液态CO_(2)-水循环作用下煤体的物理改性规律及增润减尘效应

煤层注水是预防煤矿粉尘危害的主动性、治本性措施,也是防治瓦斯突出、冲击地压等灾害的重要手段之一。但我国大量煤层具有高地应力、低孔隙率、低渗透性的特点,传统方法和技术面临水注入难、注水周期长、煤体假性润湿等瓶颈。为此,利用液态CO_(2)具有的低温冷冻、高渗透性、相变自增压、酸化解堵等优异特性,提出液态CO_(2)-水循环作用致裂增润煤体的新思路,研制了液态CO_(2)循环冷浸试验系统,联合低场核磁共振仪研究了液态CO_(2)-水循环作用对煤孔隙结构的影响规律,联用电液伺服压力实验机探究了循环作用对煤体力学特性的改变机理,运用截齿破碎煤岩产尘试验系统研究了循环作用后煤体破碎过程的产尘特性。结果表明:液态CO_(2)-水循环作用使煤体有效孔隙度(φ_(NF))增加,增幅与循环作用次数呈正相关,煤体内部束缚流体变少,自由流体增多,T2截止值(T_(2cutoff))随之降低,结合分形理论发现基于渗流孔隙的分形维数Ds具有明显的分形特征,煤体原生孔隙经历了“扩容”的过程,微裂隙与原始裂隙形成贯通,循环作用增强了有效渗流通道连通性,优化了煤的孔隙网络与渗流条件。随着循环次数的增加,煤的最大应力σ_(c)呈指数衰减至4.93 MPa,应变ε_(c)线性增加至2.29×10^(-2),煤的抗压强度减弱,变形能力增加,循环作用改变了煤基质间联结状态,产生的冻胀力对煤体施加挤压作用加剧了裂隙的扩展,脆性指数B5最大降幅为34.71%,显著减弱了煤体脆性,具有了更好的抗动载荷或冲击能力;煤体对外加能量的存储能力弱化,改变了煤在截割过程中的破坏形式,试验条件下煤体破碎过程全尘产尘率降低了74%,呼吸性粉尘占比下降至2%,大幅减弱了粉尘危害性。

采煤机喷雾降尘系统的设计及改进

为降低工作面粉尘煤尘的浓度,以确保工作面设备的安全运行和作业人员的身心健康,在对喷雾降尘机理研究的基础上,得出了影响喷雾系统雾化效果的因素;基于CFD软件对于初设的喷嘴结构参数进行优化设计,达到喷嘴口直径与内腔孔直径、喷嘴长度的相互匹配,并确定最佳供水压力为4 MPa。

基于Matlab的爆破降尘效果定量化分析软件开发及应用

露天矿山在开采过程中会产生大量的粉尘,且具有扩散快、浓度高、瞬时性等特点,危害现场工作人员的身体健康,对环境带来的污染也是不可忽视的。近年来有学者针对爆破粉尘运动规律及降尘技术开展了较多研究,但由于具体的爆破降尘效果数据检测较为繁琐,且精确度不足,导致目前对于露天矿山爆破降尘作业效果尚未形成一套较为完善的定量化评价体系。对此,根据露天矿山环境特点分析了图像灰度值与粉尘浓度之间的关系,并结合露天矿山爆破粉尘主要集中于爆破后形成的粉尘团中的规律,采用图像分析手段并基于Matlab软件设计开发了一款爆破降尘效果定量化分析软件。该软件可以根据给定的爆破粉尘图像信息计算降尘爆破的降尘效率,展现粉尘浓度的空间分布,并以安徽海螺集团某露天矿山为研究对象进行了现场应用。结果表明:该款软件对降尘效率的计算误差<8%,且操作流程较为便捷,满足实际检测需求。该款软件可以定量化分析爆破降尘效果,为爆破降尘作业效果评估与优化提供了可靠依据。

复配型表面活性剂协同无机盐润湿煤尘性能研究

为有效提高雾化降尘效率,以长焰煤为例,从接触角、表面张力静态试验和粒径测定、喷雾降尘动态试验角度切入,探究不同类型表面活性剂与无机盐的协同关系,进而优选出降尘效果最佳的配比方案。研究结果表明:阴与阴、阴与非、非与非离子复配型表面活性剂与无机盐之间均存在显著协同效应,且通过正交试验可确定协同效果最优的3组配方及其最佳浓度;对比清水,3组配方的平均粒径均有所减小,降尘效率均有大幅提升。综合优选出的最佳配比为质量分数0.08%的仲烷基磺酸钠、0.04%的曲拉通X-100和0.04%的氯化钙复合配制的溶液,该方案的全尘降尘效率为92.55%,比清水提升79.95%;呼尘降尘效率为91.27%,比清水提升82.36%。

带式输送机装载降尘装置设计及试验

为了解决带式输送机装载时的粉尘问题,设计了一种装载降尘装置。根据实际生产需求,结合现有的降尘技术,提出了带式输送机装载降尘装置的总体设计。基于装置的总体设计,对其关键部位雾化喷嘴进行了结构参数初步设计。通过试验确定了雾化喷嘴的准确结构参数,表明优化雾化喷嘴设计参数后的降尘装置结构简单,降尘效果明显,为以后的实际生产提供了理论依据。

输煤皮带机转运点降尘除尘方案研究

针对输煤皮带转运点存在粉尘浓度高,易突发故障等问题,分析了皮带机转运点产尘特点,结合降尘除尘方案的设计要求,设计了皮带机转运点的降尘除尘方案,提出了方案的软硬件设计,并进行了应用测试,测试结果表明,应用该方案后皮带机转运点的粉尘质量浓度控制在了30 mg/m3左右,降尘率高达94%左右,取得了较好的降尘效果,改善了作业环境,更好地保障了皮带机的安全连续稳定运行。

矿井磁化水降尘技术的研究及应用分析

针对综采工作面粉尘存在难防治的问题,基于综采工作面主要粉尘来源,结合主要防尘措施,分析了传统防尘措施现存的不足,研究了磁化水降尘技术,分析了其具体降尘原理,并以山西某矿7105采煤工作面降尘工程为例,进行了应用分析,具体测定了使用磁化水降尘技术前与降尘技术后试验地点的粉尘浓度变化情况,应用结果表明:磁化水能更好的湿润粉尘,降尘效果更好,能很好的防治工作面粉尘,可为综采工作面的降尘提供参考。

煤矿井下喷雾雾化降尘实验及效果分析

为提升对工作面粉尘、煤尘,尤其是呼吸性煤尘的消除效果,通过在实验室构建平台模拟巷道的生产情况,并采用相关仪器、设备构建检测装置对不同喷嘴结构、孔径、供水压力、风速下对应所形成雾滴的雾化特性进行对比;在相同实验平台下对不同喷嘴结构、孔径以及供水压力等参数对应的除尘效果进行对比,从而得出最佳喷雾降尘条件。

辛置矿2-208综采面活性磁化水降尘技术研究

辛置矿2-208综采面粉尘危害较大,以活性磁化水作为降尘介质向采煤机滚筒喷射。对比了矿井原有降尘用水喷雾、添加表面活性剂后的水溶液、磁化水、活性磁化水溶液四种降尘介质的降尘效率,结果显示:矿井原有降尘用水喷雾的降尘效果最差,其次是表面活性剂水溶液和磁化水,活性磁化水的降尘效果最好,在多个测点的降尘率都达到了87%以上。

供热锅炉除尘器的优化设计与降尘效果分析

为有效解决当前供热锅炉烟气净化系统中袋式除尘器内部气流组织不稳定导致滤带损坏且运行阻力大的问题,在对袋式除尘器原理及结构进行概述的基础上,基于CFD软件构建了供热锅炉除尘器的仿真模型,对其气流组织进行摸底,分析其薄弱环节;根据摸底结构对除尘器的结构进行优化设计,通过优化结果最终确定采用在灰斗处安装挡风板的措施。

稀土粉尘对粉煤灰节能制品的绿色效应研究

粉煤灰节能制品是指经常压养护的多孔粉煤灰制品 ,它具有优良的胶凝性、节省资源能源、高效节能、符合可持续发展战略 ;但因其收缩大 ,影响推广应用。当掺入稀土粉尘 (XF) 7%时则产生显著的绿色效应 :不仅抗压强度提高 49%～ 88% ,而且各龄期干缩值减小 ,极限干缩率减小 18%。通过化学分析和扫描电镜形貌观察证明 :增强和减缩机理主要是由于XF的微粉作用、其化学组成与粉煤灰胶结料中的Ca(OH) 2 反应 ,生成不溶于水的C—S—H凝胶、生成强度高且微膨胀的E盐所致。

复合型烟煤抑尘剂应用效果试验分析

为进一步研究0.05 wt%XTG(黄原胶)+0.05wt%SDBS(十二烷基苯磺酸钠)复配烟煤抑尘剂抑尘效果,更好地体现复配抑尘剂性能,通过静态降尘实验与动态降尘实验相结合的方法,采用渗透、喷洒、浸泡、风速影响规律、喷雾雾化特性及动态喷洒等实验对0.05 wt%SDBS+0.05 wt%XTG复配烟煤抑尘剂抑尘效果进行对比研究。静态抑尘实验结果表明复配抑尘剂能够快速渗透煤尘,利用表面活性剂特性提高对煤粉的润湿作用,在SDBS与XTG的相互作用下,改善对煤粉的团聚作用效果,实现对煤尘的润湿团聚作用。动态抑尘实验确定实验风速为距巷道尾部0.7 m处0.5 m/s,复配烟煤抑尘剂在实心广角大流量喷雾形态参数条件下降尘效果最好;对不同试剂降尘效率对比得出,复配抑尘剂相较水,SDBS,XTG单体分别增加了42.85%,40.26%,24.17%,能够有效提高全尘降尘效率,其全尘降尘效率为85.71%。喷洒复配试剂后与未采取措施时巷道全尘粉尘浓度对比,前采样器粉尘浓度下降25.5%,后采样器粉尘浓度下降81.25%,因此,复配试剂可提高对烟煤粉尘的润湿团聚效果,有效抑制煤尘的产生和扩散。

磁性活化水技术雾化性能及降尘效果研究

为了改善喷雾降尘技术对煤尘治理效果,提出磁性活化水降尘技术。以山西晋中市鑫鼎泰煤矿烟煤为例,通过接触角测量实验对单体表面活性剂进行优选及复配,并对复配的表面活性剂和水进行磁化测试,最后使用构建的巷道相似模型进行降尘实验并确定降尘效率。实验结果表明:阴离子表面活性剂SAS-60和非离子表面活性剂AEO-7复配效果最佳;最佳磁感应强度和磁化时间分别为4000Gs和50min。经实验及现场测量,磁性活化水喷雾降尘技术的全尘降尘率高达87%以上,呼尘降尘率均高达79.3%以上,相比纯水喷雾降尘技术,大幅提高了对粉尘的降尘效率。通过上述研究,揭示了磁化水接触角和表面张力展现多极值增减变化规律的机理,并建立了磁化水循环系统,使磁化效果更加稳定,为工作场所实际应用奠定基础。

电弧炉粉尘球团直接还原的热传导模型

对电弧炉炼钢粉尘加上还原剂碳混合制粒成的球团还原过程的热传导行为进行了研究 ,根据实验推导了球团导热模型的结构参数 。

新型封堵工艺在炮采工作面的应用

通过试验研究与理论分析,结合淮南矿区高瓦斯煤矿一急倾斜炮采工作面实际情况,提出了一种新型水袋封堵炮孔工艺。试验结果发现,此种新型封堵工艺能较好地降低煤尘浓度且具有良好的堵塞效果。该封堵工艺的成功实施,有效降低了采煤工作面爆破时的煤尘浓度,提高了炮采工作面生产的安全性。

掘进工作面的注水防尘技术应用

为了解决掘进面突出煤层降尘难的问题,笔者采用现场试验和科学分析相结合的方法,在某煤矿综掘工作面进行了试验研究。首先测定突出煤层煤体的湿润半径,其次在突出煤层中设计了若干深20 m、直径75 mm的注水钻孔,注水压力为3.5~4.5 MPa,持续时间为2 h,然后取芯进行湿润效果检验。研究结果表明,在掘进进尺8.0 m处,注水降尘效果最佳,与注水前相比,注水后呼吸性粉尘有所下降,作业环境明显改善。

晶鑫煤业3218综采工作面粉尘防治技术研究与应用

为有效治理3218工作面回采期间的粉尘,采用理论分析的方式具体进行喷雾洒水系统的机理进行分析,确定工作面采用高压喷雾洒水系统进行防尘,基于工作面具体特征,进行采煤机身喷雾除尘系统、滚筒喷雾除尘系统和液压支架喷雾除尘系统设计,确定喷雾水压为6~7MPa,采煤机身喷嘴间距500mm,喷角35°,采煤机滚筒采用三级水幕,并在每台液压支架上安设喷嘴;在工作面采用喷雾洒水系统前后分别进行粉尘浓度测试,以验证喷雾洒水系统效果。结果表明:3218工作面采用高压喷雾洒水系统后,降尘率达到65.4%,降尘效果显著,优化了工作面回采作业环境。

EBZ系列掘进机外喷雾系统的改进

为增强EBZ系列掘进机外喷雾系统的降尘效果,基于掘进机快速掘进巷道实际应用现状,分析了EBZ系列掘进机在实际应用中存在的问题,针对这些问题提出了一系列改进EBZ系列掘进机外喷雾系统的措施,并对比分析了改造前后EBZ系列掘进机喷嘴结构,经实际应用验证:改进后EBZ系列掘进机外喷雾系统不仅可显著改善工作面作业环境,除尘效果更好,而且有助于延长掘进机其他零部件的使用寿命,节约掘进机使用成本,可为其他型号的掘进机喷雾系统改进提供参考。

尘源跟踪喷雾降尘装置在综采工作面的应用

针对综采工作面采用常规方法降尘效果差的现状,竹园矿引进了一套了ZSCY-127型尘源跟踪喷雾降尘装置,实践表明,该套设备能够实现依据尘源有针对性的降尘,采面各点全尘浓度降低了65.72%-91.67%,呼尘浓度降低了68.96%-93.88%,降尘效果明显,达到了预期降尘目的。

ZPW 12.6Z矿用无线水气两相喷雾降尘装置在阳煤一矿的应用

介绍了ZPW 12.6Z矿用无线水气两相喷雾降尘装置工作原理、主要技术参数,并分析了其在阳煤一矿皮带大巷的应用效果。结果表明:该装置自动化程度高,可无线发射、接受信号,控制喷雾开关动作,能够降低职工频繁开关喷雾阀门的繁琐工序,降尘效率高,取得了较好的应用效果。