煤尘润湿作用及其表征的研究

煤尘产生于煤炭开采、堆存、运输以及加工利用等环节，是煤炭生产和加工场所的主要大气污染物。其粒径通常以μm计，特别是可吸入煤尘，可以长时间悬浮于大气中不沉降,从而恶化空气质量，甚至引起尘肺疾病，严重危害矿工的身体健康。高浓度悬浮粉尘还是煤矿安全生产的重大隐患，威胁矿井和破碎车间的生产与安全。所以，十分有必要开展煤尘抑制技术的研究。其前提是进行煤尘润湿性的快速测定和表征，进而使用合适的抑尘剂降尘。在以前工作的基础上，本项目提出了利用润湿试验池，配合高速激光扫描仪，检测单位时间内浸没的煤尘数目，以及絮团尺寸，以此来表征煤尘的润湿性。同时，筛选和使用能够有效改善煤尘润湿作用的表面活性剂，促进煤尘润湿。本项目的研究意义重大，应用前景良好。顺利实施本项目，有可能找到一条快速测定和表征煤尘润湿性的方法，并为开发高效抑尘剂提供指导。

煤尘是煤炭生产和加工过程的重要大气污染物，产生于煤炭开采、堆存、运输以及加工利用。其粒径通常以μm计，可以长时间悬浮于大气中不沉降，恶化空气质量，引起尘肺疾病，严重危害矿工的身体健康。尤其是井下工作面的高浓度悬浮粉尘，还是煤矿安全生产的重大隐患，威胁矿井的生产与安全。经过广泛调研，在目前所用的矿井除尘技术中，喷雾降尘是一种普遍采用的降尘技术。但是限于煤尘本身的疏水性质，喷水雾降尘只能起到碰撞、拦截等作用，只能对哪些粒度较大的粉尘颗粒起到降尘效果。为了有效进行煤尘抑制，有必要深入研究煤尘的润湿性质，寻找可以改善煤尘润湿性的化学药剂，以进行井下工作面粉尘的高效抑制。. 本项目在进行潞安集团常村煤矿、陕煤黄陵矿业公司一号煤矿、铜川市照金矿业公司、西山煤电公司官地煤矿、山西煤运上社煤矿、同煤集团阳方口矿业公司石湖煤矿、华亭集团陈家沟煤矿工作面起尘和扬尘状况调查的基础上，取样进行了煤尘的工业分析、元素分析、灰成分分析、表面官能团分析和粒度分析；通过对比分析，选择毛细管渗透法进行了煤尘的润湿性测定，测得了煤尘的吸湿量进行润湿性表征。进而选择十二烷基酸盐系列、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚系列表面活性剂和硫酸盐、卤化物、硅酸盐等无机添加剂，以及醇类等有机添加剂，进行了表面活性剂和添加剂对煤尘润湿性促进作用的研究，找出了能够显著改善煤尘润湿性的表面活性剂和添加剂，通过合理配伍制成了LDC系列抑尘剂；进而结合井下工作面喷雾降尘运行状况，开发了适合工作面喷雾降尘用的LDJY型抑尘剂添加系统。进一步进行了实验室喷雾降尘模拟试验，得出了优化喷雾降尘条件和参数。同时，根据试验结果，进行了抑尘剂配方的部分优化。基于抑尘剂和抑尘剂添加系统的开发，形成了井下工作面化学团聚降尘技术。. 在如上研究工作的基础上，分别在常村煤矿N3-8、黄陵一号煤矿308、铜川市照金矿业公司119、西山煤电官地煤矿22606、山西煤运公司上社煤矿15103、大同集团阳方口矿业公司石湖煤矿51015综采工作面进行了工作面添加LDC系列抑尘剂高效降尘示范试验。在抑尘剂添加量0.1‰～0.8‰情况下，与喷水雾降尘试验结果比较，添加抑尘剂降尘全尘降尘效率提高60～90%，呼吸性粉尘降尘效率提高65～96%，喷雾降尘节水率15%以上。可见，LDC系列抑尘剂对工作面粉尘尤其是呼吸性粉尘，具有良好的抑制效果。