掘進(jìn)工作面濕潤(rùn)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(yán)重影響著礦井安全生產(chǎn)，對(duì)井下工人的身心健康造成了威脅。隨著掘進(jìn)工作面機(jī)械化采掘效率的提高，掘進(jìn)巷道高濃度粉塵危害日趨嚴(yán)重。現(xiàn)有掘進(jìn)工作面降塵技術(shù)主要是物理方法，對(duì)疏水性的煤塵降塵效果不理想。近年來(lái)發(fā)展的水中添加化學(xué)濕潤(rùn)劑的降塵技術(shù)可以增強(qiáng)水對(duì)煤塵的潤(rùn)濕效果，提高降塵效率，但研究成果仍存在許多不足?；诖耍疚膶?duì)應(yīng)用于掘進(jìn)工作面的濕潤(rùn)劑霧化降塵關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，著重于高效降塵濕潤(rùn)劑的復(fù)配優(yōu)選及濕潤(rùn)劑添加

2、裝置的研究，為濕潤(rùn)劑霧化降塵技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用提供技術(shù)保障。
　　通過(guò)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(rùn)劑后噴霧降塵效率提高的原因：濕潤(rùn)劑的主要成分表面活性劑可以降低水的表面張力，增強(qiáng)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(guò)程中的阻力，使塵粒易于穿透霧滴液膜被液體潤(rùn)濕；同時(shí)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(rùn)濕，提高降塵效率。研究結(jié)果為濕潤(rùn)劑的

3、復(fù)配優(yōu)選提供了理論基礎(chǔ)。
　　針對(duì)目前濕潤(rùn)劑成分單一，降塵效果差的缺陷，基于各類煤塵的潤(rùn)濕性，采用表面張力測(cè)量、接觸角測(cè)量及煤塵沉降實(shí)驗(yàn)，復(fù)配優(yōu)選出降塵濕潤(rùn)劑。通過(guò)模擬巷道的噴霧降塵實(shí)驗(yàn)，得到復(fù)配濕潤(rùn)劑對(duì)不同種類煤塵的降塵效率。實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)配濕潤(rùn)劑對(duì)各類煤塵的降塵效率均有大幅提高，特別是對(duì)強(qiáng)疏水性煤塵降塵效果尤為突出，驗(yàn)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(rùn)劑的復(fù)配優(yōu)選方案。
　　針對(duì)現(xiàn)有濕潤(rùn)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(rùn)劑添加裝置。該裝置無(wú)需電力驅(qū)動(dòng)，依靠井下靜壓水作為驅(qū)動(dòng)力，添加濃度穩(wěn)定且易于調(diào)節(jié)。針對(duì)掘進(jìn)工作面對(duì)濕潤(rùn)劑霧化降塵系統(tǒng)進(jìn)行了布置。利用Solidwoks軟件對(duì)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(duì)濃度調(diào)節(jié)原理進(jìn)行了闡釋，并采用有限元分析軟件Ansys對(duì)添加裝置缸體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力學(xué)仿真優(yōu)化。
　　換向機(jī)構(gòu)是添加裝置的關(guān)鍵元件。對(duì)換向機(jī)構(gòu)運(yùn)用Adams軟件進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真優(yōu)化。通過(guò)分析不