露天矿山运输路面泡沫抑尘剂的配方优选及性能试验研究

为有效解决露天矿山运输路面的大量扬尘,针对现有抑尘剂存在的降解性差、成本较高、保水率差、除尘效率过低等问题,在对某露天矿山的扬尘进行表征分析的基础上,采用绿色表面活性剂烷基糖苷0.1%APG作为主剂、0.6%K12作为起泡剂、0.4%PAM作为稳泡剂、0.3%LAS作为润湿剂,通过测定泡沫的表面张力、泡沫体积、粉尘接触角、粉尘浸润深度确定各试剂的最佳质量分数,初步确定6个泡沫抑尘剂配方,选择保水率、抗风蚀性、抑尘效率作为性能指标,结果表明：配方为m(0.6%K12)∶m(0.1%APG)∶m(0.4%PAM)∶m(0.3%LAS)=1.05∶1∶0.6∶0.1的保水性、抗压强度、抗风蚀性均优于其他配方,全尘与呼吸性粉尘的抑尘效率分别高达87.11%,75.26%,经pH测试,符合绿色环保的要求。     

矿山溜井口粉尘分布特征及治理技术研究*

为解决矿山溜井卸矿过程中粉尘浓度高、现有粉尘治理效果不佳的难题,以某金属矿溜井为研究对象,采用现场实测、理论分析等手段,分析溜井卸矿时粉尘的产生机理、粉尘浓度及粒径分布特征。基于溜井口产尘现状,研发新型复合除尘净化系统,并在该矿山溜井口开展现场试验研究。结果表明:该系统运行后对溜井粉尘除尘效果显著,进化后气流的粉尘浓度控制在2 mg/m3以内,可作为井下通风系统的进风风流,有效地提高了矿井通风系统风流利用率,在矿山生产系统具有广泛的应用前景。     

基于响应面法的抑尘剂组分配比优选模型

为解决抑尘剂多功能组分优选过程中存在的非线性问题,提出基于响应面法(RSM)的抑尘剂配比优化模型,在分析影响因素与响应值、各影响因素之间的交互作用特征的基础上,通过分析响应面的变化特征获得抑尘剂的最优配比。采用星点设计法,以润湿、保湿、黏结组分的体积分数为自变量,以粉尘沉降时间、失水率和风蚀率为因变量,在室内试验数据的基础上,开展多元线性方程拟合和方差分析,获得最优配比的预测结果,并进行试验验证。研究结果表明：星点设计—RSM模型的预测值与试验值偏差小于6.0%,优选组相比对照组(水)而言,粉尘沉降时间缩短23倍,失水率和风蚀率分别降低3.00%和2.64%,说明优选组具有优良的润湿、保湿和黏结性能,证明所构建的优化模型对抑尘剂多组分非线性优化问题具有良好的预测性能。     

超声雾化抑尘技术

这种除尘方法的特点是在局部密闭的产尘点中,安装利用压缩空气驱动的超声波雾化器,激发高度密集的亚微米级雾(d<20μm),雾迅速捕集凝聚微细粉尘,使粉尘特别是呼吸性粉尘很快沉降在产尘点,实现就地抑尘。由于其捕尘机理与普通喷雾捕尘完     

火力发电厂输煤系统抑尘和除尘措施探讨

火力发电厂输煤系统容易产生大量粉尘,粉尘污染不仅破坏工作环境、影响工人身体健康,还会带来安全隐患,影响全厂文明生产。针对输煤系统的粉尘问题,分析了输煤系统卸煤设施、转运站和碎煤机室内扬尘的原因,介绍了火电厂常规的抑尘和除尘方法,提出了对现有抑制和除尘方案的改进措施。结合工程实例,对优化措施进行分析,为以后的工程项目提供参考。     

超声干雾抑尘机理及其技术参数优化研究

为改善超声波雾化效果,提高超声干雾的除尘效率,根据空气动力学、"云"物理学和斯蒂芬流输运原理,研究超声干雾抑尘机理。采用自行设计的雾流参数测定试验装置,研究压缩空气的压力(气压)、水流量等指标对超声雾化器雾化效果的影响,得出超声雾化器合理的供气压力和供水流量。选取烧结磁铁矿粉尘为呼吸性粉尘样品,在超声雾化器最佳运行条件下对其除尘效率进行测定。研究结果表明:微细水雾有利于呼吸性粉尘的捕集。超声雾化器的最佳运行条件为:气压0.35 MPa,水流量30 L/h。在此运行条件下,其对呼吸性粉尘的平均除尘效率为98.3%,最高可达98.6%。     

复合型水雾抑尘剂作用机理与优选方法研究*

为有效提高水雾综合除尘性能,基于水雾捕尘过程及抑尘作用机理,从复合抑尘剂润湿、吸湿、黏结作用组分出发,讨论不同性质粉尘与抑尘剂各组分间匹配协同关系,进而研究复合型水雾抑尘剂优选方法。结果表明:湿润组分优选疏水端含有碳碳双键、醚基或链间存在氢键的表面活性剂;通过改变疏水基链长、不饱和度和支链数等方法,使湿润组分亲水、亲油性与粉尘相匹配。吸湿组分优选体心立方晶胞结构、溶解度相对较小的无机盐或混合配方无机盐,或者含极性强、能形成氢键的基团且空间结构复杂的有机吸湿剂。黏结组分优选溶液黏度高、交联网状、结构复杂的高分子聚合物。在上述组分优选的基础上,通过抑尘剂复配性能实验合理确定各组分的最优配比。     

国外非煤矿山粉尘危害控制技术的发展趋势

在非煤矿山的生产过程中，如凿岩、爆破、装运、溜井转运、破碎等工序，均可产生大量的粉尘。尤其是小于７μm的呼吸性粉尘，能较长时间悬浮于作业环境空气中。工人长期吸入呼吸性粉尘，能引起尘肺病，严重危害着职工的身体健康，必须采取有效措施加以控制。１干式凿岩捕尘当不能采用湿式凿岩时，必须采用干式捕尘措施，防止凿岩时粉尘的产生。目前，国内外广泛采用的干式捕尘方法是中心式抽尘单机捕尘技术。干式泡沫捕尘法已在一些矿山进行工业性实验，待进一步改进后方可大量推广。该种除尘方法存在的主要缺点，是泡沫的含水量及其使用寿…     

润湿型化学抑尘剂的试验研究

利用润湿型化学抑尘剂除尘作为粉尘治理的手段之一,有很好的应用前景和发展空间.在分析了抑尘剂抑尘机理的基础上,对润湿型化学抑尘剂进行了系统研究,对比研究了多种吸湿材料的吸湿保湿能力和几种表面活性剂的润湿能力,优选了氯化钙、氯化镁和曲拉通X-100作为抑尘剂的基料和辅料,进行抑尘剂配方研究并对抑尘剂配方进行了优化.在现场试验中,喷洒添加了抑尘剂配方溶液的粉尘含水率明显高于只喷洒清水的粉尘含水率且保湿时间长;在公路碾压试验中喷洒了抑尘剂溶液的公路的粉尘抑制期达到4d以上,取得了很好的抑尘效果.     

化学纤维栅湿式过滤除尘的实验研究

化学纤维栅湿式除尘是一种复合机理的新型湿式过滤除尘技术,其过滤风速为2～10m/s,阻力仅为200～500Pa,除尘效率达到99.62％,能很好解决矿山溜井卸矿产生的粉尘,使溜井含尘气流经净化后达到新鲜风流卫生标准。     

掘进工作面可调控双锥形一体化泡沫降尘装置的实验研究

为解决掘进时粉尘浓度高、能见度低的问题,达到改善作业环境并减少对工作人员危害的目的。运用流体力学的涡流和射流原理,研发出可调控双锥形一体化泡沫降尘装置,通过多次模拟实验确定其最佳的技术原理、设计结构及操作方法。凭借系统调节部件设计气-液二相控制面板,实现对气液比的调节与监控。实验表明:通过对阀门的调节,泡沫降尘过程中可以实现气液比的调控,能够产生连续、均匀的泡沫,发泡剂最佳浓度为2.5%,泡沫回收装置能有效的回收积液。全尘、呼尘降尘效率分别达到93.4%和90.2%,起到全面立体控尘的效果。该装置能够对矿井综掘面高效降尘,成泡量与粒径准确控制,实现不同矿井不同粒度尘源的控制。     

综掘工作面除尘技术研究与应用

主要分析了通风除尘、除尘器除尘、喷雾除尘、煤层注水除尘、控尘技术、泡沫除尘的技术特点。新型泡沫抑尘技术在邢台煤矿的现场应用证明了泡沫抑尘技术具有除尘效率高、能改善作业环境等特点,尤其对呼吸性粉尘能有效抑制,具有较好的推广应用前景。     

煤矿综掘面泡沫降尘技术研究与实施

针对煤矿综掘面粉尘治理技术中存在的不足,采用泡沫降尘新技术结合长压短抽式通风方式进行粉尘防治。以霍尔辛赫矿为例,根据井下实际情况,利用GAMB IT和FLUENT建立掘进巷道的几何模型,并对巷道掘进通风过程中粉尘分布规律进行解算,将模拟结果和现场实测数据对比,确定掘进面回风侧的高浓度粉尘分布区。对掘进面煤样进行湿润性试验,确定最佳的发泡剂添加比例。综合以上情况,泡沫降尘技术实施时采用环形前置式喷头布置,发泡剂添加比例定为10‰,并在回风侧距掘进面5 m、距底板2 m处设置风筒,将高浓度粉尘抽出并沉降。现场实测数据显示,泡沫降尘技术降尘效率明显高于喷雾降尘技术。使用泡沫降尘时,在司机侧测得全尘及呼吸性粉尘降尘效率分别达到75.4%和74.7%。     

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。     

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。     

Experimental study on advantages of foam–sol in coal dust control

In China, more than 2.65 million coal mine workers are exposed to coal dust. Every year, new pneumoconiosis cases amount to 25,000, among which 6000 cases die of this disease. The figure is twice the death toll in production safety accidents. Occupational diseases seriously endanger life and health of coal mine workers, and restrict the healthy growth of the coal industry.The paper presented a study of foam–sol-based coal dust control. This was an experimental study of characteristics of foam–sol-based coal dust control, which features dust capture, suppression, and isolation. Comparative wettability experiments were carried out to determine contact angles of water, aqueous foam, and foam–sol solution. A new foam–sol generating system with a conical diffuser outlet was proposed.The experiment results clearly showed that the foam–sol features dust capture, suppression, and isolation. The wettability of the aqueous foam solution was better than the foam–sol solution, but the foam–sol technology had the better ability to capture the airborne dust, suppress the static dust and enclose the dust source, due to the excellent surface viscosity, strong cohesiveness and less volatile property. The paper concluded that the foam–sol could greatly improve the dust control efficiency and did not have main deficiencies that the aqueous foam technology had.     

基于凸形壁面的虚拟冲击式呼吸性粉尘采样器研究*

为研究满足BMRC曲线的呼吸尘采样器,提高呼吸尘采样的准确性,基于虚拟冲击原理,针对隔离主流和弱流通道壁面的形状,提出1种基于虚拟冲击原理的呼吸尘采样器的改进结构,并对不同模型进行模拟仿真实验,利用Ansys Fluent气-固2相流模拟采样器中的流场,对呼吸性粉尘颗粒在流场内的运动轨迹进行跟踪,对仿真得到的呼吸尘分离效能与BMRC曲线的标准进行对比。结果表明:相比采样器原型和主弱流壁面形状为“凹型”,虚拟冲击式呼吸尘采样器主弱流壁面形状为“凸型”时对呼吸尘采样的效果更好,同时分离效能与BMRC曲线的标准差为δ=2.65%,满足偏差小于等于5%的要求。研究结果可为呼吸尘采样器的优化设计提供参考。     

Experimental investigations on the performance of a new design of foaming agent adding device used for dust control in underground coal mines

In order to overcome the drawbacks of foam technology for controlling mine dust, an original design of foaming agent adding device was introduced, and its performance was investigated experimentally under different working flows and outlet pressures, and compared to the conventional jet adding device. The results show that the new design of the foaming agent adding device has a reasonable cavity negative pressure, does not produce cavitations, and has a lower inlet pressure demand with less pressure loss. Furthermore, it can add foaming agent at 0.5%–1.0% and regulate the proportions at this low ratio range continuously and stably, which significantly reduces the cost of controlling dust with foam. In addition, it decreases electric energy consumption and simplifies the foam system with no need for extra boosters. Besides, its effect on suppressing mine dust was investigated in the field via dust sample collections, and the results show that this new device is as effective at dust suppression as the conventional one. Therefore, it is believed that this study laid an important foundation for the widespread application of foam technology for dust control in underground coal mines.