《矿用泡沫除尘剂研究》主要针对泡沫除尘技术做了综述,介绍了除尘泡沫的基本性质及泡沫捕尘机理.采用复配实验的方法,在综合考虑发泡能力和润湿性的基础上,对现有泡沫除尘剂配方进行了改良,获得了一种新型泡沫除尘剂配方,并在现场取得了良好的降尘效果,实现了降低矿井粉尘浓度的目的。
《矿用泡沫除尘剂研究》供矿山安全管理人员、工程技术人员以及设计人员阅读,也可供高等学校相关专业师生参考。
随着煤矿采掘工作面机械化程度的提高,工作面现场的高浓度粉尘严重影响着工人的身体健康,威胁矿井的安全生产,因此,从保护现场作业人员职业安全健康以及企业安全生产的角度考虑,必须将采掘工作面的粉尘浓度控制在可容许的范围以内。本书采用理论分析、实验室研究与现场应用相结合的研究方法,提出了矿用泡沫除尘剂的研究思路。
本书研究分析了除尘泡沫的基本性质及泡沫捕尘机理,在此基础上优选出12种可用于泡沫除尘技术的发泡剂和3种润湿剂。进而采用改进Ross-Miles法,通过发泡剂单体初选实验及发泡剂复配实验,确定出了3种发泡剂的最优配方:通过3种发泡剂与3种润湿剂复配实验,确定出发泡剂与润湿剂的最优配此及浓度,从而初步确定了9种泡沫除尘剂配方:通过DSA100视频光学接触角测量仪,分别测量了初步确定的泡沫除尘剂配方对不同煤质矿井粉尘的润湿性,通过润湿性测定结果,对初步确定的泡沫除尘剂配方进行筛选,进而采用搅拌法和发泡器法测定了经接触角实验筛选之后的泡沫除尘剂的发泡倍数,最终确定出了3种发泡倍数高、润湿性好的泡沫除尘剂,其发泡倍数分别达到了30. 78倍、38. 61倍和34. 92倍。为了考察最终确定的泡沫除尘剂除尘效果,在综掘工作面进行了现场应用,通过测定使用泡沫除尘剂前后粉尘浓度,得出了泡沫除尘剂的降尘率,结果显示:课题研发的泡沫除尘剂对整个综掘工作面而言,全尘平均降尘效率达到了92. 60/0,对呼吸性粉尘的降尘效率是85. 40/0,降尘效果显著。
本书在编写过程中,得到了山东科技大学程卫民教授的悉心指导,辛嵩教授、刘伟韬教授、周刚副教授、聂文老师、王昊博士、于海明硕士给予了无私的帮助,在理论推导、实验室研究以及现场数据采集分析方面,他们都做了大量的工作。本书的出版还得到了国家自然科学基金项目“综掘工作面截割区域多级泡沫分区捕尘机理基础研究(编号:51804034)”和滨州学院的资助,在此一并表示感谢。
限于作者水平,书中若有不当之处,诚请读者批评指正!
1 绪论
1.1 课题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 泡沫除尘国外研究现状
1.2.2 泡沫除尘国内研究现状
1.3 课题研究的目的与意义
1.4 研究内容与方法
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.5 本章小结
2 除尘泡沫基本性质及泡沫捕尘机理研究
2.1 除尘泡沫的基本性质
2.1.1 泡沫分类
2.1.2 泡沫的形成机制
2.2 泡沫捕尘机理
2.2.1 截留作用
2.2.2 惯性碰撞
2.2.3 扩散效应
2.2.4 黏附效应
2.3 本章小结
3 矿用泡沫除尘剂配方初选
3.1 泡沫除尘剂性能测定方法
3.1.1 泡沫除尘剂发泡性能测定方法
3.1.2 泡沫除尘剂润湿性能测定方法
3.2 除尘泡沫对泡沫除尘剂性质的要求及其选择原则
3.2.1 除尘泡沫对泡沫除尘剂的要求
3.2.2 泡沫除尘剂单体的选择原则
3.3 泡沫除尘剂实验室研究
3.3.1 实验材料和实验仪器
3.3.2 发泡剂单体实验及优选
3.3.3 发泡剂单体复配实验
3.3.4 发泡剂与润湿剂复配实验
3.4 泡沫除尘剂配方的初步确定
3.5 本章小结
4 泡沫除尘剂润湿性测定及配方优选
4.1 煤尘的润湿性
4.1.1 润湿类型
4.1.2 接触角和杨氏方程
4.2 泡沫除尘剂润湿性实验
4.2.1 无烟煤粉尘润湿性测定
4.2.2 褐煤粉尘润湿性测定
4.2.3 焦煤粉尘润湿性测定
4.3 泡沫除尘剂配方优选
4.4 本章小结
5 泡沫除尘剂发泡倍数测定及配方确定
5.1 发泡倍数常用测量方法
5.2 泡沫除尘剂发泡倍数测定
5.2.1 搅拌法泡沫倍数测定实验
5.2.2 发泡器法泡沫倍数测定实验
5.3 泡沫除尘剂配方的最终确定
5.4 本章小结
6 现场应用
6.1 应用条件及技术参数
6.2 掘进工作面的应用
6.2.1 兴隆庄煤矿3904综掘工作面概况
6.2.2 系统运行与粉尘浓度测定
6.2.3 测定结果分析
6.3 本章小结
7 主要结论与创新点
7.1 主要结论
7.2 创新点
参考文献