煤矿湿润剂抑尘影响因素分析

通过室内实验选取了非离子型湿润剂和阴离子湿润剂进行复配,针对不同的变质程度煤样与除尘效率,湿润剂水溶液浓度与湿润时间的关系进行研究。实验表明非离子型湿润剂、阴离子湿润剂水溶液浓度为20%~40%最佳;同一种湿润剂随着煤的变质程度增加,非离子型湿润剂和阴离子湿润剂除尘效果越来越差。     

提高煤矿降尘效率的湿润剂实验研究

为了研制高效煤矿降尘湿润剂,采用煤尘沉降法研究煤尘润湿性能并设计了湿润剂复配优选方案。利用自行搭建的喷雾降尘实验平台测定优选出的复配湿润剂对3种疏水性煤尘的降尘效率。研究表明湿润剂溶液对不同煤样的润湿性不会发生根本性改变;阴离子和非离子型湿润剂的润湿性能优于阳离子和两性离子型湿润剂;合适的湿润剂以一定比例复配可以达到最佳润湿效果。     

湿润剂除尘技术在金属矿的应用

由赣州有色冶金研究所研制的CHJ-1型湿润剂是一种高效除尘剂,以二万分之一的浓度添加在水中能使水的表面张力从72dyn/cm~2降至31dyn/cm~2左右。在下垅钨矿和梅山铁矿进行的凿岩除尘试验表明,用添加湿润剂的水溶液凿岩比清水凿岩,粉尘浓度平均可降低40～60％。在相同条件下的对比试验表明,该湿润剂的各项指标均优于美国Dus tallay湿润剂(表1)。     

综放工作面湿润剂喷雾降尘机理及高效降尘湿润剂的试验

为有效降低煤尘浓度,解决综放工作面煤尘浓度高的问题,基于对添加湿润剂后提高喷雾射流雾化降尘机理的分析,设计了湿润剂溶液的复配实验方案.通过对表面张力、接触角、反向渗透以及煤尘沉降等多方面的系列复配实验,优选出了除尘效果较好的3种湿润剂复配配方.最后,通过现场工业试验,测定了3种润湿煤体性能较好的湿润剂配方的降尘效果,其平均降尘率分别达到了75%,83%和91%,其中配方Ⅲ的降尘效果最为显著.     

泡沫除尘机理与泡沫药剂配方的要求

本文分析了泡沫的产生、泡沫除尘机理和表面活性的结构和性质，认为泡沫药剂配方中一般有起泡剂、湿润剂、稳定剂、增溶剂等助剂（表面活性剂），才能有效地降低粉尘，并通过实验确定了泡沫高度、表面张力和表面活性剂溶液浓度之间的变化关系，为研制泡沫药剂配方提供一定的理论和实验依据。     

掘进工作面干式除尘系统的优化研究及应用

为了实现安全高效绿色生产,在余吾煤矿应用了干式除尘系统,并且对该系统进行了优化研究。分别在掘进机司机处、转载机机尾处以及风机出口处布置3个测点测量粉尘浓度;探究了除尘器抽出式风筒与巷道压入式风筒组合方式以及抽出式与压入式风量比对除尘效果的影响。实验结果表明,当抽出和压入风筒分别距离迎头5 m和15 m,抽出风量与压入风量的比例为1.1时,各测点粉尘浓度最小,总体全尘和呼尘除尘效率分别达到97.8%和93.4%,除尘效果显著。     

活性剂对矿井除尘水雾化效果的影响

为了能使除尘用水的性能满足防治煤尘的要求,通过选取不同浓度的表面活性剂进行水特性的复配研究,得出了水雾化效果、表面张力与不同表面活性剂及复配质量分数之间的关系。其研究结果表明:在复配表面活性剂质量分数为0.04%且阴离子型活性剂A与非离子型活性剂B的质量比为4:2时,对水特性的影响程度达到最大,其适合捕捉呼吸性粉尘的雾滴百分比达到69%左右,经高庄煤矿综放工作面现场应用,除尘效率达到了85%以上,大幅度改善了井下的工作环境。     

综掘工作面高效泡沫降尘装置研制及应用

针对综掘工作面粉尘浓度高、治理困难的现状,提出采用高效泡沫除尘技术。通过对发泡器、添加装置、喷枪等部件进行研究,研制了泡沫降尘装置。通过新桥煤矿2501综掘工作面应用证明,泡沫降尘装置运行稳定,在湿润剂添加比例为2.5%条件下总粉尘降尘效率为94.2%,显著改善了工作面作业环境。     

静电旋风除尘器除尘性能的研究

本文通过制作具体的实验模型对静电旋风除尘器的除尘特性进行了实验研究,重点对影响除尘性能的参数如入口风速、施加电压、粉尘浓度、粉尘比电阻等进行了较系统的实验与分析,掌握了本模型的除尘特性及最佳运行工况,并从理论上进行了分析与探讨。     

泡沫除尘技术在煤巷掘进中的应用

泡沫设备开启前后回风中的全尘质量浓度平均为341.14 mg/m3和89.03 mg/m3,泡沫除尘技术对全尘的除尘效率为73.9%;泡沫设备开启前后回风中呼吸性粉尘质量浓度为117.34 mg/m3和23.10 mg/m3,泡沫除尘技术对呼吸性粉尘的除尘效率为81.3%。泡沫除尘技术除尘效率高,耗水量小,是煤矿井下除尘的主要发展方向之一。     

煤矿井下巷道快速洒水冲尘装置的研制与应用

针对煤矿井下主要采用人工冲洗巷道沉积煤尘且巷道内浮游粉尘定点治理存在局限性的现状,研制了纯机械结构的快速洒水冲尘装置,并基于使用地点的粉尘特性研制了洒水冲尘专用湿润剂。通过现场应用,该快速洒水冲尘装置治理巷道沉积粉尘效果显著,并可充分润湿巷道底板,避免二次扬尘,大大提高了井下洒水冲尘效率。未添加湿润剂时巷道内浮尘的平均降尘效率达到73.1%,添加湿润剂后平均降尘效率达到82.6%。     

煤尘润湿性能测试技术分析

为了研发煤尘润湿剂以有效降低作业场所的煤尘浓度,通过试验对沉降法、毛细管下向渗透法、毛细管上向渗透法和滴液法等煤尘润湿性能测定方法进行比较,探讨了传统煤尘润湿性能测定方法再现性低、可靠性差的原因;设计制作了LM-3型煤尘加压成型器,通过对煤饼滴液来测定煤尘的润湿性。结果表明:利用煤饼滴液法可以提高煤尘润湿性测定结果的再现性和可靠性,便于煤尘润湿剂复配方案的设计,在此基础上开发出了性能优良的Anlong系列润湿剂,使试验的煤尘降尘率达到90%。     

煤尘润湿性影响因素的研究

试验以望峰岗原煤和祁东原煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、减水剂NF和吐温-80,通过接触角实验、红外光谱实验以及表面张力实验,研究了煤尘润湿性的影响因素。研究表明,表面活性剂水溶液对煤尘润湿性的影响与溶液的种类、浓度和表面张力以及煤样表面结构等因素密切相关。     

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。     

矿用复合型生态友好抑尘剂的研发及应用

抑尘剂的使用是改善扬尘问题、优化矿山工作环境、保护工人健康行之有效的方案。复合型生态友好抑尘剂(CPG)依据矿山条件进行针对性研发,由植物胶等天然高分子添加剂以及其他有机材料复配而成,主要包含润湿剂、保湿剂、粘结剂、增稠剂、抑菌剂等功能性组分,其安全环保,易降解,无二次污染问题,符合生态矿山的环保理念。该抑尘剂具备润湿保湿、粘结吸附、固化结壳等功能,在复杂的矿山条件下使用更为高效。其应用于国内某钼矿尾矿库,抑尘效率理想,现场喷播后5天内PM10抑尘效率可达90%以上。     

动态接触角测定法研究润湿剂对煤尘的润湿性能

利用瑞士Krss公司设计生产的DSA100型光学法液滴形态分析系统测定了水和3种不同浓度的润湿剂与煤的动态接触角,根据液体润湿煤尘的机制,建立了液体润湿煤尘的动力学模型,研究了不同浓度的JFC、SDS和快渗T在煤尘上的润湿动力学行为,研究结果表明:3种润湿剂对煤尘均有较好的润湿效果,对煤尘的润湿能力由强到弱的顺序为JFC、快渗T、SDS,0.20%JFC溶液在2 s时完全润湿,0.3%快渗T溶液在6 s时完全润湿,各溶液在煤尘上润湿的动力学数据与所建立模型拟合的相关系数绝大多数在0.98以上,取得了较好的效果。动态接触角法研究液体润湿煤尘的动力学特性具有快速、准确、操作简单的特点,为研究固体(煤尘)运动过程中的润湿作用,如浮选、喷雾降尘系统等提供理论基础。     

煤尘润湿动力学模型的研究

在分析液体润湿煤尘机制的基础上建立了液体润湿煤尘的动力学模型,提出了用于表征液体在煤尘表面润湿能力的润湿因子K,并利用几种不同的表面活性剂对煤尘接触角的动力学数据进行验证.结果表明：拟合的相关系数均大于0.978,该润湿模型用来描述润湿剂在煤尘上的润湿动力学过程具有较好的效果.     

煤尘湿润剂复配性能研究

采用沉降法对煤尘湿润剂的湿润性能进行了研究,单体实验表明湿润剂SRJ-1性能最好,在其质量分数为0.20%时,西曲煤尘和阳泉煤尘完全沉降所需时间仅为24.9 s与29.0 s。以湿润剂SRJ-1、SRJ-3为原料进行复配实验,复配剂的表面张力值在原有基础上进一步降低,在其质量分数低于0.17%条件下,复配剂的湿润性能明显优于单体湿润剂。     

煤尘表面特性及润湿机理的研究

通过煤尘的红外光谱实验、电泳实验和正向渗透实验系统,研究了煤尘的表面化学结构、表面电性和表面润湿性，对煤尘表面润湿机理进行了研究，阐明了非离子表面活性剂溶液对煤尘的润湿效果好于阴离子表面活性剂溶液的机理.研究表明，溶液对煤尘的润湿性能不仅取决于溶液的气-液表面张力，而且取决于溶液与煤尘的固-液界面张力，溶液与煤尘的固-液界面张力的大小，又与煤尘的疏水性、电性、溶液添加剂（如表面活性剂）的结构、性质等密切相关.