍,稳泡时间30 h左右。现场应用结果表明,新型泡沫除尘装置结构简单,安全可靠,对全尘的除尘效率为92.5%,呼吸性粉尘的除尘效率为87%,可以有效的降低综掘面粉尘浓度。     

泡沫溶胶抑制静态煤尘特性及其应用技术的试验研究

为抑制静态煤尘起尘,分析了水性泡沫及泡沫溶胶液的表面张力及黏度;测定出水性泡沫液与煤尘对应的接触角,利用Zisman 图分析出煤尘浸湿性临界表面张力值;研制出以压缩气体作为惟一动力源的泡沫溶胶生成系统以及构建了泡沫溶胶抑尘试验系统。研究得出,当交联剂和表面活性剂添加质量分数分别为1%和5%时,构成的泡沫溶胶液具有较好的煤尘湿润性,较强的起泡能力和附着力;当压力为0.5 MPa、气体流量为60 m3/h时,吸入泡沫溶胶液的流量为9.81 m3/h,产泡体积为62.01 m3/h,气体利用率为87%,发泡倍数为6.3倍;风速在10.4 m/s以下时,泡沫溶胶能有效抑制煤堆不起尘。     

布尔台煤矿综掘工作面泡沫除尘的FLUENT模拟与试验

在现有矿用泡沫发泡器基础上,充分利用井下压力风、压力水因素,在发泡器入口处加入文丘里管元件结构,对泡沫发泡器的结构特点与相关设计参数予以优化,实现发泡溶液在文丘里管中的高效紊态融合。为确保发泡器射流紊流扩散效果,以及保障发泡器内部溶液的充分扰动,根据巴舍诺夫实验及相关指导手册数据分析,确定了文丘里管喉腔优化直径。为充分验证泡沫发泡器关键结构参数设计,文中以FLUENT建模模拟软件为基础,对其结构参数予以仿真验证,最终得到其发泡器扩散角为100°,扰流距为25 mm时,发泡效果最优。泡沫除尘技术在工作面应用达到了69.11%,相较于喷雾除尘38.71%,提高了将近1.78倍,由此可见泡沫除尘在工业实践效果上明显优于喷雾除尘。     

泡沫除尘技术在综采工作面的应用研究

在采煤机上安装泡沫除尘系统。通过测量截煤时泡沫除尘、喷雾除尘及不采取除尘措施回风流中的全尘和呼吸性粉尘浓度值,来比较不同措施的除尘效果。研究表明发泡量越大,除尘效果越好,抑尘效率越高。     

泡沫降尘技术在枣庄滨湖煤矿的实验研究

降尘泡沫作为一种新兴的除尘工艺,具有优良的润湿性、覆盖性和黏附性,泡沫与粉尘之间存在的各种效应之间相辅相成,强化了泡沫降尘效率;设计的泡沫降尘工艺,利用井下已有的高压水和压缩风流为动力,通过添加器添加发泡剂,经与发泡器产生高性能泡沫,最后经喷头喷洒至掘进面,进行降尘。通过滨湖煤矿掘进面的现场测试,得出了采用泡沫降尘技术,降尘效率高可达80%,降尘后能见度在6m以上,降尘效果非常明显。     

超微磁化泡沫降呼吸性煤尘的试验研究

煤炭资源开采中遭受着多种自然灾害的严重威胁,矿井粉尘尤其是呼吸性粉尘就是其中之一,严重影响安全生产的同时对矿工的生命健康构成极大威胁。基于此,提出了超微磁化泡沫这一全新的除尘理念,并开展了广泛的实验室研究。以不同粒径的超微泡沫为研究对象,通过磁化泡沫与非磁化泡沫的对比,得到随超微磁化泡沫粒径的减小,其对呼吸性煤尘的降尘效率逐渐增大,同时,磁化的引入对超微泡沫降尘效率的提高有显著影响。另外,实验过程中还发现了若干有价值的实验现象,为日后对超微磁化泡沫降尘规律的深入研究及泡沫制备系统的简化提供了新的方向。     

煤粉对泡沫金属抑制爆炸火焰波性能的影响规律

泡沫金属是能够同时抑制瓦斯爆炸冲击波和火焰波传播的新型阻隔爆材料,但在煤粉环境下泡沫金属阻隔瓦斯爆炸的能力却不得而知。为研究煤粉对泡沫金属阻隔瓦斯爆炸火焰波传播的影响规律,在自行设计的直径120 mm的瓦斯传爆测定装置中,对管道中添加不同参数煤粉后泡沫金属衰减火焰速度的性能进行了实验研究。结果表明:添加粒径为60~80目的 5,10,50,100 g煤粉后,爆炸火焰波衰减率分别为92.95%,97.93%,80.95%,92.05%。对于特定参数的泡沫金属,煤粉质量在一定范围内会造成阻隔性能的降低。分析发现煤粉粒径越接近泡沫金属孔径,煤粉越易滞留于阻隔材料,泡沫金属的阻隔效果也越差。100 g 40~60目的煤粉添加后导致泡沫金属的火焰波衰减率降低为68.23%。研究结果显示,管道中的煤粉质量和粒径均可对泡沫金属的阻隔性能产生重要影响。     

综放工作面粉尘浓度空间发布规律的数值模拟及其应用

针对粉尘采样器测尘法不能全面反映工作面作业空间粉尘浓度的缺点,用数值模拟的方法对综放工作面粉尘浓度的三维发布规律进行研究。为此,根据综放工作面气体－粉尘流动的特性,运用颗粒相的动力学理论,推导了颗粒相应力的表达式,实现了求解粉尘浓度空间发布规律的k-ε-Θ-k_p双流体封闭方程组的数学建模。采用基于同位网格的SIMPLE算法,利用Fluent软件对综放工作面粉尘浓度空间发布规律进行了数值模拟。根据模拟结果指导综放液压支架喷雾降尘装置的优化设计,取得了很好的降尘效果。     

带式输送机吸尘罩内上料诱导风流的分析

运输散料的皮带上料时,随上料散体流将一股空气流带入上料口吸尘罩内,会导致除尘系统失效。本文分析诱导风流的特点及对除尘效果的影响,并提出可行的改进措施。     

露天矿潜孔钻泡沫抑尘剂配方及试验研究

为有效降低露天矿潜孔打钻作业产生的大量粉尘,并解决湿式抑尘用水量大的问题,基于泡沫抑尘原理,从发泡性能及湿润性能两个方面来设计复配实验。以泡沫综合指数、表面张力、接触角及反向渗透吸重为指标,优选出最佳泡沫抑尘剂配方为α-烯烃磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱和椰子油单乙醇酰胺,各成分质量分数分别为0.15%,0.20%,0.05%和0.50%。经现场试验,验证该配方的泡沫抑尘效果良好,在下风向5 m工作区域内全尘除尘率平均值为87.8%,呼吸性粉尘除尘率平均值为80.7%,明显优于喷雾降尘及干式除尘效果。     

全岩巷综掘面综合防尘技术及应用

为了解决全岩巷综掘面高浓度粉尘危害问题,提出了构建以降尘泡沫、除尘风机为主,以分级净化水幕、个体防护为辅的综合控(除)尘体系,并在张集矿1123(3)~1124(3)瓦斯底抽巷综掘现场进行应用,结果表明:司机处测得的总粉尘和呼吸性粉尘的降尘率分别为92.5%和96%,配合个体防护及净化水幕,有效地治理了掘进巷道粉尘危害。     

1304工作面瓦斯抽采问题分析及技术优化措施

从抽放钻孔长度、钻孔成孔率、封孔质量以及抽采率等方面,分析了1304 T作面瓦斯抽采存在的主要问题,对原抽采工艺进行优化,采用了“风尘分离+泡沫抑尘”联合钻孔施工工艺,“本煤层交叉斜角钻孔+裂隙带高位钻孔”联合瓦斯抽采施工工艺以及PD新材料封孔工艺。优化后工作面及回风隅角瓦斯浓度控制在0.5%以下。