《煤矿综掘工作面泡沫高效除尘方法与技术》

点击下载 ⇩

矿尘可导致尘肺病和爆炸事故,是危害煤矿工人职业健康和矿井安全生产的最严重灾害之一。尘肺病是我国最主要、最严重的职业病,煤炭行业每年因尘肺病死亡人数已高于同期各类生产事故死亡人数总和;世界上一次死亡人数最多的矿难都是煤尘或瓦斯煤尘爆炸事故。我国煤矿以井工开采为主,掘进工作面粉尘危害最严重, 85%以上的尘肺病患者为掘进工人,煤尘爆炸事故也多数发生在掘进面。因此,综掘工作面除尘成为井下粉尘防治的重点。国内外现采用的喷雾降尘和通风除尘技术难以满足要求:喷雾降尘效率低,耗水量大;除尘风机在高瓦斯、突出矿井使用风险高,在压入式通风系统中处理风量受限、收尘率较低。项目针对综掘面粉尘防治的重大需求,攻克了泡沫制备与利用、发泡剂研制及联用除尘等技术难题,首创了综掘面泡沫除尘方法与技术。项目取得的主要成果如下:

1、发明了射流汽化吸液及低阻产泡方法与装置,解决了综掘面发泡剂微量稳定添加和泡沫安全低阻制备的难题,实现了除尘泡沫的高效和可靠制备。该方法以压力水射流汽化相变形成稳定静压差,实现了微量发泡剂(8ml/min-16ml/min)的稳定添加;该装置以压气和压水为动力,无需电力驱动,本质安全,内部无运动部件,阻力损失小、出口压力>0.25MPa。

2、发明了泡沫环形喷射方法与装置,解决了泡沫远距离准确包裹尘源的抑尘难题,实现了综掘面除尘泡沫的高效利用。该方法确保了环形泡沫流的稳定成型与定向作用至截割部尘源,避免了压入式风流对泡沫喷射流型的影响;该装置显著减少了泡沫喷射过程中的能量损失、射程≥2.5m。该发明降尘效率较水喷雾技术可提高40个百分点以上,耗水量减少80%以上。

3、发明了一种提高泡沫液膜强度的发泡剂,解决了高压及硬水条件下发泡剂低浓度起泡和泡沫输送-喷射易破裂损失的难题,实现了除尘泡沫的绿色与低成本应用。该发泡剂通过优选绿色表面活性剂与水溶性高聚物协同增效,增加了泡沫液膜的粘弹性;以氢键替代离子键的亲水作用,提高了抗硬水性能;承压能力较传统发泡剂提高40%-50%,使用浓度由过去的>0.5%降至0.1%。

4、发明了活性磁化水幕帘与泡沫联用除尘技术,解决了压入式通风条件下含尘风流高效净化的难题,实现了综掘面粉尘的高标准治理。该发明提出利用磁化-活性剂协同提高水捕尘能力的新方法,以活性磁化水慕帘净化含尘风流;综合除尘效率>95%,全尘和呼尘浓度分别降至10mg/m3、3.5mg/m3以下。

该项目获国家授权发明专利25项;出版专著2部,发表论文69篇(SCI收录28篇、EI收录12篇),培养博士、硕士20余名,获中国煤炭工业科学技术一等奖1项、中国职业安全健康协会科学技术一等奖1项。

项目成果经有关院士和专家鉴定,达到国际领先水平;已在安徽、山西、山东、宁夏、陕西、新疆、河北等煤炭主产区的93个国有重点煤矿得到广泛应用,保障了矿工的健康与安全,社会效益巨大,经济和环境效益显著,推动了煤炭行业科技进步;在非煤矿山等行业巷道/隧道尘害治理中也有广阔应用前景。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。