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。     

疏水性煤尘高风速综采工作面湿润剂喷雾降尘试验

针对新景矿7210综采工作面风速高及疏水性煤尘给喷雾降尘所带来的难题,对喷雾中添加湿润剂提高降尘效果的机理进行了理论分析。在实验室对A型、B型及C型湿润剂降低矿井水表面张力及煤尘沉降时间进行了实验研究,优选出降尘效果较好的A型湿润剂。现场应用表明,喷雾中添加0.35%的A型湿润剂后,采煤机司机处平均粉尘浓度由原来的5 242 mg/m3降至376.3 mg/m3,降尘效率达到92.8%,取得了较好的降尘效果。     

基于正交试验的煤尘湿润剂复配研究

采用正交试验的方法对3种常规单体湿润剂A、B、C进行了复配研究,通过煤尘沉降时间、表面张力等表征方式优选出降尘效果最佳的复配剂配比及使用浓度。试验结果表明,试剂A、B、C的最佳复配比例为0.30%∶0.20%∶0.30%,最佳使用浓度为0.20%。当溶液浓度为0.20%时,复配剂的表面张力低至33.20 mN/m,其湿润性能相较3种单体湿润剂分别提升了12.10%、55.40%和52.50%,该种复配湿润剂具有良好湿润性能,可进一步提高煤矿井下防降尘效率。     

复配湿润剂在担水沟煤矿降尘中的应用研究

针对大断面硬质煤层快速掘进中产尘量大降尘困难的现状,根据润湿剂的复配原理,采用多种表面活性剂、中性无机盐、化学添加剂复配产生协同增效作用,复配出5种湿润剂,通过运用毛细管上升法测量不同浓度下润湿剂的表面张力。使用担水沟矿的煤样,采用HARKE-SPCA接触角测定仪测量了纯水和润湿剂A在煤样表面的接触角,经对比分析,确定湿润剂A的最佳复配方法。在担水沟煤矿西翼开拓大巷综掘工作面采用添加湿润剂A的煤层动压注水和高压喷雾综合降尘措施后,司机位置处的降尘效率达到93.6%,距迎头10 m处的降尘效率达到91.9%,距迎头100 m处的降尘效率达到68.1%,综合降尘效果良好。     

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。     

煤矿降尘剂性能和复配优化实验研究

在矿山开采过程中，产生的煤尘不但是重大危险源，还会对人的身体健康产生严重的威胁。文章通过研究SDBS、SAS、CAB-35、吐温-80和CMC,5种表面活性剂的保水性和对煤的润湿性，根据化学降尘的方法，通过将不同的表面活性剂添加到水溶液中来对降尘剂的配方进行研究。结果表明，表面活性剂单体吐温-80的保水性略优于其他试剂，但差异不大；表面活性剂单体SDBS对煤尘的润湿特性较好，在浓度很低的情况下其润湿速度就较为快速；对不同的表面活性剂进行复配，对复配出的新溶液同样进行保水性试验和煤尘润湿性试验，根据实验结果优选出的复配溶液是SDBS+SAS,保水性和煤尘润湿性都有所提升，且降尘速度快，最终得到降尘效果好、环保且经济成本低的高效实用降尘剂配方0.25%SDBS+0.25%SAS.     

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。     

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。     

综掘工作面喷雾降尘化学降尘剂复配优化

针对煤矿疏水性煤尘使用喷雾降尘时降尘效率低的问题,为了更好地提高喷雾降尘效果,经过研究矿山以及煤尘的实际情况初步筛选选取4种化学降尘试剂,分别用它们进行煤尘降尘试验。通过对比试验结果从中选出快速渗透剂T作为本次降尘试剂的主要成分。然后用快速渗透剂T分别与其余3种试剂进行复配优化试验,从中选择出降尘效果最好的组合配制成复配剂并将复配剂应用于综掘工作面现场。通过对比发现使用复配试剂进行喷雾降尘能更有效提高降尘效率。     

突出煤层综掘工作面湿润剂高压喷雾降尘应用

针对突出煤层综掘工作面粉尘浓度高、除尘风机无法使用、粉尘治理困难的问题,以平煤八矿己_(15)-21030风巷综掘面为切入点,开展了突出煤层综掘面湿润剂高压喷雾降尘的应用研究,分析了湿润剂高压喷雾降尘机理,介绍了一种综掘面湿润剂高压喷雾降尘系统及其工作原理,并进行了现场试验。结果表明:该喷雾降尘系统在掘进机司机处的平均降尘效率比低压喷雾和普通高压喷雾分别提高10%~20%。     

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。     

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。     

金凤煤矿泡沫除尘技术研究及应用

针对金凤煤矿12煤煤层厚度较薄,开采时产生大量粉尘的问题,采用泡沫除尘技术降低粉尘浓度。通过对泡沫降尘技术的机理进行分析,并结合该技术在金凤煤矿12煤实际应用情况,得出:采用泡沫除尘技术大大降低了工作面掘进时产生的粉尘,取得了非常好的除尘效果,明显改善了井下的生产作业环境。     

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。     

表面活性剂复配煤尘亲水性实验研究

添加表面活性剂是提高煤尘亲水特性的重要方法,在矿井煤层注水及工作面洒水等降尘工序中有着重要应用。通过采用煤尘亲水性实验、表面张力实验就十二烷基硫酸钠(SDS)、C9脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)及二者的复配试剂对淮南张集矿和汾西双柳矿煤尘进行了研究。实验结果表明:张集矿气煤煤尘的亲水性好于双柳矿焦煤的煤尘;SDS的最佳润湿质量浓度0.5%,且0.5%SDS复配0.1%AEO-9试液湿润能力在单体0.5%SDS溶液的基础上得到了提高。     

综掘工作面封闭式除尘技术的改造与应用

改变了矿井原有的湿式除尘技术,除尘风机通过吸风筒把迎头的粉尘全部吸出,使综掘工作面粉尘浓度大幅度下降,消除了煤矿煤尘隐患,改善了职工现场作业环境。     

综采工作面粉尘分布规律的实验研究

运用气固两相流运动方程,导出模拟综采工作面的相似准则数,设计实验模拟工作面巷道,并在0.25,1,2,3和4 m/s风速条件下测定含水率为0.38％和1.41%的煤尘以及滑石粉的浓度分布情况.根据粉尘浓度的实测数据,分析综采工作面粉尘运动规律.结果表明,尘源的性质和工作面的风速是影响粉尘运动的主要因素;综采工作面的除尘重点应该放在采煤机下风向12.5 m以内;预湿煤壁对降低工作面粉尘浓度有很大作用.     

矿井煤尘的分形特征及对其表面润湿性能的影响

基于光学接触角测量仪研究了不同煤质、不同粒度煤尘对去离子水以及添加羧甲基纤维素钠（CMC）、十二烷基硫酸钠（SDS）等表面活性剂时的润湿接触角,同时基于非线性的分形理论对煤尘粒度、表面孔隙结构等分形特征进行了研究,分析了粒度及表面结构分形维数对颗粒表润湿特性的影响。结果显示,细化煤尘表现为较强的疏水性,0.2%的表面活性剂可显著改善颗粒表面的润湿性能,其中以阴离子表面活性剂（SDS）为佳;煤尘的粒度分布、颗粒表面的孔隙结构均表现出典型的分形特征;随着粒度分形维数的增加,颗粒中位粒径降低,其表面的润湿接触角增加,特别是对于粒径小于10 μm的煤尘较为显著;随着表面孔隙分形维数的增加特别是对于分形维数大于2.5时,表面润湿接触角逐步减小并趋于稳定。