采煤与管道运输H.pdf

第 2期 2 0 0 8年 6月 水力 采 煤 与 管 道 运 输 H YDRAUL I C C0AL MI NI NG ＆ PI PEL I NE TRANSP 0RTATI ON NO ．2 J o n ． 2 0 0 8 化学抑尘剂在喷射混凝土综合降尘中的试验应用 刘 凤 文 开 澡 集 团煤 业 分 公 司 生 产 技 术 部河 北唐 山0 63 0 00 摘 要 针 对 目前 煤 矿 井 下 喷 射 混 凝 土 综 合 降 尘现 状 ， 研 究 粉 尘产 生 和 化 学 抑 尘机 理 ， 引 入化 学 抑 尘技 术 。通 过 对 化 学 抑 尘 剂 的 合 理 组 配 ， 在 喷 射 混 凝 土 综 合 降 尘 试 验 应 用 中 ， 取 得 了 良好 的 效 果 。 关键词 化学抑 尘剂 喷射 混凝土 降尘 中 图分 类 号 TU8 3 4 ． 6 3 9 文献 标 识 码 B 文 章 编 号 1 O O 6 一O 8 9 8 2 0 0 8 O 2 一O O 5 6 一O 2 t 传 统 的 综 合 降 尘 措 施 及 效 果 传统的综 合 降 尘 措施 主要 是 围 绕 喷射 工 艺 和增 没综合降 尘设施 展开 的 ， 即物理 降尘 。如 采 用潮喷技术 ， 在喷射 机旁 配置除 尘风 机和后路加 设水 幕等 ， 这对 于 降低 上料 现 场 、 后路 回风流 中 粉 尘 浓 度起 到 了一 定 的作 用 ， 但 对 喷 射 迎 头 的效 果并不明显 ， 尤其对 小 于 l O m 粒径 的呼 吸性粉 尘效果更 是不佳 ， 使得 作业 环境很 难达 到 国家锚 喷 支 护技 术 标 准 对 粉 尘 浓 度 的 要 求 。 2 化 学 抑 尘 技 术 的 发 展 及 化 学 抑 尘 机 理 2 ． t 化 学抑 尘 技 术 的 发 展 国 外 早 在 2 0世 纪 2 O ～ 4 O年 代 即 将 化 学 抑 尘 技 术 应 用 于 煤 矿 井 下 防 尘 除 尘 ， 我 国 在 2 O世 纪 7 O年代 开 始 研 究 ， 但 主 要 是 一 般 大 气 粉 尘 ， 而 针 对 煤 矿 粉 尘 防 治 开 展 的研 究 及 应 用 较 少 。 2 ． 2 喷 射 } 昆 凝 土 粉 尘 产 生 机 理 采 用 干 喷 或 潮 喷 方 式 喷 射 混 凝 土 时 ， 拌 合 水 主要 在 喷 头 处 与 干 料 混 合 ， 水 、 料 接 触 时 间 短 ， 其 拌合 均匀度差 。未拌合 均匀 的水 、 料混 合物 即被 r 高 压 空 气 送 出 喷 口 ， 产 生 剧 烈 体 积 膨 胀 ， 从 而 把 未 润 湿 的 干 水 泥 粉 和 已 润 湿 的 湿 水 泥 粉 分 别 吹 散 成 干 尘 和 湿 尘 。 湿 尘较 快 沉 降 ， 而 干 尘 则 在 混 凝 土 喷 射 机 旁 和 喷 头 附 近 形 成 尘 雾 。 由 于 界 面 张 力 的 影 响 ， 微 小 的 干 尘 表 面 形 成 空 气 膜 ， 尘 粒 越 小 空 气 膜 越 牢 固 ， 这 种 空 气 膜 阻 碍 了水 分 对 尘 粒 的 润 湿 和 尘 粒 的凝 聚 ， 使 得 在 空 气 中 漂 浮 的微 小 干 尘 既 不 易 凝 聚 ， 也 不 易 与 水 雾 碰 撞 变 成 湿 尘 沉 降 。 2 ． 3 化学 抑 尘 机 理 化 学 抑 尘 方 法 是 根 据 粉 尘 产 生 的 机 理 ， 通 过 提高 干尘 尤 其 是微 小 干 尘 的 润湿 比率 来 提高 降 尘 效 率 的 。 润 湿 是 一 种 流 体 从 固 体 表 面 置 换 3 ． 3 ． 4溜 煤 咀 的安 装 和 加 固 全 部安 装 人 员 转 移 至 溜 煤 井 下 口 ， 将 溜 煤 咀 放 在 托 梁 基 础 上 ， 将 溜 煤 嘴 上 法 兰 与 末 二 节 钢 井 筒下法兰对正全 部螺 栓孔 ， 并 均匀 上紧螺 栓。打 开 上 井 口 盖 溜 煤 井 的 木 板 ， 稍 微 提 起 组 装 钢 井 筒 ， 调 整 托 梁 与 溜 煤 嘴 使 法 兰 与 托 梁 贴 实 ， 将 托 梁与基础用木楔子 背实 ， 将 整个 溜煤井 筒架在 托 梁 基础上 ， 最后 使用铁楔 子代替木楔子 。 3 ． 3 ． 5敷设 线缆 和井壁充 填 安 装 人 员 返 回上 井 口 ，在 井 筒 周 围 按 规 定 预 敷 设好 管线 管 路 。用 4根 l 6 mm 钢丝 绳 将井 筒 用 沙勾绳卡住在 四周铁棚梁上． 剁 开两 台 l 4 T绞 车与末 2节钢井 筒连 接 的两根钢 丝绳 ， 用散煤 矸 将井壁与钢井筒 间空 隙填满 ， 结束溜 煤筒安装 作 5 6 业 。 4 总 结 通 过 提 前 调 研 大 深 度 溜 煤 井 井 壁 及 井 筒 的 状 况 ， 采 取 合 理 的 溜 煤 井 安 装 施 工 工 艺 流 程 ， 使 得 大 深 度 的 溜 煤 井 安 装 安 全 顺 利 提 前 完 工 。此 安装工艺 流 程对 类 似 条 件 的 溜煤 井 的安装 有 一 定 的借鉴 意义 。 作者 简 介 吕华新 1 9 7 7 一 ， 男， 采煤 工程 师 ， 2 0 0 1年 毕 业 于太原 理 工 大学采 矿 工程专 业 ， 现 任钱 家营 矿业 分公 司掘进 三 区技 术 区长 。 收稿 日期 2 0 0 7 1 1 2 7 维普资讯 2 0 0 8年 6月 刘凤 文 化 学抑 尘 剂在 喷射 混 凝土 综合 降 尘 中的试验 应 用 第 2期 另一种 流体的过程 ， 置换过 程分 为三 种类 型 ， 即 沾 湿 、 浸 润 和 铺 展 ， 如 果 能 够 提 高 尘 粒 向 液 滴 或 湿 尘 粒 表 面 的 靠 近 速 度 和 液 滴 或 湿 尘 粒 粘 住 粉 尘 的效 率 ， 降 低粉 尘 陷入 液 滴凝 并 和 吸尘 的 难 度 ， 液滴捕获尘粒并从 气体 中分 离 出来 的效率 就 会 大 大 提 高 。 因此 ， 如 果 预 先 与 物 料 混 合 或 喷 头 处 加 入 湿 润 剂 抑 尘 剂 ， 就 会 使 水 和 固 一 液 问 界 面 张 力 得 到 有 效 降 低 ， 水 泥 颗 粒 表 面 的 湿 润 角 减 小 ， 粉 尘 的 可 湿 润 性 能 和 拌 合 水 的 湿 润 效 能 显 著 提 高 ， 粉 尘 迅 速 被 湿 润 、 凝 并 而 得 以沉 降 。 3 化 学 抑 尘 剂 的 试 验 应 用 3 ． 1化 学 抑 尘 剂 的组 成 抑 尘 剂 的 化 学 材 料 主 要 是 由 表 面 活 性 剂 和 某 些 无 机 盐 、 卤化 物 组 成 。本 文 抑 尘 剂 主 要 由表 面 活 性 剂 复 配 物 、 Ga C1 或 Ma C1 、 水 按 一 定 比例 组 配 而 成 。抑 尘 剂 的 配 方 如 表 l所 示 。 表l 表 面 活 性 剂 复 配 物 由 润 湿 剂 、 分 散 剂 和 缓 蚀 剂 组 成 。三 种 药 剂 的 配 比 为 1 ． 0 、 0 ． 2 ～ 1 ． 0和 0．02～ 0． 50。 表 面 活 性 剂 复 配 物 的 润 湿 剂 以 壬 基 酚 聚 氧 乙烯 醚 为 主 ； 分 散 剂 为 MS l 、 皂 钙 分 散 剂 ； 缓 蚀 剂 为 尼 凡 丁 AN、 缓 蚀 M2 、 S H一 2酸 化 缓 蚀 剂 、 5 8 l缓 蚀 剂 等 。 3 ． 2 抑尘 剂 水 溶 液 的配 制 和 掺 加 3 ． 2 ． 1 抑 尘 剂 水 溶 液 的 配 制 抑 尘 剂 饱 和 水 溶 液 浓 度 为 l ‰ ～ 2 ‰ 。 3 ． 2 ． 2抑 尘 剂 掺 加 将 陶 粒 土 卸 到 喷 射 作 业 的 专 用 料 场 。 混 合 料 预 拌 前 ， 先 加 水 预 湿 预 湿 水 中 含 有 抑 尘 剂 0 ． 1 ～ 0 ． 2 9 ， 6 ， 使 陶 粒 土 的 含 水 率 约 5 ～ 7 。 喷 射 混 凝 土 作 业 开 始 后 ， 在 喷 浆 机 人 工 上 料 和 喷 头 等处 局部 加 喷 雾 状 抑尘 剂 饱 和 水 溶 液 。 3 ． 3 化 学 抑 尘 剂 应 用 效 果 在开滦某 矿 l 0 0 m巷 道 中， 进 行 了潮式 喷射 混 凝 土 试 验 。前 5 0 m 采 用 除 尘 风 机 、 水 幕 ， 未 加 化 学 抑 尘 剂 ； 后 5 0 m 采 用 除 尘 风 机 、 水 幕 ， 加 入 化 学 抑 尘 剂 。 不 同 部 位 的 粉 尘 浓 度 测 定 数 据 如 表 2。 表 2 添 加与 未添 加化 学 抑 制剂 试验 效 果 比较 mg ／ m 3 ． 4化 学 抑 尘 剂 对 喷 射 混 凝 土 性 能 的 影 响 通 过 对 混 凝 土 坍 落 度 和 强 度 对 比试 验 ， 加 入 适量浓度 的抑尘 剂后 混凝 土 的坍 落度 不 降反生 ， 这 说 明不 会 影 响 混 凝 土 的 流 动 性 能 ， 而 且 对 混 凝 土 的 凝 结 时 间基 本 无 影 响 。 3 ． 5 抑 尘 剂 对 人 员 和 环 境 的 影 响 3． 5 ． 1 人 员 对 人体有一 定刺 激性 ， 无 长期 不利 影 响。表 现在 ① 对 眼 睛 有 刺 激 ， 防 止 其 进 入 眼 睛 。 如 不 慎 进 入 眼 睛 ， 立 即 张 开 眼 睛 用 清 水 冲 洗 至 少 l 5 mi n和 求 助 医生 ② 对 皮 肤 有 轻微 的 刺 激 。 长 期 徒 手 接 触 药 液 ， 皮 肤 会 失 水 而 粗 燥 ， 大 量 清 水 冲洗 可 避 免 。③ 不 可 吞 服 和 吸 人 鼻 内 ， 以 防 损 坏 黏 膜 。 如 不 慎 吞 服 ， 求 助 医 生 。 吸 人 鼻 内 ， 根 据 症状 呼吸新 鲜空气 ， 若症状加 重 ， 求助 医生 。 3 ． 5 ． 2 环 境 除 对 水 生 物 和 水 环 境 有 影 响 外 ， 其 它 无 影 响 。 4 结 论 通 过 对 化 学 抑 尘 剂 抑 尘 机 理 的 分 析 和 煤 矿 井 下 应 用 试 验 表 明 ， 在 煤 矿 井 下 喷 射 混 凝 土 作 业 中采 用 化 学 抑 尘 技 术 是 成 功 的 。抑 尘 剂 使 用 后 ， 作 业 区 、 拌 料 区 、 机 旁 、 喷 头 等 处 粉 尘 显 著 降 低 ， 尤其 对 】 0 m 粒 径 以下 的 呼 吸 性 粉 尘 更 为 有 效 。 测试 结 果 显示 ， 不 仅 粉 尘 浓 度 已 降 剑 l 0 mg ／ m。 以下 ， 而 且 喷 浆 产 生 的 粉 尘 也 基 本 控 制 在 施 工 巷 道 内 以 喷浆 机 为 中 心 的很 小 区 域 ， 具 有 推 广 应 用 价 值 。 由于 化 学 抑 尘 技 术 在 我 国 尤 其 在 煤 矿 井 下 应 用 起 步 晚 ， 抑 尘 剂 的 配 制 及 在 使 用 中 的 浓 度 配 比还 需 进 一 步 研 究 ， 使 之 更 趋 于 科 学 、 合 理 。 作者 简 介 刘风 文 1 9 7 3 一 ， 男， 大 学， 矿 建 工程 师， 开滦 集 团 煤 业 分 公 司生产技 术部综 合业 务员 。 收 稿 日期 2 0 07 1 2 0 3 5 7 维普资讯