礦井粉塵防治新技術(shù)課件

礦井粉塵防治新技術(shù)礦井粉塵防治新技術(shù)1主要內(nèi)容一、礦井粉塵的危害二、泡沫抑塵技術(shù)三、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)四、柔性附壁風(fēng)筒輔助降塵技術(shù)主要內(nèi)容一、礦井粉塵的危害2礦井粉塵危害-塵肺病礦山塵肺病簡(jiǎn)介塵肺病是工人在生產(chǎn)中長(zhǎng)期吸人大量微細(xì)粉塵而引起的以纖維組織增生為主要特征的肺部疾病。它是一種嚴(yán)重的礦工職業(yè)病，一旦患病，目前還很難治愈。因其發(fā)病緩慢，病程較長(zhǎng)，且有一定的潛伏期，不同于瓦斯、煤塵爆炸和冒頂?shù)裙鹿誓敲从|目驚心，因此往往不被人們所重視。而實(shí)際上由塵肺病引發(fā)的礦工致殘和死亡人數(shù)，在國(guó)內(nèi)外都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各類工傷事故的總和。礦井粉塵危害-塵肺病礦山塵肺病簡(jiǎn)介3煤礦塵肺病類型硅肺病(矽肺病)：由于吸人含游離SiO2含量較高的巖塵而引起的塵肺病稱為硅肺?。ɑ颊叨酁殚L(zhǎng)期從事巖巷掘進(jìn)的礦工）；煤硅肺病(煤矽肺)：由于同時(shí)吸人煤塵和含游離SiO2的巖塵所引起的塵肺病稱為煤硅肺病（患者多為巖巷掘進(jìn)和采煤的混合工種礦工）；煤肺病：由于大量吸入煤塵而引起的塵肺病多屬煤肺?。ɑ颊叨酁殚L(zhǎng)期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工）。煤礦塵肺病類型硅肺病(矽肺病)：由于吸人含游離SiO2含量較4煤礦塵肺病我國(guó)煤礦工人工種變動(dòng)較大，長(zhǎng)期固定從事單一工種的很少，因此煤礦塵肺病中以煤硅肺病比重最大，約占80％左右。作業(yè)人員從接觸礦塵開始到肺部出現(xiàn)纖維化病變所經(jīng)歷的時(shí)間稱為發(fā)病工齡。塵肺病中最危險(xiǎn)的是硅肺病，發(fā)病工齡最短(一般10年左右)，煤肺病的發(fā)病工齡一般為20～30年，煤硅肺病介于兩者之間。煤礦塵肺病我國(guó)煤礦工人工種變動(dòng)較大，長(zhǎng)期固定從事單一工種的很5塵肺病的發(fā)生機(jī)理被毛細(xì)血管覆蓋的氣泡群鼻咽喉氣管支氣管細(xì)支氣管塵肺病的發(fā)生機(jī)理被毛細(xì)血管覆蓋的氣泡群鼻咽喉氣管支氣管細(xì)支氣6影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分

能夠引起肺部纖維病變的礦塵，多半含有游離SiO2，其含量越高，發(fā)病工齡越短，病變的發(fā)展程度越快。對(duì)于煤塵，引起煤肺病的主要是它的有機(jī)質(zhì)(即揮發(fā)分)含量。據(jù)試驗(yàn)，煤化作用程度越低，危害越大，因?yàn)槊簤m的危害和肺內(nèi)的積塵量都與煤化作用程度有關(guān)。影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分7影響塵肺病的發(fā)病因素(2)礦塵粒度及分散度

塵肺病變主要是發(fā)生在肺臟的最基本單元即肺泡內(nèi)。礦塵粒度不同，對(duì)人體的危害性也不同。5μm以上的礦塵對(duì)塵肺病的發(fā)生影響不大；5μm以下的礦塵可以進(jìn)入下呼吸道并沉積在肺泡中，最危險(xiǎn)的粒度是2μm左右的礦塵。由此可見，礦塵的粒度越小，分散度越高，對(duì)人體的危害就越大。影響塵肺病的發(fā)病因素(2)礦塵粒度及分散度8影響塵肺病的發(fā)病因素(3)礦塵濃度

塵肺病的發(fā)生和進(jìn)入肺部的礦塵量有直接的關(guān)系，也就是說，塵肺的發(fā)病工齡和作業(yè)場(chǎng)所的礦塵濃度成正比。國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料表明，在高礦塵濃度的場(chǎng)所工作時(shí)，平均5～10年就有可能導(dǎo)致硅肺病，如果礦塵中的游離SiO2含量達(dá)80％～90％，甚至1.5～2年即可發(fā)病。空氣中的礦塵濃度降低到《規(guī)程》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以下，工作幾十年，肺部吸入的礦塵總量仍不足達(dá)到致病的程度。影響塵肺病的發(fā)病因素(3)礦塵濃度9影響塵肺病的發(fā)病因素(4)個(gè)體方面的因素

礦塵引起塵肺病是通過人體而進(jìn)行的，所以人的機(jī)體條件，如年齡、營(yíng)養(yǎng)、健康狀況、生活習(xí)性、衛(wèi)生條件等，對(duì)塵肺的發(fā)生、發(fā)展有一定的影響。塵肺病在目前的技術(shù)水平下盡管很難完全治愈，但它是可以預(yù)防的。只要積極推廣綜合防塵技術(shù)，就可以達(dá)到降低塵肺病的發(fā)病率及死亡率的目的。影響塵肺病的發(fā)病因素(4)個(gè)體方面的因素102002年原國(guó)有重點(diǎn)煤礦有532處礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)，占87.4%。91.35%的小煤礦煤塵具有爆炸危險(xiǎn)，其中高達(dá)57.71%的具有強(qiáng)爆炸性。1960年5月9日，大同老白洞煤礦發(fā)生一次死亡684人的煤塵爆炸事故，影響深遠(yuǎn)；2005年11月27日，黑龍江七臺(tái)河?xùn)|風(fēng)煤礦發(fā)生特大煤塵爆炸事故，造成171人死亡。

礦井粉塵危害-煤塵爆炸2002年原國(guó)有重點(diǎn)煤礦有532處礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)，占87112005年11月27日21時(shí)22分，黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司七臺(tái)河分公司東風(fēng)煤礦發(fā)生特別重大煤塵爆炸事故，造成171人死亡，48人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失4293萬元。

（一）礦井概況東風(fēng)煤礦是原國(guó)有重點(diǎn)煤礦，隸屬于原七臺(tái)河礦務(wù)局。2005年核準(zhǔn)生產(chǎn)能力為50萬噸/年。該礦為高瓦斯礦井，煤塵具有強(qiáng)爆炸性。（二）事故直接原因違規(guī)放炮處理主煤倉(cāng)堵塞，導(dǎo)致煤倉(cāng)給煤機(jī)垮落、煤倉(cāng)內(nèi)的煤炭突然傾出，帶出大量煤塵并造成巷道內(nèi)的積塵飛揚(yáng)達(dá)到爆炸界限，放炮火焰引起煤塵爆炸。2005年11月27日21時(shí)22分，黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)12煤塵爆炸特征（1）易產(chǎn)生連續(xù)爆炸爆炸壓力一次比一次增高，呈跳躍式發(fā)展。煤塵爆炸產(chǎn)生的火焰速度可達(dá)1120m／s，沖擊波的速度可達(dá)2000m／s，爆炸的壓力可達(dá)到1700kPa。在煤礦井下，這種爆炸有時(shí)沿巷道傳播數(shù)千米以外，而且距爆源點(diǎn)越遠(yuǎn)其破壞性越嚴(yán)重。因此，煤塵爆炸具有易產(chǎn)生連續(xù)爆炸、受災(zāi)范圍廣、災(zāi)害程度嚴(yán)重的重要特點(diǎn)。煤塵爆炸特征（1）易產(chǎn)生連續(xù)爆炸13煤塵爆炸特征（2）產(chǎn)生粘塊與皮渣煤塵爆炸時(shí)，對(duì)于結(jié)焦性煤塵(氣煤、肥煤及焦煤的煤塵)會(huì)產(chǎn)生焦炭皮渣與粘塊粘附在支架、巷道壁或煤壁等上面。根據(jù)這些爆炸產(chǎn)物，可以判斷發(fā)生的爆炸事故是屬于瓦斯爆炸或煤塵爆炸。同時(shí)還可以根據(jù)煤塵爆炸產(chǎn)生的皮渣與粘塊粘附在支柱上的位置直觀判斷煤塵爆炸的強(qiáng)度。但是只有氣煤、肥煤、焦煤等粘結(jié)性煤塵爆炸時(shí)，才能產(chǎn)生“粘焦”。煤塵爆炸特征（2）產(chǎn)生粘塊與皮渣14煤塵爆炸特征（3）產(chǎn)生大量有毒有害氣體煤塵爆炸時(shí)，要產(chǎn)生比沼氣爆炸生成量多的有毒有害氣其生成量與煤質(zhì)和爆炸的強(qiáng)度等有關(guān)。一次煤塵爆炸后氣體成分組成的成分其中CO~CO2的濃度較大，O2濃度很小，（4）揮發(fā)分含量減少煤塵爆炸時(shí)，它的揮發(fā)分含量將減少，對(duì)于不結(jié)焦煤塵(即爆炸時(shí)不產(chǎn)生焦炭皮渣與粘塊的煤塵)，可利用這一特點(diǎn)來判斷井下的爆炸事故中煤塵是否參與了爆炸。煤塵爆炸特征（3）產(chǎn)生大量有毒有害氣體15

煤層注水

一般可降低粉塵濃度60%～90%左右，施工難度大，操作程序復(fù)雜，國(guó)內(nèi)很少使用。

噴霧降塵

國(guó)內(nèi)廣泛使用，屬傳統(tǒng)降塵方式，除塵效果差。

除塵器除塵

除塵效果好，體積龐大，移動(dòng)不方便，工作勞動(dòng)強(qiáng)度高。國(guó)內(nèi)粉塵治理技術(shù)現(xiàn)狀煤層注水國(guó)內(nèi)粉塵治理技術(shù)現(xiàn)狀16

截留機(jī)理認(rèn)為,粒子有大小而無質(zhì)量或粒徑小于5μm時(shí)，不同大小的粒子都跟著氣體的流線而流動(dòng)。如圖所示，當(dāng)流動(dòng)的氣體對(duì)著泡沫流動(dòng)時(shí)，氣流將在泡沫的上游折轉(zhuǎn)而繞泡沫流過。如果在某一流線上的粒子中心正好使dp/2能接觸到泡沫，則該粒子被截留。截留效應(yīng)慣性碰撞效應(yīng)

在慣性碰撞中，粒子沿流線運(yùn)動(dòng)繞流時(shí),由于慣性作用而偏離流線,與泡沫相撞而被捕集,如圖中虛線所示。一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫降塵原理截留機(jī)理認(rèn)為,粒子有大小而無質(zhì)量或粒徑小于5μ17黏附效應(yīng)

泡沫外表面具有黏附粉塵的功能,其捕塵機(jī)理如圖所示。當(dāng)具有一定速度的泡沫向粉塵運(yùn)動(dòng),粉塵經(jīng)過碰撞、截留和擴(kuò)散等一系列作用后到達(dá)泡沫表面,被泡沫所黏附。擴(kuò)散效應(yīng)

微細(xì)塵粒(dp<1μm),在氣流中受到熱運(yùn)動(dòng)的氣體分子撞擊后,并不均衡地跟隨流線,而是在氣體中作布朗運(yùn)動(dòng)。由于這種不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),在緊靠泡沫附近,微細(xì)塵?？赡芘c泡沫相碰撞而被捕集,稱為擴(kuò)散效應(yīng)。隨著粉塵顆粒減小,流速減慢,溫度增加,塵粒的熱運(yùn)動(dòng)加速,從而與泡沫的碰撞概率也就增加,擴(kuò)散效應(yīng)增強(qiáng)。一、泡沫抑塵技術(shù)黏附效應(yīng)泡沫外表面具有黏附粉塵的功能,其捕塵18

泡沫抑塵發(fā)生器利用礦井掘進(jìn)工作面的高壓風(fēng)管及水管（或者利用掘進(jìn)機(jī)的冷去水），在設(shè)備內(nèi)部將發(fā)泡劑與水定量混合后，加入一定量的壓風(fēng)，通過發(fā)泡裝置產(chǎn)生大體積高倍數(shù)氣、液兩相泡沫，經(jīng)噴頭噴出后形成實(shí)心錐體泡沫流來覆蓋掘進(jìn)機(jī)切割煤巖時(shí)產(chǎn)塵部位，抑制粉塵的擴(kuò)散，從而有效的降低粉塵濃度泡沫抑塵發(fā)生器實(shí)物圖泡沫抑塵技術(shù)簡(jiǎn)介一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器利用礦井掘進(jìn)工作面的高壓風(fēng)管及水管（或19

儲(chǔ)液箱

由兩個(gè)罐體組成，上下均有管路將罐體聯(lián)通，罐體上方分別有加料口、進(jìn)氣口、排氣口和出液口，通過高壓膠管和其他設(shè)備相連。3.1設(shè)備主要部件

混合發(fā)泡器

集混合器與發(fā)泡器于一體，是發(fā)泡裝置的核心部分，氣、水、發(fā)泡劑在此混合并在出口形成泡沫。一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器儲(chǔ)液箱由兩個(gè)罐體組成，上下均有管路將罐體聯(lián)通，20

控制箱

用來開關(guān)和定量調(diào)節(jié)風(fēng)、水、液的裝置，外面是兩個(gè)總控制閥門（分別開關(guān)風(fēng)、水）和各管路的微調(diào)閥門（分別調(diào)節(jié)風(fēng)、水、液），用來調(diào)節(jié)發(fā)泡效果，內(nèi)部由高壓膠管連接。

噴頭及噴頭支架

發(fā)泡器發(fā)出的泡沫通過噴頭噴射并形成錐狀，以完全包裹掘進(jìn)機(jī)切割頭，從而有效抑塵。噴頭架用來將噴頭固定在掘進(jìn)機(jī)搖臂上，并能調(diào)節(jié)噴頭角度。一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器控制箱用來開關(guān)和定量調(diào)節(jié)風(fēng)、水、液的裝置，外21設(shè)備發(fā)泡原理圖3.2設(shè)備發(fā)泡原理一、泡沫抑塵技術(shù)風(fēng)管路通過三通分為兩路，一路將儲(chǔ)液箱中的發(fā)泡劑通過管路經(jīng)液流量計(jì)定量壓入混合發(fā)泡器，另一路風(fēng)直接進(jìn)入混合器內(nèi)，同時(shí)高壓水通過管路經(jīng)水流量計(jì)定量流入混合發(fā)泡器。氣和定量的水、發(fā)泡劑在混合發(fā)泡器中形成了氣、液兩相流體共同存在的情形，兩種流體相互吹擊、沖撞、攪拌，從而產(chǎn)生一定體積的泡沫，通過噴頭噴出連續(xù)的實(shí)心錐狀泡沫流，覆蓋塵源，抑制粉塵。設(shè)備發(fā)泡原理圖3.2設(shè)備發(fā)泡原理一、泡沫抑塵技術(shù)風(fēng)管路通22不用電，不必進(jìn)行防爆處理，工作時(shí)安全可靠；用水量小，節(jié)約水源50%以上；操作簡(jiǎn)便，方便井下工人操作和使用；安裝在掘進(jìn)機(jī)上，隨掘進(jìn)機(jī)行走，減少搬運(yùn)工作。3.3設(shè)備主要特點(diǎn)一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器3.3設(shè)備主要特點(diǎn)一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器234.1晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀晉城礦區(qū)煤質(zhì)堅(jiān)硬，硬度系數(shù)為2～4，機(jī)械化開采程度高，開采強(qiáng)度大，煤塵親水性差，產(chǎn)塵量極大。概況掘進(jìn)工作面防塵措施防治粉塵效果掘進(jìn)工作面粉塵濃度達(dá)到600～1000mg/m3。噴霧降塵與除塵風(fēng)機(jī)相結(jié)合的除塵方式。一、泡沫抑塵技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用4.1晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀晉城礦24應(yīng)用泡沫抑塵設(shè)備后，寺河礦掘進(jìn)巷道93226巷、92103巷和92104巷掘進(jìn)工作面抑塵效率都有明顯提高，平均抑塵率達(dá)到75%以上。泡沫抑塵較除塵風(fēng)機(jī)（除塵效率約為40%）效果而言也有明顯的優(yōu)勢(shì)，充分說明泡沫抑塵方法能夠有效降低掘進(jìn)工作面粉塵濃度，保障工人的身心健康。應(yīng)用效果泡沫抑塵效率綜合分析圖泡沫抑塵后粉塵濃度綜合分析圖一、泡沫抑塵技術(shù)應(yīng)用泡沫抑塵設(shè)備后，寺河礦掘進(jìn)巷道93226巷、92103巷25泡沫完全覆蓋截割部截割煤巖時(shí)泡沫射向塵源，抑塵效果明顯司機(jī)擁有良好的工作視線應(yīng)用泡沫抑塵全景應(yīng)用效果一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫完全覆蓋截割部截割煤巖時(shí)泡沫射向塵源，抑塵效果明顯司機(jī)264.2河南神火集團(tuán)薛湖礦的應(yīng)用2018機(jī)巷掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀薛湖礦區(qū)煤質(zhì)較軟，硬度系數(shù)為1～2，機(jī)械化掘進(jìn)程度高、強(qiáng)度大，煤塵親水性差，產(chǎn)塵量極大。粉塵概況2018機(jī)巷掘進(jìn)工作面防塵措施防治粉塵效果掘進(jìn)工作面粉塵濃度極高，可達(dá)到600～1200mg/m3。噴霧、灑水降塵一、泡沫抑塵技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用4.2河南神火集團(tuán)薛湖礦的應(yīng)用2018機(jī)巷掘進(jìn)工作面粉塵治27

采用噴霧、灑水降塵措施，平均全塵粉塵濃度只能降960.07mg/m3，而采用泡沫抑塵技術(shù)平均全塵粉塵濃度可見到206.38mg/m3，抑塵效率提高了78.50%。采用噴霧、灑水降塵措施，平均呼吸性粉塵濃度只能降到267.42mg/m3，而采用泡沫抑塵技術(shù)后，平均呼吸性粉塵濃度可降到49.75mg/m3，抑塵效率提高了81.40%。采用不同降塵措施后全塵粉塵濃度采用不同降塵措施后呼吸性粉塵濃度應(yīng)用效果一、泡沫抑塵技術(shù)采用噴霧、灑水降塵措施，平均全塵粉塵濃度只能降96028加快掘進(jìn)速度，提高工作效率與傳統(tǒng)濕式除塵相比，耗水量減少50%以上減少工作量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度

經(jīng)濟(jì)效益

降低塵肺病發(fā)病概率杜絕煤塵爆炸事故的發(fā)生降低工作面瓦斯?jié)舛?/p>

社會(huì)效益

一、泡沫抑塵技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析加快掘進(jìn)速度，提高工作效率經(jīng)濟(jì)效益降低塵肺病發(fā)病概率社會(huì)29

泡沫抑塵技術(shù)的成功應(yīng)用，大大提高機(jī)械化掘進(jìn)工作面的抑塵效率，節(jié)約大量水源，為掘進(jìn)工作面創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，提高井下作業(yè)人員的工作效率；大大降低采掘一線職工患職業(yè)病的概率，充分體現(xiàn)企業(yè)關(guān)愛職工的真諦，對(duì)建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)具有重大意義。該項(xiàng)技術(shù)研究成果填補(bǔ)了我國(guó)采掘工作面泡沫抑塵技術(shù)的空白，該項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已在晉城煤業(yè)集團(tuán)、河南神火集團(tuán)全面推廣使用，受到礦領(lǐng)導(dǎo)和礦工一致好評(píng)。

一、泡沫抑塵技術(shù)市場(chǎng)需求及應(yīng)用前景泡沫抑塵技術(shù)的成功應(yīng)用，大大提高機(jī)械化掘進(jìn)工作面的抑塵效率30潤(rùn)濕劑單體的初選無毒；無臭；降低水表面張力的能力強(qiáng)；儲(chǔ)存及運(yùn)輸時(shí)溶液性質(zhì)不變；在礦井水中溶解度大；低溫不結(jié)晶；無可燃性；無侵蝕性；成本低、運(yùn)輸方便。潤(rùn)濕劑單體表面活性劑(試劑)：十二烷基苯磺酸鈉；十二烷基硫酸鈉；OP-10；JFC助劑：Nacl，Na2SO4

標(biāo)準(zhǔn)二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)潤(rùn)濕劑單體的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)潤(rùn)濕劑單體的初選無毒；無臭；降低水表面張力的能力強(qiáng)；儲(chǔ)存及運(yùn)31水對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

試劑1對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

試劑2對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

試劑3對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

試劑4對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

潤(rùn)濕劑單體優(yōu)選的接觸角實(shí)驗(yàn)試劑的接觸角為：水（92.1°)>試劑4(55.7°)>試劑1(45.1°)>試劑3(39.5°)>試劑2(25.4°)。試劑2的接觸角最小，實(shí)驗(yàn)的潤(rùn)濕性能最好，試劑4的接觸角最大，單獨(dú)使用潤(rùn)濕效果不佳。水對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)試劑1對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)試劑2對(duì)煤餅32表面活性劑復(fù)配后產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)和增效作用，有時(shí)能出現(xiàn)單一表面活性劑所沒有的功能。煤塵沉降實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，并且比較能說明溶液對(duì)煤塵潤(rùn)濕能力的強(qiáng)弱，對(duì)表面活性劑復(fù)配后的溶液進(jìn)行煤塵沉降實(shí)驗(yàn)，煤塵沉降時(shí)間越短，除塵效果越好。

單體表面活性劑和助劑的復(fù)配試劑名稱試劑濃度（%）Na2SO4（g）加Na2SO4平均沉降時(shí)間（s）單體平均沉降時(shí)間（s）沉降時(shí)間降低百分比（%）試劑10.40.54658.621.5試劑20.40.510.514.226.1試劑30.40.520.120.62.4試劑40.40.567.3681.1表面活性劑加入助劑Na2SO4后煤塵沉降變化

向試劑1和試劑2中分別加入無水Na2SO4后，平均沉降時(shí)間比單體平均沉降時(shí)間分別下降了21.5%和26.1%，下降幅度比較大，復(fù)配效果明顯。

二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)潤(rùn)濕劑的復(fù)配實(shí)驗(yàn)表面活性劑復(fù)配后產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)和增效作用，有時(shí)能出現(xiàn)單一表面活33試劑名稱試劑濃度（%）NaCl（g）加NaCl平均沉降時(shí)間（s）單體平均沉降時(shí)間（s）沉降時(shí)間降低百分比（%）試劑10.40.55658.64.4試劑20.40.513.614.24.2試劑30.40.520.420.61.0試劑40.40.567.8680.3表面活性劑加入助劑NaCl后煤塵沉降變化

表面活性劑兩兩復(fù)配表面活性劑兩兩復(fù)配后，復(fù)配協(xié)調(diào)效果不明顯。表面活性劑加入助劑NaCl后，復(fù)配協(xié)調(diào)效果不明顯。單體表面活性劑和助劑的復(fù)配二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)試劑名稱試劑濃度（%）NaCl（g）加NaCl平均沉降時(shí)間（34注：試驗(yàn)時(shí)試劑2做成100ml的溶液，助劑1和助劑2加入溶液中兌成混合溶液配方。

水平因素試劑2（g）助劑1（g）助劑2（g）10.10.20.120.30.40.230.50.60.3

正交設(shè)計(jì)因素表

試驗(yàn)號(hào)因素煤塵平均沉降時(shí)間（s）試劑2（g）助劑1(g)助劑2(g)10.10.20.138.620.10.40.222.330.10.60.324.740.30.20.215.650.30.40.39.860.30.60.110.670.50.20.317.180.50.40.113.590.50.60.214.9正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果

以除塵劑除塵效果為研究對(duì)象，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，通過直觀分析和方差分析尋確定影響配方除塵效果的顯著因子，最后找到除塵劑的最佳配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)。選取四個(gè)因素三個(gè)水平的正交表L9(34)

二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)潤(rùn)濕劑配方的正交實(shí)驗(yàn)注：試驗(yàn)時(shí)試劑2做成100ml的水平因素試劑2（g）助劑1（35影響因素直觀分析表

指標(biāo)綜合平均值因素試劑2（g）助劑1(g)助劑2(g)煤塵平均沉降時(shí)間K157.0647.5441.80K224.0030.4033.34K330.3433.4635.86k128.5323.7720.90k212.0015.2016.67k315.1716.7317.93R16.538.574.43通過直觀分析方法，利用正交試驗(yàn)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算Ki、ki和R.評(píng)價(jià)指標(biāo)與試驗(yàn)因素影響趨勢(shì)圖

試驗(yàn)結(jié)果：在試劑2為0.3g，助劑1為0.4g，助劑2為0.2g時(shí)，煤塵平均沉降時(shí)間應(yīng)為最小，除塵劑配方的除塵效率最好。二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果分析影響因素直觀分析表指標(biāo)綜合平因素試劑2（g）助劑1(g)助36葛泉礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀葛泉礦煤質(zhì)堅(jiān)硬，硬度系數(shù)為1～3，機(jī)械化開采程度高，開采強(qiáng)度大，煤塵親水性差，產(chǎn)塵量極大。概況11912掘進(jìn)工作面防塵措施防治粉塵效果產(chǎn)塵量較大，平均全塵粉塵濃度達(dá)到600mg/m3以上，工作面10m范圍內(nèi)能見度不到2m。噴霧降塵與除塵風(fēng)機(jī)相結(jié)合的除塵方式。二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用葛泉礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀葛泉礦煤質(zhì)堅(jiān)硬，硬度系數(shù)為1～337

潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)降塵效果示意圖使用潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)時(shí)，平均全塵粉塵濃度由631.2mg/m3降到了88.5mg/m3，全塵平均降塵效率為85.98%。潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)在葛泉礦11912綜掘工作面現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，有效地治理了11912綜掘進(jìn)工作面粉塵災(zāi)害，改善了工人作業(yè)環(huán)境。

二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)應(yīng)用效果分析潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)降塵效果示意圖使用潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)時(shí)381-筒體；2-條狀導(dǎo)風(fēng)筒；3-掛鉤；4-錐狀出風(fēng)筒；5-出風(fēng)口；6-筒壁出風(fēng)口；7-風(fēng)筒變徑。柔性附壁風(fēng)筒結(jié)構(gòu)示意圖柔性附壁風(fēng)筒包括柔性筒體，掛鉤，柔性筒體兩側(cè)壁上設(shè)有柔性條狀導(dǎo)風(fēng)管，柔性條狀導(dǎo)風(fēng)管沿柔性筒體成螺旋線型布置，一端與柔性筒體的筒壁相連、貫通，另一端則是柔性條狀導(dǎo)風(fēng)管的出風(fēng)口，沿螺旋線方向向前開啟；筒體前端安裝錐狀風(fēng)筒。整個(gè)柔性附壁風(fēng)筒由阻燃、抗靜電材料制成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝拆卸，可對(duì)風(fēng)流進(jìn)行自然導(dǎo)向、分配，安全可靠，持久耐用，風(fēng)筒長(zhǎng)度小，可折疊，攜帶方便，適用于煤礦井下采用壓入式通風(fēng)系統(tǒng)。其具體制作尺寸需根據(jù)應(yīng)用地點(diǎn)的實(shí)際情況確定。三、柔性附壁風(fēng)筒輔助降塵技術(shù)簡(jiǎn)介1-筒體；2-條狀導(dǎo)風(fēng)筒；3-掛鉤；4-錐狀出風(fēng)筒；柔性附壁39由于條狀導(dǎo)風(fēng)筒的存在，降低了附壁風(fēng)筒末端出風(fēng)口處的風(fēng)速，減緩了掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的粉塵向巷道后方擴(kuò)散的速度，使得大量的粉塵在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)前方積聚。從附壁風(fēng)筒條狀導(dǎo)風(fēng)管出來的風(fēng)流沿巷道壁形成具有一定動(dòng)能的螺旋狀風(fēng)流，產(chǎn)生良好的附壁效應(yīng)，抑制粉塵飛揚(yáng)。

柔性附壁風(fēng)筒附壁效應(yīng)示意圖當(dāng)該風(fēng)筒配合潤(rùn)濕劑噴霧除塵系統(tǒng)使用時(shí)，這種有效地封閉粉塵、防止粉塵向外擴(kuò)散的空氣帷幕，就為含有潤(rùn)濕劑的噴霧與粉塵相互接觸提供了充足的時(shí)間，增加了噴霧潤(rùn)濕粉塵的幾率，可有效地提高潤(rùn)濕噴霧除塵系統(tǒng)的除塵效率。這樣就大大地提高了綜掘工作面的降塵效率，改善了掘進(jìn)工作面作業(yè)環(huán)境。三、柔性附壁風(fēng)筒輔助降塵技術(shù)工作原理由于條狀導(dǎo)風(fēng)筒的存在，降低了附壁風(fēng)筒末端出風(fēng)口處的風(fēng)速，減緩40

柔性附壁風(fēng)筒現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用示意圖當(dāng)該風(fēng)筒配合除塵風(fēng)機(jī)使用時(shí)，這股螺旋狀風(fēng)流的動(dòng)能就會(huì)在除塵風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口吸入含塵空氣產(chǎn)生的軸向速度的共同作用下大大增加，從而可在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)工作區(qū)前方建立起可阻擋粉塵向外擴(kuò)散的空氣帷幕。這樣有效地封閉了掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的粉塵，防止粉塵向外擴(kuò)散，同時(shí)通過除塵風(fēng)機(jī)的集塵風(fēng)筒插入空氣帷幕內(nèi)，可將含塵風(fēng)流吸入除塵器中加以凈化，從而為井下掘進(jìn)機(jī)司機(jī)提供清潔的空氣環(huán)境。三、柔性附壁風(fēng)筒輔助降塵技術(shù)工作原理柔性附壁風(fēng)筒現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用示意圖當(dāng)該風(fēng)筒配合除塵風(fēng)機(jī)使用時(shí)，41葛泉礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀葛泉礦煤質(zhì)堅(jiān)硬，硬度系數(shù)為1～3，機(jī)械化開采程度高，開采強(qiáng)度大，煤塵親水性差，產(chǎn)塵量極大。概況11912掘進(jìn)工作面防塵措施防治粉塵效果產(chǎn)塵量較大，平均全塵粉塵濃度達(dá)到600mg/m3以上，工作面10m范圍內(nèi)能見度不到2m。噴霧降塵與除塵風(fēng)機(jī)相結(jié)合的除塵方式。三、柔性附壁風(fēng)筒輔助降塵技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用葛泉礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀葛泉礦煤質(zhì)堅(jiān)硬，硬度系數(shù)為1～342柔性附壁風(fēng)筒與潤(rùn)濕劑噴霧系統(tǒng)配合使用時(shí)，平均全塵粉塵濃度由100.4mg/m3降到了88.5mg/m3，使?jié)櫇駝﹪婌F的全塵平均降塵效率提高了11.86%柔性附壁風(fēng)筒與除塵風(fēng)機(jī)配合使用時(shí)，平均全塵粉塵濃度由142.7mg/m3降到了123mg/m3，使除塵風(fēng)機(jī)的全塵平均除塵效率提高了13.78%。應(yīng)用潤(rùn)濕劑噴霧降塵措施時(shí)使用附壁風(fēng)筒與正常風(fēng)筒降塵效果對(duì)比應(yīng)用除塵風(fēng)機(jī)降塵措施時(shí)使用附壁風(fēng)筒與正常風(fēng)筒降塵效果對(duì)比三、柔性附壁風(fēng)筒輔助降塵技術(shù)應(yīng)用效果分析柔性附壁風(fēng)筒與潤(rùn)濕劑噴霧系統(tǒng)配合使用時(shí)，平均全塵粉塵濃度由1439、要學(xué)生做的事，教職員躬親共做；要學(xué)生學(xué)的知識(shí)，教職員躬親共學(xué)；要學(xué)生守的規(guī)則，教職員躬親共守。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。14:45:5714:45:5714:4512/25/20222:45:57PM11、一個(gè)好的教師，是一個(gè)懂得心理學(xué)和教育學(xué)的人。12月-2214:45:5714:45Dec-2225-Dec-2212、要記住，你不僅是教課的教師，也是學(xué)生的教育者，生活的導(dǎo)師和道德的引路人。14:45:5714:45:5714:45Sunday,December25,202213、Hewhoseizetherightmoment,istherightman.誰把握機(jī)遇，誰就心想事成。12月-2212月-2214:45:5714:45:57December25,202214、誰要是自己還沒有發(fā)展培養(yǎng)和教育好，他就不能發(fā)展培養(yǎng)和教育別人。25十二月20222:45:57下午14:45:5712月-2215、一年之計(jì)，莫如樹谷；十年之計(jì)，莫如樹木；終身之計(jì)，莫如樹人。十二月222:45下午12月-2214:45December25,202216、提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)更重要。因?yàn)榻鉀Q問題也許僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想像力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。2022/12/2514:45:5714:45:5725December202217、兒童是中心，教育的措施便圍繞他們而組織起來。2:45:57下午2:45下午14:45:5712月-22謝謝觀賞

Youmademyday!我們，還在路上……9、要學(xué)生做的事，教職員躬親共做；要學(xué)生學(xué)的知識(shí)，教職員躬親44礦井粉塵防治新技術(shù)礦井粉塵防治新技術(shù)45主要內(nèi)容一、礦井粉塵的危害二、泡沫抑塵技術(shù)三、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)四、柔性附壁風(fēng)筒輔助降塵技術(shù)主要內(nèi)容一、礦井粉塵的危害46礦井粉塵危害-塵肺病礦山塵肺病簡(jiǎn)介塵肺病是工人在生產(chǎn)中長(zhǎng)期吸人大量微細(xì)粉塵而引起的以纖維組織增生為主要特征的肺部疾病。它是一種嚴(yán)重的礦工職業(yè)病，一旦患病，目前還很難治愈。因其發(fā)病緩慢，病程較長(zhǎng)，且有一定的潛伏期，不同于瓦斯、煤塵爆炸和冒頂?shù)裙鹿誓敲从|目驚心，因此往往不被人們所重視。而實(shí)際上由塵肺病引發(fā)的礦工致殘和死亡人數(shù)，在國(guó)內(nèi)外都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各類工傷事故的總和。礦井粉塵危害-塵肺病礦山塵肺病簡(jiǎn)介47煤礦塵肺病類型硅肺病(矽肺病)：由于吸人含游離SiO2含量較高的巖塵而引起的塵肺病稱為硅肺?。ɑ颊叨酁殚L(zhǎng)期從事巖巷掘進(jìn)的礦工）；煤硅肺病(煤矽肺)：由于同時(shí)吸人煤塵和含游離SiO2的巖塵所引起的塵肺病稱為煤硅肺?。ɑ颊叨酁閹r巷掘進(jìn)和采煤的混合工種礦工）；煤肺?。河捎诖罅课朊簤m而引起的塵肺病多屬煤肺?。ɑ颊叨酁殚L(zhǎng)期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工）。煤礦塵肺病類型硅肺病(矽肺病)：由于吸人含游離SiO2含量較48煤礦塵肺病我國(guó)煤礦工人工種變動(dòng)較大，長(zhǎng)期固定從事單一工種的很少，因此煤礦塵肺病中以煤硅肺病比重最大，約占80％左右。作業(yè)人員從接觸礦塵開始到肺部出現(xiàn)纖維化病變所經(jīng)歷的時(shí)間稱為發(fā)病工齡。塵肺病中最危險(xiǎn)的是硅肺病，發(fā)病工齡最短(一般10年左右)，煤肺病的發(fā)病工齡一般為20～30年，煤硅肺病介于兩者之間。煤礦塵肺病我國(guó)煤礦工人工種變動(dòng)較大，長(zhǎng)期固定從事單一工種的很49塵肺病的發(fā)生機(jī)理被毛細(xì)血管覆蓋的氣泡群鼻咽喉氣管支氣管細(xì)支氣管塵肺病的發(fā)生機(jī)理被毛細(xì)血管覆蓋的氣泡群鼻咽喉氣管支氣管細(xì)支氣50影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分

能夠引起肺部纖維病變的礦塵，多半含有游離SiO2，其含量越高，發(fā)病工齡越短，病變的發(fā)展程度越快。對(duì)于煤塵，引起煤肺病的主要是它的有機(jī)質(zhì)(即揮發(fā)分)含量。據(jù)試驗(yàn)，煤化作用程度越低，危害越大，因?yàn)槊簤m的危害和肺內(nèi)的積塵量都與煤化作用程度有關(guān)。影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分51影響塵肺病的發(fā)病因素(2)礦塵粒度及分散度

塵肺病變主要是發(fā)生在肺臟的最基本單元即肺泡內(nèi)。礦塵粒度不同，對(duì)人體的危害性也不同。5μm以上的礦塵對(duì)塵肺病的發(fā)生影響不大；5μm以下的礦塵可以進(jìn)入下呼吸道并沉積在肺泡中，最危險(xiǎn)的粒度是2μm左右的礦塵。由此可見，礦塵的粒度越小，分散度越高，對(duì)人體的危害就越大。影響塵肺病的發(fā)病因素(2)礦塵粒度及分散度52影響塵肺病的發(fā)病因素(3)礦塵濃度

塵肺病的發(fā)生和進(jìn)入肺部的礦塵量有直接的關(guān)系，也就是說，塵肺的發(fā)病工齡和作業(yè)場(chǎng)所的礦塵濃度成正比。國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料表明，在高礦塵濃度的場(chǎng)所工作時(shí)，平均5～10年就有可能導(dǎo)致硅肺病，如果礦塵中的游離SiO2含量達(dá)80％～90％，甚至1.5～2年即可發(fā)病?？諝庵械牡V塵濃度降低到《規(guī)程》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以下，工作幾十年，肺部吸入的礦塵總量仍不足達(dá)到致病的程度。影響塵肺病的發(fā)病因素(3)礦塵濃度53影響塵肺病的發(fā)病因素(4)個(gè)體方面的因素

礦塵引起塵肺病是通過人體而進(jìn)行的，所以人的機(jī)體條件，如年齡、營(yíng)養(yǎng)、健康狀況、生活習(xí)性、衛(wèi)生條件等，對(duì)塵肺的發(fā)生、發(fā)展有一定的影響。塵肺病在目前的技術(shù)水平下盡管很難完全治愈，但它是可以預(yù)防的。只要積極推廣綜合防塵技術(shù)，就可以達(dá)到降低塵肺病的發(fā)病率及死亡率的目的。影響塵肺病的發(fā)病因素(4)個(gè)體方面的因素542002年原國(guó)有重點(diǎn)煤礦有532處礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)，占87.4%。91.35%的小煤礦煤塵具有爆炸危險(xiǎn)，其中高達(dá)57.71%的具有強(qiáng)爆炸性。1960年5月9日，大同老白洞煤礦發(fā)生一次死亡684人的煤塵爆炸事故，影響深遠(yuǎn)；2005年11月27日，黑龍江七臺(tái)河?xùn)|風(fēng)煤礦發(fā)生特大煤塵爆炸事故，造成171人死亡。

礦井粉塵危害-煤塵爆炸2002年原國(guó)有重點(diǎn)煤礦有532處礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)，占87552005年11月27日21時(shí)22分，黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司七臺(tái)河分公司東風(fēng)煤礦發(fā)生特別重大煤塵爆炸事故，造成171人死亡，48人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失4293萬元。

（一）礦井概況東風(fēng)煤礦是原國(guó)有重點(diǎn)煤礦，隸屬于原七臺(tái)河礦務(wù)局。2005年核準(zhǔn)生產(chǎn)能力為50萬噸/年。該礦為高瓦斯礦井，煤塵具有強(qiáng)爆炸性。（二）事故直接原因違規(guī)放炮處理主煤倉(cāng)堵塞，導(dǎo)致煤倉(cāng)給煤機(jī)垮落、煤倉(cāng)內(nèi)的煤炭突然傾出，帶出大量煤塵并造成巷道內(nèi)的積塵飛揚(yáng)達(dá)到爆炸界限，放炮火焰引起煤塵爆炸。2005年11月27日21時(shí)22分，黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)56煤塵爆炸特征（1）易產(chǎn)生連續(xù)爆炸爆炸壓力一次比一次增高，呈跳躍式發(fā)展。煤塵爆炸產(chǎn)生的火焰速度可達(dá)1120m／s，沖擊波的速度可達(dá)2000m／s，爆炸的壓力可達(dá)到1700kPa。在煤礦井下，這種爆炸有時(shí)沿巷道傳播數(shù)千米以外，而且距爆源點(diǎn)越遠(yuǎn)其破壞性越嚴(yán)重。因此，煤塵爆炸具有易產(chǎn)生連續(xù)爆炸、受災(zāi)范圍廣、災(zāi)害程度嚴(yán)重的重要特點(diǎn)。煤塵爆炸特征（1）易產(chǎn)生連續(xù)爆炸57煤塵爆炸特征（2）產(chǎn)生粘塊與皮渣煤塵爆炸時(shí)，對(duì)于結(jié)焦性煤塵(氣煤、肥煤及焦煤的煤塵)會(huì)產(chǎn)生焦炭皮渣與粘塊粘附在支架、巷道壁或煤壁等上面。根據(jù)這些爆炸產(chǎn)物，可以判斷發(fā)生的爆炸事故是屬于瓦斯爆炸或煤塵爆炸。同時(shí)還可以根據(jù)煤塵爆炸產(chǎn)生的皮渣與粘塊粘附在支柱上的位置直觀判斷煤塵爆炸的強(qiáng)度。但是只有氣煤、肥煤、焦煤等粘結(jié)性煤塵爆炸時(shí)，才能產(chǎn)生“粘焦”。煤塵爆炸特征（2）產(chǎn)生粘塊與皮渣58煤塵爆炸特征（3）產(chǎn)生大量有毒有害氣體煤塵爆炸時(shí)，要產(chǎn)生比沼氣爆炸生成量多的有毒有害氣其生成量與煤質(zhì)和爆炸的強(qiáng)度等有關(guān)。一次煤塵爆炸后氣體成分組成的成分其中CO~CO2的濃度較大，O2濃度很小，（4）揮發(fā)分含量減少煤塵爆炸時(shí)，它的揮發(fā)分含量將減少，對(duì)于不結(jié)焦煤塵(即爆炸時(shí)不產(chǎn)生焦炭皮渣與粘塊的煤塵)，可利用這一特點(diǎn)來判斷井下的爆炸事故中煤塵是否參與了爆炸。煤塵爆炸特征（3）產(chǎn)生大量有毒有害氣體59

煤層注水

一般可降低粉塵濃度60%～90%左右，施工難度大，操作程序復(fù)雜，國(guó)內(nèi)很少使用。

噴霧降塵

國(guó)內(nèi)廣泛使用，屬傳統(tǒng)降塵方式，除塵效果差。

除塵器除塵

除塵效果好，體積龐大，移動(dòng)不方便，工作勞動(dòng)強(qiáng)度高。國(guó)內(nèi)粉塵治理技術(shù)現(xiàn)狀煤層注水國(guó)內(nèi)粉塵治理技術(shù)現(xiàn)狀60

截留機(jī)理認(rèn)為,粒子有大小而無質(zhì)量或粒徑小于5μm時(shí)，不同大小的粒子都跟著氣體的流線而流動(dòng)。如圖所示，當(dāng)流動(dòng)的氣體對(duì)著泡沫流動(dòng)時(shí)，氣流將在泡沫的上游折轉(zhuǎn)而繞泡沫流過。如果在某一流線上的粒子中心正好使dp/2能接觸到泡沫，則該粒子被截留。截留效應(yīng)慣性碰撞效應(yīng)

在慣性碰撞中，粒子沿流線運(yùn)動(dòng)繞流時(shí),由于慣性作用而偏離流線,與泡沫相撞而被捕集,如圖中虛線所示。一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫降塵原理截留機(jī)理認(rèn)為,粒子有大小而無質(zhì)量或粒徑小于5μ61黏附效應(yīng)

泡沫外表面具有黏附粉塵的功能,其捕塵機(jī)理如圖所示。當(dāng)具有一定速度的泡沫向粉塵運(yùn)動(dòng),粉塵經(jīng)過碰撞、截留和擴(kuò)散等一系列作用后到達(dá)泡沫表面,被泡沫所黏附。擴(kuò)散效應(yīng)

微細(xì)塵粒(dp<1μm),在氣流中受到熱運(yùn)動(dòng)的氣體分子撞擊后,并不均衡地跟隨流線,而是在氣體中作布朗運(yùn)動(dòng)。由于這種不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),在緊靠泡沫附近,微細(xì)塵粒可能與泡沫相碰撞而被捕集,稱為擴(kuò)散效應(yīng)。隨著粉塵顆粒減小,流速減慢,溫度增加,塵粒的熱運(yùn)動(dòng)加速,從而與泡沫的碰撞概率也就增加,擴(kuò)散效應(yīng)增強(qiáng)。一、泡沫抑塵技術(shù)黏附效應(yīng)泡沫外表面具有黏附粉塵的功能,其捕塵62

泡沫抑塵發(fā)生器利用礦井掘進(jìn)工作面的高壓風(fēng)管及水管（或者利用掘進(jìn)機(jī)的冷去水），在設(shè)備內(nèi)部將發(fā)泡劑與水定量混合后，加入一定量的壓風(fēng)，通過發(fā)泡裝置產(chǎn)生大體積高倍數(shù)氣、液兩相泡沫，經(jīng)噴頭噴出后形成實(shí)心錐體泡沫流來覆蓋掘進(jìn)機(jī)切割煤巖時(shí)產(chǎn)塵部位，抑制粉塵的擴(kuò)散，從而有效的降低粉塵濃度泡沫抑塵發(fā)生器實(shí)物圖泡沫抑塵技術(shù)簡(jiǎn)介一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器利用礦井掘進(jìn)工作面的高壓風(fēng)管及水管（或63

儲(chǔ)液箱

由兩個(gè)罐體組成，上下均有管路將罐體聯(lián)通，罐體上方分別有加料口、進(jìn)氣口、排氣口和出液口，通過高壓膠管和其他設(shè)備相連。3.1設(shè)備主要部件

混合發(fā)泡器

集混合器與發(fā)泡器于一體，是發(fā)泡裝置的核心部分，氣、水、發(fā)泡劑在此混合并在出口形成泡沫。一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器儲(chǔ)液箱由兩個(gè)罐體組成，上下均有管路將罐體聯(lián)通，64

控制箱

用來開關(guān)和定量調(diào)節(jié)風(fēng)、水、液的裝置，外面是兩個(gè)總控制閥門（分別開關(guān)風(fēng)、水）和各管路的微調(diào)閥門（分別調(diào)節(jié)風(fēng)、水、液），用來調(diào)節(jié)發(fā)泡效果，內(nèi)部由高壓膠管連接。

噴頭及噴頭支架

發(fā)泡器發(fā)出的泡沫通過噴頭噴射并形成錐狀，以完全包裹掘進(jìn)機(jī)切割頭，從而有效抑塵。噴頭架用來將噴頭固定在掘進(jìn)機(jī)搖臂上，并能調(diào)節(jié)噴頭角度。一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器控制箱用來開關(guān)和定量調(diào)節(jié)風(fēng)、水、液的裝置，外65設(shè)備發(fā)泡原理圖3.2設(shè)備發(fā)泡原理一、泡沫抑塵技術(shù)風(fēng)管路通過三通分為兩路，一路將儲(chǔ)液箱中的發(fā)泡劑通過管路經(jīng)液流量計(jì)定量壓入混合發(fā)泡器，另一路風(fēng)直接進(jìn)入混合器內(nèi)，同時(shí)高壓水通過管路經(jīng)水流量計(jì)定量流入混合發(fā)泡器。氣和定量的水、發(fā)泡劑在混合發(fā)泡器中形成了氣、液兩相流體共同存在的情形，兩種流體相互吹擊、沖撞、攪拌，從而產(chǎn)生一定體積的泡沫，通過噴頭噴出連續(xù)的實(shí)心錐狀泡沫流，覆蓋塵源，抑制粉塵。設(shè)備發(fā)泡原理圖3.2設(shè)備發(fā)泡原理一、泡沫抑塵技術(shù)風(fēng)管路通66不用電，不必進(jìn)行防爆處理，工作時(shí)安全可靠；用水量小，節(jié)約水源50%以上；操作簡(jiǎn)便，方便井下工人操作和使用；安裝在掘進(jìn)機(jī)上，隨掘進(jìn)機(jī)行走，減少搬運(yùn)工作。3.3設(shè)備主要特點(diǎn)一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器3.3設(shè)備主要特點(diǎn)一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫抑塵發(fā)生器674.1晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀晉城礦區(qū)煤質(zhì)堅(jiān)硬，硬度系數(shù)為2～4，機(jī)械化開采程度高，開采強(qiáng)度大，煤塵親水性差，產(chǎn)塵量極大。概況掘進(jìn)工作面防塵措施防治粉塵效果掘進(jìn)工作面粉塵濃度達(dá)到600～1000mg/m3。噴霧降塵與除塵風(fēng)機(jī)相結(jié)合的除塵方式。一、泡沫抑塵技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用4.1晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀晉城礦68應(yīng)用泡沫抑塵設(shè)備后，寺河礦掘進(jìn)巷道93226巷、92103巷和92104巷掘進(jìn)工作面抑塵效率都有明顯提高，平均抑塵率達(dá)到75%以上。泡沫抑塵較除塵風(fēng)機(jī)（除塵效率約為40%）效果而言也有明顯的優(yōu)勢(shì)，充分說明泡沫抑塵方法能夠有效降低掘進(jìn)工作面粉塵濃度，保障工人的身心健康。應(yīng)用效果泡沫抑塵效率綜合分析圖泡沫抑塵后粉塵濃度綜合分析圖一、泡沫抑塵技術(shù)應(yīng)用泡沫抑塵設(shè)備后，寺河礦掘進(jìn)巷道93226巷、92103巷69泡沫完全覆蓋截割部截割煤巖時(shí)泡沫射向塵源，抑塵效果明顯司機(jī)擁有良好的工作視線應(yīng)用泡沫抑塵全景應(yīng)用效果一、泡沫抑塵技術(shù)泡沫完全覆蓋截割部截割煤巖時(shí)泡沫射向塵源，抑塵效果明顯司機(jī)704.2河南神火集團(tuán)薛湖礦的應(yīng)用2018機(jī)巷掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀薛湖礦區(qū)煤質(zhì)較軟，硬度系數(shù)為1～2，機(jī)械化掘進(jìn)程度高、強(qiáng)度大，煤塵親水性差，產(chǎn)塵量極大。粉塵概況2018機(jī)巷掘進(jìn)工作面防塵措施防治粉塵效果掘進(jìn)工作面粉塵濃度極高，可達(dá)到600～1200mg/m3。噴霧、灑水降塵一、泡沫抑塵技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用4.2河南神火集團(tuán)薛湖礦的應(yīng)用2018機(jī)巷掘進(jìn)工作面粉塵治71

采用噴霧、灑水降塵措施，平均全塵粉塵濃度只能降960.07mg/m3，而采用泡沫抑塵技術(shù)平均全塵粉塵濃度可見到206.38mg/m3，抑塵效率提高了78.50%。采用噴霧、灑水降塵措施，平均呼吸性粉塵濃度只能降到267.42mg/m3，而采用泡沫抑塵技術(shù)后，平均呼吸性粉塵濃度可降到49.75mg/m3，抑塵效率提高了81.40%。采用不同降塵措施后全塵粉塵濃度采用不同降塵措施后呼吸性粉塵濃度應(yīng)用效果一、泡沫抑塵技術(shù)采用噴霧、灑水降塵措施，平均全塵粉塵濃度只能降96072加快掘進(jìn)速度，提高工作效率與傳統(tǒng)濕式除塵相比，耗水量減少50%以上減少工作量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度

經(jīng)濟(jì)效益

降低塵肺病發(fā)病概率杜絕煤塵爆炸事故的發(fā)生降低工作面瓦斯?jié)舛?/p>

社會(huì)效益

一、泡沫抑塵技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析加快掘進(jìn)速度，提高工作效率經(jīng)濟(jì)效益降低塵肺病發(fā)病概率社會(huì)73

泡沫抑塵技術(shù)的成功應(yīng)用，大大提高機(jī)械化掘進(jìn)工作面的抑塵效率，節(jié)約大量水源，為掘進(jìn)工作面創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，提高井下作業(yè)人員的工作效率；大大降低采掘一線職工患職業(yè)病的概率，充分體現(xiàn)企業(yè)關(guān)愛職工的真諦，對(duì)建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)具有重大意義。該項(xiàng)技術(shù)研究成果填補(bǔ)了我國(guó)采掘工作面泡沫抑塵技術(shù)的空白，該項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已在晉城煤業(yè)集團(tuán)、河南神火集團(tuán)全面推廣使用，受到礦領(lǐng)導(dǎo)和礦工一致好評(píng)。

一、泡沫抑塵技術(shù)市場(chǎng)需求及應(yīng)用前景泡沫抑塵技術(shù)的成功應(yīng)用，大大提高機(jī)械化掘進(jìn)工作面的抑塵效率74潤(rùn)濕劑單體的初選無毒；無臭；降低水表面張力的能力強(qiáng)；儲(chǔ)存及運(yùn)輸時(shí)溶液性質(zhì)不變；在礦井水中溶解度大；低溫不結(jié)晶；無可燃性；無侵蝕性；成本低、運(yùn)輸方便。潤(rùn)濕劑單體表面活性劑(試劑)：十二烷基苯磺酸鈉；十二烷基硫酸鈉；OP-10；JFC助劑：Nacl，Na2SO4

標(biāo)準(zhǔn)二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)潤(rùn)濕劑單體的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)潤(rùn)濕劑單體的初選無毒；無臭；降低水表面張力的能力強(qiáng)；儲(chǔ)存及運(yùn)75水對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

試劑1對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

試劑2對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

試劑3對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

試劑4對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)

潤(rùn)濕劑單體優(yōu)選的接觸角實(shí)驗(yàn)試劑的接觸角為：水（92.1°)>試劑4(55.7°)>試劑1(45.1°)>試劑3(39.5°)>試劑2(25.4°)。試劑2的接觸角最小，實(shí)驗(yàn)的潤(rùn)濕性能最好，試劑4的接觸角最大，單獨(dú)使用潤(rùn)濕效果不佳。水對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)試劑1對(duì)煤餅的接觸角實(shí)驗(yàn)試劑2對(duì)煤餅76表面活性劑復(fù)配后產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)和增效作用，有時(shí)能出現(xiàn)單一表面活性劑所沒有的功能。煤塵沉降實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，并且比較能說明溶液對(duì)煤塵潤(rùn)濕能力的強(qiáng)弱，對(duì)表面活性劑復(fù)配后的溶液進(jìn)行煤塵沉降實(shí)驗(yàn)，煤塵沉降時(shí)間越短，除塵效果越好。

單體表面活性劑和助劑的復(fù)配試劑名稱試劑濃度（%）Na2SO4（g）加Na2SO4平均沉降時(shí)間（s）單體平均沉降時(shí)間（s）沉降時(shí)間降低百分比（%）試劑10.40.54658.621.5試劑20.40.510.514.226.1試劑30.40.520.120.62.4試劑40.40.567.3681.1表面活性劑加入助劑Na2SO4后煤塵沉降變化

向試劑1和試劑2中分別加入無水Na2SO4后，平均沉降時(shí)間比單體平均沉降時(shí)間分別下降了21.5%和26.1%，下降幅度比較大，復(fù)配效果明顯。

二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)潤(rùn)濕劑的復(fù)配實(shí)驗(yàn)表面活性劑復(fù)配后產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)和增效作用，有時(shí)能出現(xiàn)單一表面活77試劑名稱試劑濃度（%）NaCl（g）加NaCl平均沉降時(shí)間（s）單體平均沉降時(shí)間（s）沉降時(shí)間降低百分比（%）試劑10.40.55658.64.4試劑20.40.513.614.24.2試劑30.40.520.420.61.0試劑40.40.567.8680.3表面活性劑加入助劑NaCl后煤塵沉降變化

表面活性劑兩兩復(fù)配表面活性劑兩兩復(fù)配后，復(fù)配協(xié)調(diào)效果不明顯。表面活性劑加入助劑NaCl后，復(fù)配協(xié)調(diào)效果不明顯。單體表面活性劑和助劑的復(fù)配二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)試劑名稱試劑濃度（%）NaCl（g）加NaCl平均沉降時(shí)間（78注：試驗(yàn)時(shí)試劑2做成100ml的溶液，助劑1和助劑2加入溶液中兌成混合溶液配方。

水平因素試劑2（g）助劑1（g）助劑2（g）10.10.20.120.30.40.230.50.60.3

正交設(shè)計(jì)因素表

試驗(yàn)號(hào)因素煤塵平均沉降時(shí)間（s）試劑2（g）助劑1(g)助劑2(g)10.10.20.138.620.10.40.222.330.10.60.324.740.30.20.215.650.30.40.39.860.30.60.110.670.50.20.317.180.50.40.113.590.50.60.214.9正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果

以除塵劑除塵效果為研究對(duì)象，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，通過直觀分析和方差分析尋確定影響配方除塵效果的顯著因子，最后找到除塵劑的最佳配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)。選取四個(gè)因素三個(gè)水平的正交表L9(34)

二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)潤(rùn)濕劑配方的正交實(shí)驗(yàn)注：試驗(yàn)時(shí)試劑2做成100ml的水平因素試劑2（g）助劑1（79影響因素直觀分析表

指標(biāo)綜合平均值因素試劑2（g）助劑1(g)助劑2(g)煤塵平均沉降時(shí)間K157.0647.5441.80K224.0030.4033.34K330.3433.4635.86k128.5323.7720.90k212.0015.2016.67k315.1716.7317.93R16.538.574.43通過直觀分析方法，利用正交試驗(yàn)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算Ki、ki和R.評(píng)價(jià)指標(biāo)與試驗(yàn)因素影響趨勢(shì)圖

試驗(yàn)結(jié)果：在試劑2為0.3g，助劑1為0.4g，助劑2為0.2g時(shí)，煤塵平均沉降時(shí)間應(yīng)為最小，除塵劑配方的除塵效率最好。二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果分析影響因素直觀分析表指標(biāo)綜合平因素試劑2（g）助劑1(g)助80葛泉礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀葛泉礦煤質(zhì)堅(jiān)硬，硬度系數(shù)為1～3，機(jī)械化開采程度高，開采強(qiáng)度大，煤塵親水性差，產(chǎn)塵量極大。概況11912掘進(jìn)工作面防塵措施防治粉塵效果產(chǎn)塵量較大，平均全塵粉塵濃度達(dá)到600mg/m3以上，工作面10m范圍內(nèi)能見度不到2m。噴霧降塵與除塵風(fēng)機(jī)相結(jié)合的除塵方式。二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用葛泉礦掘進(jìn)工作面粉塵治理原狀葛泉礦煤質(zhì)堅(jiān)硬，硬度系數(shù)為1～381

潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)降塵效果示意圖使用潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)時(shí)，平均全塵粉塵濃度由631.2mg/m3降到了88.5mg/m3，全塵平均降塵效率為85.98%。潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)在葛泉礦11912綜掘工作面現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，有效地治理了11912綜掘進(jìn)工作面粉塵災(zāi)害，改善了工人作業(yè)環(huán)境。

二、潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)應(yīng)用效果分析潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)降塵效果示意圖使用潤(rùn)濕劑噴霧降塵技術(shù)時(shí)821-筒體；2-條狀導(dǎo)風(fēng)筒；3-掛鉤；4-錐狀出風(fēng)筒；5-出風(fēng)口；6-筒壁出風(fēng)口；7-風(fēng)筒變徑。柔性附壁風(fēng)筒結(jié)構(gòu)示意圖柔性附壁風(fēng)筒包括柔性筒體，掛鉤，柔性筒體兩側(cè)壁上設(shè)有柔性條狀導(dǎo)風(fēng)管，柔性條狀導(dǎo)風(fēng)管沿柔性筒體成螺旋線型布置，一端與柔性筒體的筒壁相連、貫通，另一端則是柔性條狀導(dǎo)風(fēng)管的出風(fēng)口，沿螺旋線方向向前開啟；筒體前端安裝錐狀風(fēng)筒。整