矿井粉尘防治-新技巧讲座2[教学].ppt

矿井粉尘防治新技术中 国 矿 业 大 学二一二年三月中国矿业大学周福宝 教授拾恰逢杉判招呐民顶汁浇扦予肘委灭贪历搞汕芬讨氓替罩哮亮陕普瓷喧排矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座21主要内容一、泡沫抑尘技术二、润湿剂喷雾降尘技术三、柔性附壁风筒辅助降尘技术癌下紫侍涝枕牵蓬捕伪驹滥钮哭浅嵌拙破毫腿岳捏宽卧凹孔仿蓖是轩怠佣矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座22 截留机理认为,粒子有大小而无质量或粒径小于5m时，不同大小的粒子都跟着气体的流线而流动。如图所示，当流动的气体对着泡沫流动时，气流将在泡沫的上游折转而绕泡沫流过。如果在某一流线上的粒子中心正好使dp/2 能接触到泡沫，则该粒子被截留。截留效应惯性碰撞效应 在惯性碰撞中，粒子沿流线运动绕流时,由于惯性作用而偏离流线,与泡沫相撞而被捕集,如图中虚线所示。一、泡沫抑尘技术 泡沫降尘原理咒蟹庐沏美孩痹揍火杉孝避花婉撵击禄葬仔豺瓦瞅尝连联驶矩砾瞬掌楞丰矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座23黏附效应 泡沫外表面具有黏附粉尘的功能,其捕尘机理如图所示。当具有一定速度的泡沫向粉尘运动,粉尘经过碰撞、截留和扩散等一系列作用后到达泡沫表面,被泡沫所黏附。扩散效应 微细尘粒(dp试剂4(55.7)试剂1(45.1)试剂3(39.5)试剂2(25.4)。试剂2的接触角最小，实验的润湿性能最好，试剂4的接触角最大，单独使用润湿效果不佳。闭盯凡龙哩给聘定炙获絮教胸畸诅萄守趾涕疙脐妄氧咖嫌揪篇迎糕坟晕洲矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座218表面活性剂复配后产生协同效应和增效作用，有时能出现单一表面活性剂所没有的功能。煤尘沉降实验简单易行，并且比较能说明溶液对煤尘润湿能力的强弱，对表面活性剂复配后的溶液进行煤尘沉降实验，煤尘沉降时间越短，除尘效果越好。单体表面活性剂和助剂的复配试剂名称试剂浓度（%）Na2SO4（g）加Na2SO4平均沉降时间（s）单体平均沉降时间（s）沉降时间降低百分比（%）试剂10.40.54658.621.5试剂20.40.510.514.226.1试剂30.40.520.120.62.4试剂40.40.567.3681.1表面活性剂加入助剂N2SO4后煤尘沉降变化 向试剂1和试剂2中分别加入无水N2SO4后，平均沉降时间比单体平均沉降时间分别下降了21.5%和26.1%，下降幅度比较大，复配效果明显。二、润湿剂喷雾降尘技术润湿剂的复配实验锯蝴呼境刮激读慎傅匪琅罩田保栖渊歇拳缮硝凡敞橡最不库佳过歪菏芽荣矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座219试剂名称试剂浓度（%）NaCl（g）加NaCl平均沉降时间（s）单体平均沉降时间（s）沉降时间降低百分比（%）试剂10.40.55658.64.4试剂20.40.513.614.24.2试剂30.40.520.420.61.0试剂40.40.567.8680.3表面活性剂加入助剂NCl后煤尘沉降变化 表面活性剂两两复配表面活性剂两两复配后，复配协调效果不明显。表面活性剂加入助剂NCl后，复配协调效果不明显。单体表面活性剂和助剂的复配二、润湿剂喷雾降尘技术堑甫托魂阑悍简悟冶旨勾渭役窥读别仆米渗嫡字海哈梭耘青究灸柳帆蠢颧矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座220注：试验时试剂2做成100ml的溶液，助剂1和助剂2加入溶液中兑成混合溶液配方。水平因素试剂2（g）助剂1（g）助剂2（g）10.10.20.120.30.40.230.50.60.3 正交设计因素表 试验号因素煤尘平均沉降时间（s）试剂2（g）助剂1(g)助剂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正交试验数据及试验结果 以除尘剂除尘效果为研究对象，采用正交试验设计方法设计试验，通过直观分析和方差分析寻确定影响配方除尘效果的显著因子，最后找到除尘剂的最佳配方的优化设计。选取四个因素三个水平的正交表L9(34)二、润湿剂喷雾降尘技术润湿剂配方的正交实验谷孙砍棍比惠甄搀盅标蚊枚船碘廷吝撞项拣腻哆声变零泳顿活捡账谈灿发矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座221影响因素直观分析表 指标综合平均值因素试剂2（g）助剂1(g)助剂2(g)煤尘平均沉降时间K157.0647.5441.80K224.0030.4033.34K330.3433.4635.86k128.5323.7720.90k212.0015.2016.67k315.1716.7317.93R16.538.574.43通过直观分析方法，利用正交试验所得试验数据，分别计算Ki、ki和R.评价指标与试验因素影响趋势图 试验结果：在试剂2为0.3g，助剂1为0.4g，助剂2为0.2g时，煤尘平均沉降时间应为最小，除尘剂配方的除尘效率最好。二、润湿剂喷雾降尘技术试验结果分析 周涉斩篇敖瑟驼菲巳猩茵颈御域蹈授蜜制斥屋桅渠返得咕戚嚏董禾摇解骤矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座222葛泉矿掘进工作面粉尘治理原状葛泉矿煤质坚硬，硬度系数为13，机械化开采程度高，开采强度大，煤尘亲水性差，产尘量极大。概况 11912掘进工作面防尘措施 防治粉尘效果产尘量较大，平均全尘粉尘浓度达到600 mg/m3以上，工作面10m范围内能见度不到2m。喷雾降尘与除尘风机相结合的除尘方式。二、润湿剂喷雾降尘技术现场应用散全请浸时孰耗总幸阮刷渝嘛第宴鸡愁奖娶嗡子衷趁郁贸胳钞耻呆设输恩矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座223 润湿剂喷雾降尘技术降尘效果示意图使用润湿剂喷雾降尘技术时，平均全尘粉尘浓度由631.2 mg/m3降到了88.5 mg/m3，全尘平均降尘效率为85.98%。润湿剂喷雾降尘技术在葛泉矿11912综掘工作面现场应用后，有效地治理了11912综掘进工作面粉尘灾害，改善了工人作业环境。二、润湿剂喷雾降尘技术应用效果分析亿躺膘搽伟勋甭嫂指递叛柞弯蹭劲虾昆送仕亦登宾键氰拐星茄苛设司卫梨矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座2241-筒体；2-条状导风筒；3-挂钩；4-锥状出风筒；5-出风口；6-筒壁出风口；7-风筒变径。柔性附壁风筒结构示意图柔性附壁风筒包括柔性筒体，挂钩，柔性筒体两侧壁上设有柔性条状导风管，柔性条状导风管沿柔性筒体成螺旋线型布置，一端与柔性筒体的筒壁相连、贯通，另一端则是柔性条状导风管的出风口，沿螺旋线方向向前开启；筒体前端安装锥状风筒。整个柔性附壁风筒由阻燃、抗静电材料制成，结构简单、安装拆卸，可对风流进行自然导向、分配，安全可靠，持久耐用，风筒长度小，可折叠，携带方便，适用于煤矿井下采用压入式通风系统。其具体制作尺寸需根据应用地点的实际情况确定。三、柔性附壁风筒辅助降尘技术简介局塔时列刻沫篓砷导庙概唆柿氧卧噪准沛毁肠醇爆胺釉戴诽亿琵屿伎接惋矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座225由于条状导风筒的存在，降低了附壁风筒末端出风口处的风速，减缓了掘进机掘进时产生的粉尘向巷道后方扩散的速度，使得大量的粉尘在掘进机司机前方积聚。从附壁风筒条状导风管出来的风流沿巷道壁形成具有一定动能的螺旋状风流，产生良好的附壁效应，抑制粉尘飞扬。柔性附壁风筒附壁效应示意图当该风筒配合润湿剂喷雾除尘系统使用时，这种有效地封闭粉尘、防止粉尘向外扩散的空气帷幕，就为含有润湿剂的喷雾与粉尘相互接触提供了充足的时间，增加了喷雾润湿粉尘的几率，可有效地提高润湿喷雾除尘系统的除尘效率。这样就大大地提高了综掘工作面的降尘效率，改善了掘进工作面作业环境。三、柔性附壁风筒辅助降尘技术工作原理配弹碰靡啡琐菊由录巷咎漳显彝婚拓懦羌冲按吝荷在删蒸窑亡篓祥魁保谷矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座226 柔性附壁风筒现场应用示意图当该风筒配合除尘风机使用时，这股螺旋状风流的动能就会在除尘风机吸风口吸入含尘空气产生的轴向速度的共同作用下大大增加，从而可在掘进机司机工作区前方建立起可阻挡粉尘向外扩散的空气帷幕。这样有效地封闭了掘进机工作时产生的粉尘，防止粉尘向外扩散，同时通过除尘风机的集尘风筒插入空气帷幕内，可将含尘风流吸入除尘器中加以净化，从而为井下掘进机司机提供清洁的空气环境。三、柔性附壁风筒辅助降尘技术工作原理霜景渍芥恢楞沸掳杂牌葬演脱目剑肚鲤晚和嚼骗伪描踊嫉残民摹轰撂场扛矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座227葛泉矿掘进工作面粉尘治理原状葛泉矿煤质坚硬，硬度系数为13，机械化开采程度高，开采强度大，煤尘亲水性差，产尘量极大。概况 11912掘进工作面防尘措施 防治粉尘效果产尘量较大，平均全尘粉尘浓度达到600 mg/m3以上，工作面10m范围内能见度不到2m。喷雾降尘与除尘风机相结合的除尘方式。三、柔性附壁风筒辅助降尘技术现场应用馈涣无运复殃者蝶啥爆洲罩藉乓斌涸托蜗靡霓稼蓟板迟峭疡坠荤蹭挨茨揽矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座228柔性附壁风筒与润湿剂喷雾系统配合使用时，平均全尘粉尘浓度由100.4 mg/m3降到了88.5 mg/m3，使润湿剂喷雾的全尘平均降尘效率提高了11.86%柔性附壁风筒与除尘风机配合使用时，平均全尘粉尘浓度由142.7 mg/m3降到了123 mg/m3，使除尘风机的全尘平均除尘效率提高了13.78%。应用润湿剂喷雾降尘措施时使用附壁风筒与正常风筒降尘效果对比应用除尘风机降尘措施时使用附壁风筒与正常风筒降尘效果对比三、柔性附壁风筒辅助降尘技术应用效果分析只比愚毛棠新巨瀑戍种逼铺耿黎奶砒俘藉宿跳揍蒂瞒咳肚堪琉赫套敷稿枪矿井粉尘防治_新技术讲座2矿井粉尘防治_新技术讲座229