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。     

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.     

无机盐协同下的煤层复合注水材料的性能应用研究

煤矿开采过程中煤尘污染问题是威胁矿山安全的因素之一。煤层注水技术是通过溶液进入煤体裂-孔隙结构,增加煤层含水量,能有效抑制煤尘的产生而在煤矿中广泛应用。基于注水技术对注水材料进行了探究,采用接触角和表面张力测试,优选出最佳无机盐复合溶液(0.4%SDBS溶液和0.3 mol/L NaCl溶液),开展激光粒度分析及0.450～>0.300、0.300～>0.200、0.200～>0.150、0.150～0.125 mm四个粒度级别下的自发渗吸实验,探究不同颗粒的润湿性影响及现场实验验证。结果表明：不同粒径区间的煤尘颗粒具有相似的表面特性和吸附能力;在采煤机作业处、转运过程中、装载过程中的3处采煤工序的全尘降尘率为69.68%、80.71%、79.35%;呼吸性粉尘降尘率为74.45%、73.47%、69.95%。研究成果可为煤层注水降尘提供理论依据。     

煤尘润湿特性的实验研究

煤尘润湿性研究是煤矿降尘的理论基础。为了有效降尘,研究了p H值、消泡剂、水质以及表面活性剂种类和浓度等因素对煤尘润湿性的影响。发现p H和水质对煤尘的润湿性影响不大,消泡剂可在一定程度上改善煤尘的润湿性,表面活性剂TX10和RT对煤尘润湿性最为显著。     

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。     

基于响应面法的无烟煤煤尘降尘剂配方优化

为了改善煤尘表面的润湿效果,添加表面活性剂以提高煤尘表面的润湿性,采用响应面分析法对降尘剂配方进行优化设计。选取非离子表面活性剂烷基糖苷APG(A)、阴离子表面活性剂SDBS(B)和阳离子聚丙烯酰胺PAM(C)作响应变量,以沉降时间t和透过率作为响应值,按照Box-Behnken中心组合实验设计原理,对无烟煤降尘剂进行了优化。结果表明,煤尘润湿性最好时各成分的最佳浓度为:0.15%APG,0.43%SDBS及0.03%CPAM,沉降时间预测值为10.761 9 s,透过率预测值为89.850 5%,可同时达到润湿和团聚的最佳状态。     

润湿剂提高喷雾降尘效果实验研究

利用自行设计制作的喷雾降尘实验装置,研究了SDS、SDBS、OP乳化剂和Tween60等4种表面活性剂对浓度1～10mg/m3煤尘的喷雾降尘效果.结果表明,实验所用4种表面活性剂降尘效果均优于纯水,尤其是OP乳化剂溶液降尘效果更加显著.研究成果可为提高煤矿井下采准巷道喷雾降尘效果提供参考.     

磁化复配表面活性剂与压风细雾喷嘴耦合协同雾化降尘的性能研究

为了提高雾化降尘性能、实现有效防控煤尘危害,基于磁化复配表面活性剂与压风细雾喷嘴耦合协同降尘机理,开展了关于溶液表面张力及雾化效率的实验研究。通过对阴离子和非离子单体活性剂溶液进行测试,发现当溶液质量分数为0.06%时其表面张力趋于稳定;之后进行了阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配优化实验,当阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂FMEE的复配质量比为6∶4时复配溶液的表面张力达到最小值,所需最优溶液质量分数由0.06%降到0.03%;在复配表面活性剂的基础上进行了磁化测试,其最佳磁感应强度为400 mT;将磁化复配表面活性剂与压风细雾喷嘴结合实现耦合协同雾化增效的作用,耦合协同雾化效果高达74.8%,雾化效果比水提高了49.3%。     

不同类型表面活性剂对煤体的润湿性研究

为了提高现场煤层注水效果,针对润湿性较差煤体,提出采用添加表面活性剂的方法以提高煤体润湿性。以贵州百色集团六龙煤矿煤样为例,根据表面活性剂种类选出4种有代表性且廉价易得的表面活性剂,通过测定纯水和添加表面活性剂的溶液的表面张力及其与煤体的接触角,优选出磺化玻拍酸二辛酷钠盐(快速渗透剂T)作为最佳表面活性剂,最佳浓度为0.4%。     

磁性活化水技术雾化性能及降尘效果研究

为了改善喷雾降尘技术对煤尘治理效果,提出磁性活化水降尘技术。以山西晋中市鑫鼎泰煤矿烟煤为例,通过接触角测量实验对单体表面活性剂进行优选及复配,并对复配的表面活性剂和水进行磁化测试,最后使用构建的巷道相似模型进行降尘实验并确定降尘效率。实验结果表明：阴离子表面活性剂SAS-60和非离子表面活性剂AEO-7复配效果最佳;最佳磁感应强度和磁化时间分别为4000Gs和50min。经实验及现场测量,磁性活化水喷雾降尘技术的全尘降尘率高达87%以上,呼尘降尘率均高达79.3%以上,相比纯水喷雾降尘技术,大幅提高了对粉尘的降尘效率。通过上述研究,揭示了磁化水接触角和表面张力展现多极值增减变化规律的机理,并建立了磁化水循环系统,使磁化效果更加稳定,为工作场所实际应用奠定基础。     

复合表面活性剂对疏水煤体协同润湿效应研究

为提高煤层注水减尘效率，选取了2种非离子与2种阴离子表面活性剂，研究了不同质量分数下单体与复合表面活性剂溶液表面张力及其对疏水煤尘润湿特性的变化规律（接触角与自然沉降速率），对比分析了复合表面活性剂溶液对疏水煤体的协同润湿效应，探讨了协同润湿机理，并对其开展了煤层注水现场验证试验。实验结果表明：4种表面活性剂在超过临界胶束浓度后对煤尘的润湿性仍不断增强，非离子表面活性剂TX-100与阴离子表面活性剂DSS之间具有显著协同润湿效应，且该效应随溶液浓度增加呈增强趋势，复合表面活性剂在1%质量浓度时较TX-100、DSS单体表面活性剂协同润湿率分别达60.06%、132.03%，即高浓度复合表面活性剂溶液对疏水煤体具有显著协同润湿效应。利用界面化学理论对该协同润湿机理分析得到：在高浓度复合表面活性剂溶液中，表面活性剂胶束解离速率的大幅提升是其对疏水煤尘具有协同润湿效应的关键原因。为验证该协同润湿效应，在杨柳煤矿1076综掘工作面进行煤层注水现场试验，试验结果发现：利用添加1%质量分数的TX-100:DSS复合表面活性剂溶液进行注水后，综掘巷减尘率达71.04%，较仅添加0.05%TX-100...     

西铭矿综采面粉尘理化特性分析及其防治方法

针对西铭矿综采面风量大、粉尘疏水性强、水喷雾降尘效果差的问题,为高效防治井下粉尘,实验测试分析了粉尘理化特性及其对溶液降尘性能的影响;并研发了降尘用新型活性剂,大幅提升了溶液湿润煤尘的能力。此外,围绕采煤机截煤滚筒这一尘源,基于水力引射器喷雾器,构建了覆盖面较广的喷雾场。经西铭矿48712综采面测试,该新型喷雾降尘技术能大幅改善工作面环境,相对于原有喷雾降尘效率,新型喷雾总粉尘、呼吸尘平均降尘效率分别提高了35.57个百分点、38.87个百分点,达到了77.37%、73.2%。     

基于Dmol3模块的不同表面活性剂对煤尘润湿性的影响

煤尘防治一直是煤矿井下亟需解决的现实难题，以喷雾技术为基础，通过添加抑尘剂实现对煤尘的有效沉降具有较好的应用前景。但制备抑尘剂的过程中，原材料表面活性剂的遴选往往以实验方式进行，存在效率较低、成本较高以及实验条件苛刻等技术难题。随着分子模拟技术已相当成熟并广泛应用于物理、化学、生物等多个领域，成为物质结构分析、过渡态搜索等重要手段，因此利用分子模拟技术，借助量子化学分析中前线轨道能量差作为表面活性剂润湿性的主要判据，以表面活性剂分子的静电势极值大小和氢键数量为辅助手段，对快速渗透剂T、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)的煤尘润湿性进行讨论。通过表面张力、表面活性剂毛细反渗透实验和接触角实验对上述表面活性剂的润湿性进行宏观论证；并在分子层面通过建立煤/水/表面活性剂动力学模型进行分子动力学分析，观察不同表面活性剂体系下各分子间的相互运动趋势，并对模拟结果进行相对浓度、均方位移和径向函数分布分析，在分子层面对不同的表面活性剂的润湿性能进行验证。结果表明：快速渗透剂T的前线轨道能量差与水分子形成的氢键数目为5.077 eV、1 098个，SDBS为4.387 eV、1...     

OP乳化剂影响喷雾降尘效果实验

利用自行设计制作的喷雾降尘实验装置,研究非离子表面活性剂OP乳化剂对喷雾降尘效果的影响.结果表明,对于粒径小于75μm的煤尘,降尘水中添加OP乳化剂,降尘效率比纯水高22.9%,且对不同浓度煤尘的沉降效果影响较大.研究结论可为煤矿井下喷雾降尘工作提供参考.     

表面活性剂对煤尘湿润性能的影响研究

采用沉降法对不同表面活性剂的煤尘湿润能力进行了研究,结果表明在水中添加表面活性剂能明显提高煤尘湿润效率。实验发现,表面活性剂类别、浓度及煤尘本身性质是影响煤尘湿润效率的主要因素。通过对湿润性能较好的表面活性剂进行表面张力测定,其张力值均低于湿润的临界张力值45mN/m。工业性实验表明,添加表面活性剂进行喷雾降尘是一项积极有效的降尘措施。研究结果为开发新型、高效的化学降尘剂提供了技术基础。     

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.     

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%。     

综掘工作面表面活性剂的降尘工艺与应用

为了降低煤矿开采过程中产生的粉尘浓度,针对烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、SAS、BS-12和FC-4四种表面活性剂溶液,利用JK99C型全自动表面张力仪,测定在6中浓度下表面活性剂的表面张力,确定质量浓度0.05%为其CMC。对6种单体两两复配后的溶液试验,优选出降尘配方是质量浓度为0.05%的烷基酚聚氧乙烯醚和SAS混合复配溶液。将此配方应用于山西焦煤霍州煤电集团汾河公司三交河煤矿2-5082巷综掘工作面中,各个工序全部测尘点的平均全尘和平均呼尘降尘率分别提高了25%左右,全尘及呼尘降尘率达到90%左右。     

表面活性剂降尘效果试验研究

为研究表面活性剂沉降机理,减小煤矿喷雾降尘水的表面张力,增强水与煤尘的结合能力,采用对比分析的方法,通过沉降实验研究了5种表面活性剂在不同浓度及复配条件下、添加增效剂Na2Si O3条件下对煤尘的湿润能力。     

新型矿用EMI降尘剂对煤尘的润湿特性研究

随着矿井机械化开采程度的提高,煤尘产生量也随之增大。针对煤矿井下作业环境中的粉尘污染日益严重的问题,通过测定含不同质量分数绿色高效生物降尘剂(EMI)溶液的表面张力,并以不同粒径煤尘与EMI溶液的接触角、煤尘润湿速度、煤尘吸湿量及保水性为指标,研究了不同质量分数的EMI溶液对不同粒径煤尘的润湿效果。实验结果表明：随着溶液中EMI降尘剂的质量分数增大,煤尘的接触角逐渐减小,煤尘完全沉降所需时间逐渐下降,吸湿量逐渐增大,保水性逐渐增强,且失水后煤样的板结性较大。通过分析得出EMI润湿煤尘的作用机理：降低水的表面张力;增加溶液润湿性;减少水分流失;提高溶液的抗蒸发性。