基于正交实验的带式输送机落料降尘装置研究

针对选煤厂带式输送机落料扬尘的问题,通过改造落料口,提出一种带式输送机落料降尘装置,并对其结构参数进行了优化设计。采用数值模拟及四因素五水平正交试验方法研究了粉尘在落料降尘装置中的运移规律,分析了外圆柱直径、排风管直径、内置引风筒插入深度和出风口平均风速对落料扬尘抑制效果的影响;并基于陕西某选煤厂落料扬尘实测粒径分布特征,优化了落料降尘装置的结构尺寸。研究结果表明:实验条件下落料降尘装置的最优结构参数组合为外圆柱直径φ2400 mm,排风管直径与外圆柱直径之比0.4,内置引风筒插入深度600 mm,出风口平均风速为5 m/s。该参数组合下,落料降尘装置的总抑尘率可达73.18%,对PM_(10)的抑尘效率为44.27%,对PM_(2.5)的抑尘效率为43.06%。

综掘工作面半封闭式区域联合控尘技术研究

为有效提高综掘工作面降尘效率,克服单一降尘方式的局限性,建立了综掘工作面仿真模型,结合现场实测结果验证了模拟结果的可靠性,对综掘巷道风流场和粉尘扩散运移规律进行了研究,得到了高浓度粉尘积聚特征及分布范围。研究结果表明:综掘工作面迎头处为主要产尘源,粉尘在向巷道出口扩散过程中浓度逐渐降低;尘粒运移迹线与风速矢量基本一致;受掘进机影响,粉尘流在机身上方形成涡流,大量堆积于司机位置;在掘进机后方形成较大范围的回流沉降区域,易引发二次扬尘,污染巷道回风区域。基于此,提出了区域划分原则,确定迎头、掘进机头、司机位置、皮带上方粉尘回流区及距迎头15 m以外范围为重点除尘区,开发了单区域针对性除尘和多区域联合除尘相结合的半封闭式区域联合控尘技术,设计了由环状喷雾、气幕隔尘装置、除尘风机、散射型雾幕及全断面喷雾构成的综合控尘成套设备。玉华煤矿柴家沟井42221工作面现场应用结果表明,巷道平均降尘率达88%,司机位置全尘、呼尘降尘率均达到86%。

基于TRIZ法的巷道雾化降尘装置设计研究

目前全断面喷雾降尘在煤矿巷道中应用广泛,降尘装置的便捷移动成为了全断面喷雾降尘装置设计时的一个重要课题,基于TRIZ法通过实验室实验和现场试验,对喷雾降尘机理进行研究。结果表明:雾化主要通过气液运动撞击而实现,气体高速运动形成超声共振可以对液体进行二次雾化,实现对微小颗粒的吸附。为了进一步验证该装置的现场实用性,以某矿区煤矿某掘进巷为初步试验点,并开展了掘进巷呼吸性粉尘现场测试,进一步证实了细水雾除呼吸性粉尘的有效性,全尘除尘率76%,呼吸性粉尘除尘率66%。

干雾抑尘装置在原料场环保升级改造中的应用研究

作为钢铁企业粉尘无组织排放主体,原料场粉尘污染已成为钢铁企业环保治理不容忽视的问题。传统的抑尘技术无法满足超低排放要求,寻求新型高效抑尘技术已成为钢铁企业绿色发展的必由之路。结合工程实践,分析了原料场生产作业时的产尘范围,介绍了干雾抑尘装置的原理、系统组成,以及其在翻车机、堆取料机等大型装卸设备及汽车受料槽上的应用,为钢铁企业原料场类似环保升级改造工程提供技术参考。

基于MICP的固化粉尘微生物抑尘剂试验研究

为降低露天煤矿排土场粉尘浓度,减轻和防止粉尘危害。基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化粉尘技术,探究了环境因素(温度、pH)对巴氏芽孢杆菌生长的影响,通过测定CaCO_(3)的产量来评估细菌浓度、胶结液浓度和营养液浓度对固化效果的影响;通过设计正交试验,采用矩阵分析法对巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂配比进行优化,提出1种新型高效、环保矿用微生物抑尘剂。结果表明:巴氏芽孢杆菌的最佳培养条件为30~35℃、pH7.5左右,微生物抑尘剂适用于偏高温、中碱性环境下的露天煤矿;微生物诱导碳酸钙沉淀过程CaCO_(3)的生成量与营养物质浓度和菌液浓度呈正相关关系,CaCO_(3)的生成量随胶结液浓度(尿素、氯化钙)增大呈现先增大后减小的趋势;巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂具有良好的渗透性、抗强风、保水、抗雨淋等综合性能,巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂成分配比优化方案为:巴氏芽孢杆菌菌液OD600值为1,胶结液(尿素、氯化钙混合溶液)取0.5 mol/L,营养物质溶液取2 g/L。

精轧机出口导卫装置上切水板行程提升改造

针对精轧机出口导卫装置上切水板上安装的烟尘抑制装置与上工作辊冷却集水管存在较大干涉问题,采取了改变烟尘抑制装置安装位置及供水管路走向的措施,实施后轧制稳定性得到了提升,实现了降低生产成本的目的。

钻爆法隧道洗尘消热与台车周边作业环境营造

台车周边施工作业人员面临的职业健康危害是钻爆法隧道施工中普遍存在的问题。基于此,提出了洞外压入送风协同洞内起拱点处空气品质营造装置局部空气净化的通风方案,并以广西天巴高速廷社隧道为试验隧道,对两种通风方式下隧道内台车周边的粉尘浓度、空气温度进行了监测和对比,利用FLUENT软件对游离SiO_(2)粉尘浓度场的演化进行了数值模拟。结果表明:在安设空气品质营造装置的条件下通风20 min后,台车处粉尘浓度高、水化热现象均得到了明显的缓解。研究结果对改善钻爆法施工隧道作业环境具有重要的指导意义。

抑尘技术在煤炭物流基地扬尘污染综合治理体系应用研究

河西地区是我国重要产煤区和新疆煤炭进入内地的重要中转站。河西地区的煤炭物流基地数量繁多,且规模大小不一,封闭式煤场与露天煤场并存,装卸方式也大不相同。河西地区特殊的地理条件和煤炭硫磷含量较高,挥发性较强等的特征,使得煤粉扬尘问题严重,对环境和周边居民身体和生活造成了极大的影响,同时造成煤炭资源浪费。本文提出建设河西地区煤炭物流基地扬尘污染防控综合治理体系,包括:设置挡风抑尘网墙,采用复合型抑尘剂和速溶型抑尘剂,对运煤汽车采用自动化抑尘喷洒装置和装卸过程采用高压细小水雾喷洒装置,以实现对煤粉扬尘的控制。本研究亦可为其他具有相似气象及地形的煤炭物流园区提供扬尘治理方案参考。

鼠李糖脂润湿煤尘表面特性研究

本文以鼠李糖脂为例,测试生物表面活性剂在煤尘治理方面的应用。从表面张力、接触角、沉降时间试验着手,分析不同质量浓度下鼠李糖脂溶液的表面性能与润湿性能,确定鼠李糖脂溶液的最佳润湿浓度,并结合傅里叶红外光谱试验分析鼠李糖脂对煤体微观结构特性的影响,最终借助自行搭建的模拟巷道平台测定鼠李糖脂的降尘效率。试验结果表明:生物表面活性剂——鼠李糖脂具备用作煤尘抑尘剂的基本性能。鼠李糖脂的加入不仅降低了清水的表面张力、接触角及沉降时间,且全尘、呼尘降尘效率分别达到了79.11%,74.93%,同比清水提升了41.5%、42.48%,抑尘效果显著。综合成本因素,确定鼠李糖脂溶液的最佳润湿浓度为0.04%,红外光谱分析表明,羟基及含氧官能团含量变化是影响煤体润湿的关键因素。

采煤机喷雾降尘装置的优化分析

针对煤矿井下作业面粉尘浓度大,严重影响作业安全和人员健康的现状,在对现有喷雾降尘装置问题进行分析的基础上提出了对采煤机喷雾降尘装置进行结构优化的方案。通过对采煤机上风侧截割滚筒割煤时粉尘的分布特点,对喷雾降尘引射装置进行了优化。根据在井下的实际应用表明,优化后喷雾降尘装置能够将采煤机控制室处的总粉尘降尘率提升到87.5%,将呼吸性粉尘的降尘率提高到93.1%,极大地改善了井下作业环境。

硬岩地层微型钢管桩抑尘降噪绿色施工技术研究

硬岩地层微型钢管桩施工过程中,通常采用气动潜孔锤作为成孔设备,易产生较大的噪音及扬尘,尤其对于在闹市区施工的地铁作业,不利于安全文明施工,导致投诉、信访等相关负面影响产生。通过在钻机孔口位置加装大功率吸尘器进行钻渣、岩屑及粉尘收集,能有效降低空气中粉尘浓度,实现扬尘控制;采用声屏障材料制作隔音屏,使用新型带消音装置的空压机,从根源及传播途径上双重控制噪音传播,有效减小噪音对环境的污染。通过现场验证及周边调查走访,扬尘及噪音已不是制约现场钢管桩施工的因素,实现微型钢管桩成孔过程的抑尘降噪绿色施工。

掘进机旋转喷雾降尘装置试验研究

粉尘问题是煤矿开采过程中的关键问题之一,高浓度的粉尘容易引发肺部疾病,且容易产生爆炸。因此需要根据掘进机掘进过程设计一款旋转喷雾降尘装置,并对装置的结构、安装位置、关键元件进行分析,使用FLUENT与MATLAB对影响降尘效率的水流压力、喷嘴个数进行探讨,通过单体试验研究降尘装置的喷雾范围、射程等参数,通过工业试验对比研究旋转喷雾降尘装置的降尘效果,为改善掘进机工作面的环境条件奠定理论与试验基础。

煤矿综采面降尘装置的设计及对比应用研究

为降低采煤机周围的粉尘浓度,提高综采面粉尘治理效果,通过分析降尘机理,优化设计一种高速水射流负压降尘除尘装置,现场安装该装置后,在采煤机采煤中,采煤机周围的全尘土、吸尘降尘率在60%~80%间,且对采煤机滚筒处的扬尘有很大的抑制效果,明显降低滚筒前方的粉尘浓度,隔离刮板输送机和采煤机摇臂间的粉尘向人行道扩散,降低综采面粉尘浓度。

新型植筋、锚栓打孔装置的系统设计

以南京地铁9号线地铁车站砌筑植筋、管线综合系统安装为例,介绍了当前地铁车站植筋、锚栓打孔的常见做法及缺点,阐述了新型打孔装置的系统化设计,分析了打孔装置系统的组成,为实现地铁车站砌筑植筋、管线综合系统的便捷安装、绿色施工提供了可参照的方法。

煤矿井下自动喷雾降尘技术现状与展望

目前喷雾降尘是煤矿井下最常用的降尘方式之一,因其成本低、系统简单等特点,被广泛应用于采掘工作面、运输巷、回风巷等不同地点。根据不同场景的功能需求,喷雾降尘主要有尘源跟踪喷雾、液压支架喷雾、巷道喷雾等多种类型的喷雾装置,并且都朝着便捷化智能化的方向发展。目前喷雾装置在现场应用过程中,还存在检测技术受限、安装维护不便、供电通信不稳等不足。

掘进工作面粉尘分布规律数值研究

针对掘进工作面粉尘污染严重的现象,以2304胶运顺槽掘进工作面为研究对象,通过数值模拟以及现场采样分析相结合,使用SolidWorks进行模型的建立,利用Fluent软件对2304胶运顺槽掘进工作面进行工作时粉尘运移的数值模拟,分析工作时粉尘在工作场所的运移变化规律。研究结果表明:由于掘进机属于尘源处,粉尘浓度在掘进机头处最大,高达0.001kg/m^(3),随工作面的距离逐渐降低;巷道后方风流稳定,涡流存在于掘进机前侧以及上方;使用风水联动降尘装置后,相较于原有降尘装置,降尘效果最高提升了55%。

综掘工作面气雾涡旋降尘技术研究及应用

针对综掘工作面空间狭小、产尘量大、二次扬尘污染严重等问题,以玉华煤矿柴家沟井4-2煤层42221综掘工作面为例,实测分析了综掘巷道沿程粉尘分布规律,提出了基于通风和重力降尘理论的综掘工作面气雾涡旋降尘技术。结合气水喷雾降尘和离心力降尘,设计了可并联装配的气雾涡旋发生器,阐述了不同粒径粉尘在气雾涡旋发生器中的运动规律;采用模块化设计思路,设计了由风流捕集、初级过滤、气雾团聚、涡旋分离、重力卸灰及二次气雾6个模块组成的综掘工作面气雾涡旋降尘装置。采用试验测试方法分析了气雾涡旋降尘装置中供水供气压力对降尘效率的影响,并研究了降尘效率与气水比、液气比的关系。结果表明:随着与掘进头处距离的增加,42221综掘巷道生产期间沿程粉尘浓度逐渐减小。全尘降尘效率随着供水压力和供气压力增大而升高;呼尘降尘效率随着供水压力增大而升高,随着供气压力增大先升高后降低;处理风量随着供水和供气压力增大而增大;液气比随着供水压力增大而增大,随着供气压力增大而减小。当供水压力和供气压力为0.4 MPa(即气水比为1)或液气比控制在0.070~0.075时,气雾涡旋降尘装置的综合性能最佳。经现场应用,柴家沟井42221综掘巷道平均降尘率约88%。

矿石堆场抑尘网对不同风速折减效果的数值分析

针对开放性矿石堆场在外力作用下极易造成颗粒扬尘污染的问题,对防风抑尘网在不同来流下的风速折减效果进行研究。应用Fluent提供的RNG k-ε模型对抑尘网后的流场进行数值模拟,结合实测数据建立三维模型,计算不同来流条件下料堆表面速度的分布情况。模拟结果表明:1)气流经过抑尘网孔隙梳理后,在抑尘网后存在明显的旋涡回流区,进而改变料堆表面空气流动结构,有效降低料堆表面速度。2)速度综合折减率为23.52%。不同方向来流的情况下,旋涡回流区覆盖堆场的面积不同。速度综合折减率具有显著差异性,差异幅度为7.69%~50.87%,北西北、北东北来流衰减作用尤为显著。

井工矿采掘工作面粉尘抑制研究

煤矿粉尘是矿井的五大灾害之一,不仅危害职工的身体健康,而且可能引起煤尘爆炸等安全事故,为矿井带来难以估量的损失。随着煤矿机械化程度提高,粉尘问题益发突出,为进一步加强煤矿作业场所职业危害防治工作,改善作业环境,保护职工的身体健康,减少粉尘事故隐患,同时为了实现无尘化-低尘化矿井,研发了一种新型粉尘捕捉剂,同时在矿井综合防尘的基础上,采用物理化学抑尘新技术,强化源头喷雾效果,提高清水的降尘特性。该种新型粉尘捕捉剂在陕西榆林某矿20101工作面现场应用,结果表明新型粉尘捕捉剂对综采工作面抑尘具有良好效果。

露天煤矿冬季道路降尘方式与干式除尘技术的应用

为了解决冬季气温降至-10℃以下露天煤矿的道路降尘问题,分析了冬季道路除尘的洒水降尘、铺冰降尘、制雪降尘、抑尘剂降尘、吸尘车降尘等方法,从经济性、适用条件、影响因素、预期效果等多方面对比分析,探索更加符合预期效果的解决方案。结果表明:干式除尘工业化用途越来越广泛,设备可靠度足以应对复杂工况条件,经济价值突出,可以考虑在露天煤矿使用。