掘進工作面濕潤劑霧化降塵關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、煤塵是煤礦五大自然災(zāi)害之一。煤塵嚴重影響著礦井安全生產(chǎn)，對井下工人的身心健康造成了威脅。隨著掘進工作面機械化采掘效率的提高，掘進巷道高濃度粉塵危害日趨嚴重?，F(xiàn)有掘進工作面降塵技術(shù)主要是物理方法，對疏水性的煤塵降塵效果不理想。近年來發(fā)展的水中添加化學(xué)濕潤劑的降塵技術(shù)可以增強水對煤塵的潤濕效果，提高降塵效率，但研究成果仍存在許多不足?；诖?，本文對應(yīng)用于掘進工作面的濕潤劑霧化降塵關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，著重于高效降塵濕潤劑的復(fù)配優(yōu)選及濕潤劑添加

2、裝置的研究，為濕潤劑霧化降塵技術(shù)的進一步應(yīng)用提供技術(shù)保障。
　　通過分析霧化理論、噴霧降塵原理及表面活性劑特性，得到水中添加濕潤劑后噴霧降塵效率提高的原因：濕潤劑的主要成分表面活性劑可以降低水的表面張力，增強霧化效果，提高霧滴捕塵效率；并且表面張力的降低減小了塵粒與霧滴碰撞過程中的阻力，使塵粒易于穿透霧滴液膜被液體潤濕；同時表面活性劑由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)，可以改變煤塵表面的化學(xué)組成，易于被液體潤濕，提高降塵效率。研究結(jié)果為濕潤劑的

3、復(fù)配優(yōu)選提供了理論基礎(chǔ)。
　　針對目前濕潤劑成分單一，降塵效果差的缺陷，基于各類煤塵的潤濕性，采用表面張力測量、接觸角測量及煤塵沉降實驗，復(fù)配優(yōu)選出降塵濕潤劑。通過模擬巷道的噴霧降塵實驗，得到復(fù)配濕潤劑對不同種類煤塵的降塵效率。實驗表明，復(fù)配濕潤劑對各類煤塵的降塵效率均有大幅提高，特別是對強疏水性煤塵降塵效果尤為突出，驗證了復(fù)配方案的合理性。研究結(jié)果提供了一種高效降塵濕潤劑的復(fù)配優(yōu)選方案。
　　針對現(xiàn)有濕潤劑添加技術(shù)的不足，

4、提出了應(yīng)用于煤礦井下的可調(diào)比例濕潤劑添加裝置。該裝置無需電力驅(qū)動，依靠井下靜壓水作為驅(qū)動力，添加濃度穩(wěn)定且易于調(diào)節(jié)。針對掘進工作面對濕潤劑霧化降塵系統(tǒng)進行了布置。利用Solidwoks軟件對添加裝置三維建模，建立了添加裝置的工作特性理論模型，對濃度調(diào)節(jié)原理進行了闡釋，并采用有限元分析軟件Ansys對添加裝置缸體結(jié)構(gòu)進行了靜力學(xué)仿真優(yōu)化。
　　換向機構(gòu)是添加裝置的關(guān)鍵元件。對換向機構(gòu)運用Adams軟件進行了動力學(xué)仿真優(yōu)化。通過分析不