矿用抑尘剂对不同粒径煤尘的润湿性能影响

为优化矿用抑尘剂的使用浓度及对不同类型、不同粒径煤尘的润湿性能,对曹家滩、张家峁、凉水井、小纪汗和象山煤矿的不同粒径煤尘进行试验分析。通过表面张力试验及沉降试验,发现该抑尘剂的临界胶束浓度为0.1%,且在该浓度下表面张力为37.06 mN/m,不同煤矿及不同粒径煤尘的沉降时间可控制在4～23 s内,润湿效果较好。通过保湿性试验,发现抑尘剂中添加一定比例的无机盐氯化钙,煤尘被完全润湿后失水率下降。当氯化钙含量占溶质的0.11%时,被润湿的煤尘在室温下静置24 h后含水率为40%,在高湿环境下被润湿煤尘质量逆向减少,3 h后蒸发与吸湿达到平衡,抑尘剂表现出良好的保湿性能,试验结果为现场应用提供了有价值的数据参考。     

化学抑尘剂在喷射混凝土综合降尘中的试验应用

针对目前煤矿井下喷射混凝土综合降尘现状,研究粉尘产生和化学抑尘机理,引入化学抑尘技术。通过对化学抑尘剂的合理组配,在喷射混凝土综合降尘试验应用中,取得了良好的效果。     

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。     

降尘剂对煤吸水性的影响

在实验室对晋城矿务局３＾＃煤层进行了孔隙分布、吸水性及降尘剂作用的测定结果分析，提出了用煤的吸水性来确定是否需要添加降尘剂的方法，以达到提高煤层注水效果的目的。     

微生物发酵法合成生物抑尘剂的试验研究

抑尘剂(降尘剂)是提高水介质防尘降尘效率的重要途径,但目前煤矿应用的抑尘剂普遍为化学抑尘剂,存在表面活性较低、成本较高,降解性差、对环境有污染等问题。为此,提出研制高表面活性、天然环保的新一代抑尘剂——生物抑尘剂。研发了枯草芽孢杆菌发酵合成生物抑尘剂BDS(Biological Dust Suppressant)的工艺,并采用响应面分析法和Design Expert软件分析了菌株高产的最优发酵条件;采用X射线晶体衍射和红外光谱技术探究了BDS的晶体结构和官能团结构;采用表面张力仪测试BDS溶液的表面张力,研究了其在不同温度、酸碱度和盐度条件下的界面性能和环境耐受能力;采用界面流变仪和扫描电镜测试BDS的润湿性能,并与化学抑尘剂AEO(Al-cohol ethoxylate)进行了比较。结果表明:对枯草芽孢杆菌进行活化、优选和培养可得到含有BDS的发酵液,然后采用酸化沉淀、超声萃取和减压蒸发方法对发酵液进行提纯,即可提取出BDS;在温度A=37.56℃、酸碱度B=7.99、摇床转速C=220 r/min、接种量D=2.17%、装液量E=59.89 mL的发酵条件下,BDS产量最大,达2.09 g/L;BDS结构上表现为各向同性,是一种具有长烷链和多肽结构的非晶体活性物质;BDS的临界胶束质量浓度为30 mg/L,较低的使用浓度即可将水的表面张力降至27 mN/m以下,在较大的环境参数变化范围内(温度≤70℃、酸碱度5～9、Na Cl质量分数≤15%),溶液表面张力仍保持在27～30 mN/m;6 mg/L(1/5临界胶束质量浓度)的BDS溶液与煤尘的接触角仅为11.19°,其润湿能力与500 mg/L(临界胶束质量浓度)的AEO溶液相比提高63.5%,表现出优异的润湿性能。研究工作有望为破解传统抑尘剂面临的表面活性和润湿能力较弱、生物降解性和环保性不足等难题提供借鉴。     

防冻型路面抑尘剂配方研制及性能表征

针对露天采场路面负温环境下的扬尘特点及机理,研制出一种防冻型路面抑尘剂。基于单体实验,确定了吸湿剂、凝并剂、表面活性剂等单体及其浓度范围。通过正交实验,以失水率作为评价指标,得到最优抑尘剂配方,并对最优配方的吸湿性、抗风蚀性、毒性及冰点等性能进行测定。结果表明,防冻型路面抑尘剂具有良好的吸湿放湿性、黏结性,能够抵御30m/s的风力侵蚀,在-33.4℃时依然不结冰,且经济成本低廉,为露天矿冬季路面扬尘治理提供了一种良好的技术保障。     

粘结性抑尘剂抑制露天煤场扬尘的工业试验

实验室研制的粘结性抑尘剂溶液喷洒在散体物料表面后,能使表面散体物料粘结形成具有一定强度的硬壳,具有防尘作用。工业试验在武钢焦作矿原煤场进行。煤堆喷洒抑尘剂后第2天,结成1层连续完整硬壳,壳体经历了4场雨、2场雪的冲刷及多次冻融后,仍完整无裂隙。第56d时对壳体的耐吹风、抗压力及抗剪切力等进行了测定。壳体抗压强度为3992Pa,抗剪切强度为1007．5Pa。当吹风风速达到23m／s时,壳体不破裂,表面扬尘浓度仅为0．597mg／m^3。露天煤场应用该抑尘剂不仅可以减少扬尘、保护环境,而且还可减少煤的流失。     

新型高效抑尘剂的研究与应用

为了有效解决煤矿防尘用水表面张力大、润湿性能差、喷雾降尘率低等问题,基于抑尘剂降尘机理的分析,结合抑尘剂溶液的表面张力、接触角及保水性实验,研发了高效、环保的抑尘剂配方-复配试剂B。研究表明:使用复配试剂B后,溶液的表面张力降低了61.73%,初始接触角减小了53.66%,保水率为不使用抑尘剂时的3倍。通过在某矿现场应用结果表明:添加抑尘剂后,降尘率达80%以上,与清水喷雾相比,降尘率平均提高20%以上,且该抑尘剂对呼吸性粉尘的降尘效果更为明显。     

抑尘剂技术研究现状及发展趋势

煤尘对人体健康和环境都有着巨大的危害,而抑尘剂在抑制煤尘方面贡献突出。介绍了当前抑制煤尘的主要手段、方法及各自的优缺点,搜集整理了最近几年国内外在抑尘剂新开发配方与应用研究领域的亮点研究,总结出国内外抑尘剂研究的一些新特点,并提出了国内在抑尘剂研究中存在的一些问题与建议。     

属矿库干滩防尘抑尘剂的试验研究

针对矿山尾矿库干滩在旱季、风季将产生区域性粉尘污染问题，对马钢姑山铁矿尾矿库的尾矿进行实验室和现场工业试验，研究结果表明，GL－1型抑尘剂的耐候性强、防尘效果好、施工工艺简单、综合费用合理，能满足各矿山尾矿库干滩的防尘和抑尘要求。     

复配润湿剂对改善煤尘润湿效果的研究

针对煤矿喷雾降尘技术降尘效率低、粉尘不易被润湿的问题,选取表面活性剂复配成润湿剂加入水中,以改善煤尘润湿效果,从而提高降尘效率。通过煤尘沉降实验,对7种不同类型的表面活性剂进行优选,从中选择润湿煤尘效果较好的2种非离子表面活性剂和2种阴离子表面活性剂进行两两复配,得到6种复配润湿剂。将复配润湿剂加入水中再次进行煤尘沉降实验,发现复配润湿剂比润湿剂单体更能有效改善煤尘润湿效果。     

粒度对煤尘表面特性及润湿性的影响

利用比表面积和孔径分析、FTIR光谱、XPS能谱、润湿性实验等手段系统研究了粒度对煤尘的表面特性及润湿性的影响规律,研究表明:随着煤尘粒度的减小,煤尘的表面孔结构和化学结构及元素组成均发生改变,煤尘的润湿性也随着粒度的减小亲水性变弱,疏水性变强。     

表面活性剂提高水润湿煤尘作用机理

通过应用分子热力学和表面物理化学知识,理论分析了水和煤尘的微观作用机理,揭示水润湿煤尘的本质是分子之间的短程和长程相互作用力共同作用的结果。从分子层面阐述了表面活性剂对水和煤尘的表面改性原理,它增加了水和煤尘之间的相互作用,减小了水的表面张力及煤尘与水的界面表面张力,体系自由能降低,从而提高水润湿煤尘的能力。     

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。     

瓦斯爆炸引起沉积煤尘卷扬爆炸的机理研究

运用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法,分析了瓦斯爆炸引起沉积煤尘卷扬爆炸的机理,并分析了煤尘上扬的原因和爆炸后压力的变化规律。     

辛置煤矿煤层注水湿润效果的考察

煤层注水可有效降低采掘工作面煤尘。主要介绍了煤层注水降尘机理、现场试验煤层注水情况并总结分析了煤层注水压力、注水时间对注水效果的影响。根据得出的合理注水压力及注水时间,对辛置煤矿613工作面进行了煤层注水设计并考察了注水降尘效果。     

综采工作面煤层注水系统及粉尘治理效果研究

通过在新桥煤矿2501综采工作面开展煤层注水试验,对煤层注水降尘效率与注水压力和湿润剂浓度之间的关系进行了研究。试验结果表明降尘效率随着注水压力以及湿润剂浓度的增大而增大;注水压力为6 MPa、湿润剂浓度为7‰时的降尘效果最好,降尘效率达到了71.7%,工作面的粉尘污染问题得到了有效的治理。     

煤矿综合防尘技术及降尘效果分析

分析了煤矿产尘源,介绍了先进的综合防尘技术,结合防尘效果,对煤矿综合防尘技术进行了科学评价。     

选煤厂粉尘治理实践

河南神火煤电新龙公司选煤厂存在粉尘量大的问题.在分析粉尘主要来源和粉尘产生位置的基础上,根据不同粉尘的性质差异及粉尘含量的大小,对选煤厂各粉尘产生点的除尘系统进行改造,根据需要选择合适的除尘设备,并给出了合理的安装布置图以及安装的注意事项.结果表明:改造后各个粉尘产生点的生产环境得到大大改善,达到国家关于作业场所空气粉尘含量标准的要求,为职工创造了一个良好的工作环境.     

煤尘含水率对测尘仪测量结果的影响研究

在不同煤尘含水率条件下,对β射线法与摩擦电法测尘仪测量煤尘浓度的结果进行了对比研究,实验结果表明:随着给定煤尘浓度的增大,β射线法与摩擦电法测尘仪测量结果的绝对误差都逐渐增大;在煤尘浓度一定的条件下,随着煤尘含水率的增加,两种测尘仪器的煤尘浓度测量值越偏离给定煤尘浓度值,且煤尘含水率对摩擦电法测尘仪的测量结果影响更大;当煤尘含水率低于3.5%时,摩擦电法测尘仪测量结果偏离给定煤尘浓度值较小,而当煤尘含水率高于3.5%时,β射线法测尘仪测量结果偏离给定煤尘浓度值较小。