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浅谈煤矿矿尘防治工作的现状及对策

陕西煤炭 2011年第5期30卷 26-27,52页

作者：周贵全太原理工大学阳泉学院山西阳泉045000

通过对煤矿矿尘防治工作的现状阐述,分析了煤尘产生的原因及现在煤矿矿尘防治工作中存在的问题,并针对这些存在问题提出了防治的对策及措施。

关键词：煤矿矿尘防治现状对策

粒径分布对石灰岩矿爆破粉尘表面润湿特性的影响

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佳木斯大学学报（自然科学版） 2024年第4期42卷 60-62,82页

作者：袁树杰黄永奇煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001

为探究露天石灰岩矿爆破粉尘的表面润湿特性,以安徽省铜陵石灰石矿山爆破粉尘为研究对象,利用激光粒度分析仪、X射线衍射仪以及扫描电子显微镜分别测量粉尘的粒径分布、矿物成分和表面形貌,分析其对石灰岩爆破粉尘润湿特性的影响。通过... 详细信息

为探究露天石灰岩矿爆破粉尘的表面润湿特性,以安徽省铜陵石灰石矿山爆破粉尘为研究对象,利用激光粒度分析仪、X射线衍射仪以及扫描电子显微镜分别测量粉尘的粒径分布、矿物成分和表面形貌,分析其对石灰岩爆破粉尘润湿特性的影响。通过对比实验数据分析,得出:亲水性粉尘(HD)平均粒径D(4,3)要比疏水性粉尘(HCD)大2.416μm,更易被湿润;两者可被人体吸入粉尘(粒径≤10μm)占比分别为24.34%,28.08%,HCD更有可能导致人们患呼吸性疾病;HD的表面形貌比HCD更光滑平整,相应的具有更好的湿润性能。

关键词：矿尘防治石灰石粉尘润湿性能表面特性

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矿尘的产生机理研究

煤矿安全 2014年第2期45卷 12-14页

作者：王庆国王德明王和堂中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

矿尘的产生不仅破坏煤矿井下工人的作业环境,其引发的尘肺病和煤尘爆炸也严重制约了我国煤矿的安全生产。治理矿尘灾害,要从源头入手。通过分析煤矿井下各种破(煤)岩方法,得出了破(煤)岩过程中矿尘的产生机理,包括机械破岩产尘、爆破破... 详细信息

矿尘的产生不仅破坏煤矿井下工人的作业环境,其引发的尘肺病和煤尘爆炸也严重制约了我国煤矿的安全生产。治理矿尘灾害,要从源头入手。通过分析煤矿井下各种破(煤)岩方法,得出了破(煤)岩过程中矿尘的产生机理,包括机械破岩产尘、爆破破岩产尘、支护产尘、运输产尘和装载产尘等,其中机械破岩是煤矿井下的主要作业方式,也是井下矿尘的主要产生源。

关键词：矿尘尘肺病煤尘爆炸破岩产尘矿尘防治

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综掘工作面煤体破碎产尘规律研究

综掘工作面煤体破碎产尘规律研究

作者：郝学安徽理工大学

学位级别：硕士

随着井下机械化水平的不断提高,综掘面粉尘浓度也在持续增长,过高的粉尘浓度给井下工人的生命健康安全带来极大的威胁。不同矿井掘进面间的破碎产尘特性各不相同,需要有针对性的制定防尘、防护措施,降低防护冗余或防尘效果不佳等现象的... 详细信息

随着井下机械化水平的不断提高,综掘面粉尘浓度也在持续增长,过高的粉尘浓度给井下工人的生命健康安全带来极大的威胁。不同矿井掘进面间的破碎产尘特性各不相同,需要有针对性的制定防尘、防护措施,降低防护冗余或防尘效果不佳等现象的发生。因此研究综掘面煤体破碎产尘特性,对提高矿井安全生产管理,科学制定防尘措施等方面具有重要的意义。本文以掘进机截割部为研究对象,采用理论分析、实验室实验和数值模拟相结合的方法进行研究。首先,对镐形截齿的破煤理论与相似理论进行研究,探究了截齿与煤体间的接触模型,单齿以及截割头的受力状态和载荷计算公式,对相似理论的基本原理进行了介绍,为截割破碎产尘试验台的设计提供理论基础。然后,依据掘进机截割部的实际参数,结合试验平台破煤需求与相似比例系数,确定截割破煤试验平台的设计参数,完成主传动装置、固定装置、推进装置、密闭装置等主要部分的组装后,成功构建出截割破煤试验平台。通过对不同矿井煤样,施加相同的牵引速度和截割转速,研究煤体的理化性质与产尘特性之间的关系。实验室试验研究表明:不同煤样间的产尘浓度与破碎特性间存在较大的差异,与煤体内的物理性质关系密切。煤体内的水分对截割破碎产尘起到抑制作用,含水率越高的煤样,其可呼吸粉尘与PM2.5的累积占比就越低;煤体中固定碳含量越高的煤样,产尘率就越高,可呼吸性粉尘与PM2.5的累积占比越高;挥发分含量与产尘特性间的规律并不明显;坚固性系数越高的煤样,越容易破碎,相应的产尘率也就越低。最后,以离散元理论为基本依据,利用EDEM离散元模拟软件,构建出截割破煤仿真模型,采用控制变量的方法,对不同性质煤样的破碎产尘特性进行研究,数值模拟研究表明:在相同截割参数条件下,对不同煤样进行截割时载荷间存在较大的差异。依据截割比能耗公式可知,在截割体积相同的条件下,截割比能耗受截割阻力影响,产尘量越大的煤体,其截割阻力也就越大。模拟得出各煤样产尘量的大小顺序与试验结论相符。图[46]表[13]参考文献[76]

关键词：煤体破碎产尘浓度可呼吸性粉尘与PM2.5累积粒径离散元模拟矿尘防治

固—液润湿时效性对表面活性剂溶液喷雾降尘的影响研究

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固—液润湿时效性对表面活性剂溶液喷雾降尘的影响研究

作者：申海歌河南理工大学

学位级别：硕士

随着煤炭行业的不断发展,煤炭开采技术机械化程度日渐提高,由此带来的粉尘污染问题也日益严峻。为了解决矿井粉尘污染严重的问题,喷雾除尘技术广泛应用于国内外各煤矿,并且通过在喷雾中添加表面活性剂,可以大大提高喷雾降尘的效率。现... 详细信息

随着煤炭行业的不断发展,煤炭开采技术机械化程度日渐提高,由此带来的粉尘污染问题也日益严峻。为了解决矿井粉尘污染严重的问题,喷雾除尘技术广泛应用于国内外各煤矿,并且通过在喷雾中添加表面活性剂,可以大大提高喷雾降尘的效率。现有的研究多通过测定表面张力、润湿角等溶液的稳态参数来优选表面活性剂及其配比,但往往实验中所用表面活性剂的润湿效率是水的三倍,现场应用中降尘效率却只提高了10%～30%,这是由于实际情况中粉尘颗粒和雾滴在风流场中的运动形式复杂,二者的动态润湿过程往往在极短时间内完成,因此忽略尘-雾润湿时效性这一动态特性,将会导致应用于喷雾降尘领域的表面活性剂优选缺少针对性,降尘效率有限。为此,本文以固-液润湿机理、表面活性剂的降尘机理以及喷雾降尘理论为理论基础,建立了固-液润湿动力学模型,以无烟煤为研究对象,通过开展煤的润湿动力学实验分析不同表面活性剂溶液的润湿时效性,利用Fluent模拟软件研究润湿时效性对尘-雾碰撞润湿及凝并的影响规律,并通过喷雾降尘实验验证模拟结果。取得的主要研究成果如下:(1)基于固-液润湿机理建立了煤的润湿动力学模型,描述了溶液在煤表面扩散过程中接触角随时间的变化规律,提出以润湿因子表征润湿时效性,润湿因子越大,溶液的润湿速率越快,并将其作为表面活性剂优选的条件之一。通过开展煤的润湿动力学实验,发现溶液的润湿因子和表面张力整体呈负相关,并优选出表面张力相似、润湿因子相差较大的9种表面活性剂溶液用于后续的模拟和实验研究。(2)通过模拟不同条件下雾滴和尘粒碰撞的动态过程,得到表面张力相近的溶液,其润湿时效性对尘-雾润湿、凝并效果的影响规律:不同尘-雾颗粒粒径比条件下,溶液的润湿因子越大,雾滴对无烟煤尘粒的润湿效果越好,且雾滴和尘粒的粒径比越小,润湿时效性对润湿效果的影响明显;不同碰撞速度条件下,溶液的润湿因子越大,雾滴的润湿效果越好,且碰撞速度越小,润湿时效性对润湿效果的影响越明显;不同碰撞角度条件下,溶液的润湿因子越大,雾滴的润湿效果越好,且碰撞角度越小,润湿时效性对润湿效果的影响显著。(3)通过模拟两个尘粒同时碰撞雾滴的动态过程,利用液桥力表征两尘粒在雾滴作用下的凝并效果。研究结果表明,溶液表面张力相近时,润湿时效性对尘-雾的凝并效果同样具有影响:溶液的润湿因子越大,颗粒间的凝并效果越好。(4)通过开展凝并、降尘实验验证了模拟结果的正确性。通过表面张力相似、不同润湿因子溶液的凝并实验,发现溶液的润湿因子越大,尘-雾的凝并效果越好;通过表面张力相似、不同润湿因子溶液的喷雾降尘模拟实验,发现表面张力相似的溶液,润湿因子相差较大时,降尘效果存在明显差异,润湿因子越大的溶液,其降尘效果越好。本文研究成果可以丰富和发展表面活性剂与喷雾降尘理论,对提高矿井降尘效率、保障井下作业人员的职业健康具有理论意义和实用价值。该论文有图67幅,表9个,参考文献73篇。

关键词：矿尘防治喷雾降尘表面活性剂润湿时效性润湿动力学

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矿用生物抑尘剂抑制二次扬尘性能研究

矿用生物抑尘剂抑制二次扬尘性能研究

作者：齐佳民中国矿业大学

学位级别：硕士

矿井粉尘是煤矿生产过程中的主要灾害之一,严重威胁着煤矿的安全生产和职工的身体健康。煤矿井下的现阶段的主要除尘方法为水喷雾除尘、表面活性剂抑尘和泡沫抑尘等,但上述方法耗水量较大,对于积尘难以起到较好的抑制作用。基于上述背景... 详细信息

矿井粉尘是煤矿生产过程中的主要灾害之一,严重威胁着煤矿的安全生产和职工的身体健康。煤矿井下的现阶段的主要除尘方法为水喷雾除尘、表面活性剂抑尘和泡沫抑尘等,但上述方法耗水量较大,对于积尘难以起到较好的抑制作用。基于上述背景,本文提出了环境友好的生物抑尘剂术,对抑制二次扬尘具有重要的实际意义与应用价值。以巴氏芽孢杆菌为研究对象研究了巴氏芽孢杆菌的活化与培养以及培养基的选用与配置过程。分析了巴氏芽孢杆菌生长趋势以及巴氏芽孢杆菌在繁殖的过程中脲酶活性的变化。得出了巴氏芽孢杆菌的最适宜的培养时间为24h,细菌的增殖速度和巴氏芽孢杆菌代谢过程中所产生的脲酶呈正相关的结论。对基于巴氏芽孢杆菌所制备的矿用抑尘剂的最佳配比以及抑尘效果进行了研究。可知巴氏芽孢杆菌的最适宜的培养温度为25℃,最适宜的p H值为7-8之间。矿用生物抑尘剂中粘结液尿素的浓度对脲酶活性有较大影响,当尿素浓度为0.6mol/L时,脲酶活性最强,单位脲酶活性为7.436 mmol/L/min。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)过程中矿化产物的产率受到粘结液浓度和钙源类型的影响,当粘结液浓度为0.6mol/L,且选用的钙源为Ca Cl时,即Ca Cl和尿素的浓度均为0.6 mol/L时,MICP过程的矿化产物的产率最高,达到88.7%。通过表面张力法反映矿用生物抑尘剂的捕捉浮尘的效果可知,0.6UC(0.6mol/L的Ca Cl+尿素组成的粘结液)的表面张力为32.595m N/m,菌液的表面张力为32.517m N/m,可以起到很好的捕捉井下浮尘的效果。通过抗风蚀实验分析了生物抑尘剂的浓度对抑制二次扬尘的影响,经一次生物抑尘剂喷洒后的煤样的风蚀率仅为3.44%。研究了煤的性质、生物抑尘剂的添加量对抑制二次扬尘效果的影响。相对于5g的煤尘做抗风蚀实验时,8m L为最适宜的矿用生物抑尘剂的添加量,此时褐煤、烟煤、无烟煤的风蚀率分别为2.66%、3.22%和4.88%。通过抗风蚀实验可知,煤的煤化程度与风蚀率呈负相关,煤化程度越高,风蚀率越低;煤尘的粒径与风蚀率呈负相关,煤尘的粒径越大,风蚀率越低。通过SEM-EDS实验和XRD实验结果可知,尿素MICP过程所产生的矿化产物大部分在24h左右转变为热稳定性极强的方解石以及极少部分转变为热稳定性相对方解石较弱的球霰石。该论文有图57幅,表6个,参考文献127篇。

关键词：矿尘防治微生物抑尘剂尿素抑尘效率

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表面活性剂复配对焦煤润湿性的影响研究

表面活性剂复配对焦煤润湿性的影响研究

作者：翁安琦安徽理工大学

学位级别：硕士

粉尘是煤矿开采过程中的重大安全隐患,矿井粉尘爆炸会造成人员伤亡和企业经济损失。因此降低矿井生产过程中的粉尘浓度,是我国煤矿目前需要解决的主要问题之一。目前,水喷雾降尘是煤矿井下使用最多的喷雾降尘技术,但其降尘效果不佳,特... 详细信息

粉尘是煤矿开采过程中的重大安全隐患,矿井粉尘爆炸会造成人员伤亡和企业经济损失。因此降低矿井生产过程中的粉尘浓度,是我国煤矿目前需要解决的主要问题之一。目前,水喷雾降尘是煤矿井下使用最多的喷雾降尘技术,但其降尘效果不佳,特别是对于疏水性强、粉尘粒径小的呼吸性粉尘。本文采用理论分析、实验研究和数据分析的方法研究表面活性剂对焦煤润湿性的影响,为提高矿井粉尘防治效果提供支持。本文选用阴离子、阳离子、两性离子和非离子4种类型共计12种表面活性剂,针对焦煤样品,进行表面张力、接触角和反渗实验。实验结果表明,添加表面活性剂的水溶液可以大幅度提高溶液的润湿性,加入表面活性剂后表面张力和接触角都有所减小,浓度达到一定值后趋于稳定,并且大部分单体活性剂的临界胶束浓度为0.05%左右。根据实验结果优选出阴离子H95、阴离子AOS、阳离子1227、两性离子CAB-35、两性离子CHSB、非离子CDEA六种润湿性好的表面活性剂。为进一步提高表面活性剂溶液的润湿性,将上述优选出的表面活性剂进行复配润湿性实验,结果显示大部分复配溶液的润湿效果优于单体活性剂,阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配溶液润湿效果较好。其中阴离子H95+阴离子AOS、阴离子H95+非离子CDEA和阴离子AOS+非离子CDEA三种复配体系产生很好的加和增效的作用,其中阴离子H95+非离子CDEA的复配溶液润湿效果最好,但阳离子表面活性剂与其他离子表面活性剂复配未产生好的润湿效果。实验选用NaCl、Na2SO4、MgCl2三种无机盐作为增效剂,在0.05%H95和0.05%CDEA的复配溶液中分别添加0.1%NaCl、0.1%Na2SO4、0.1%MgCl2进行反渗实验,结果显示添加0.1%NaCl无机盐的润湿性优于其他两种无机盐（各原料比例为其在溶液中的质量浓度）。通过自主搭建的喷雾降尘实验系统,研究阴离子H95+非离子CDEA+0.1%NaCl、阴离子H95单体、非离子CDEA单体和纯水四种体系的喷雾降尘效果。结果显示,在实验条件下H95+CDEA+0.1%NaCl复配溶液降尘率为77.69%,比H95单体溶液降尘率提高了 22.65%,比CDEA单体溶液降尘率提高了 25.07%。润湿剂复配体系0.05%H95+0.05%CDEA+0.1%NaCl对焦煤湿润效果最好。图[41]表[16]参[100]

关键词：矿尘防治煤尘防治喷雾降尘表面活性剂