活性磁化水降塵實(shí)驗(yàn)研究

1、活性磁化水降塵實(shí)驗(yàn)研究丁仰衛(wèi)王懷增孟慶奇摘要：為有效的降低礦井粉塵濃度，木文提出了活性磁化水降塵技術(shù)，研宄了水噴霧、 磁化水噴霧、表面活性劑水噴霧和活性磁化水噴霧對(duì)不同煤質(zhì)粉塵的降塵效率， 結(jié)果表明：水噴霧的降塵率為30. 90%,磁化水噴霧的降塵率為67. 20%,表面活 性劑水噴霧的降塵率為80. 96%,活性磁化水噴霧的降塵效率為88. 60%。同時(shí)， 研宄了活性磁化水對(duì)不同煤種（氣煤、肥煤和無煙煤）的降塵效率。關(guān)鍵詞：礦塵;表面活性劑;活性磁化水;降塵效率;作者簡(jiǎn)介：丁仰衛(wèi)，男（1979-）,本科，畢業(yè)于山東科技大學(xué)，采礦工程專業(yè), 鹿洼煤礦副總工程師、通防科科長(zhǎng)，工程師。收稿日期：2

2、017-10-20the experiment research on using reactive magnetized water to reducing dustding yangwei wang huaizeng meng qingqiluwa coal mine of shandong lutai holding groupco.，ltd;abstract：in order to effective reduce the dust concentration， this thesis put forward the technology of using reactive magne

3、tized water to reducing dust, and research on the different coal dust reduce with water spray,magnetized water spray, water spray with surface active agent and reactive magnetized water. result shows that the dust reducing rate is 30. 90% with water spray, dust reducing rate is 67.20% with water spr

4、ay with surface active agent, and dust reducing rate is 80.96% with reactive magnetized water, meanwhile research on the reactive magnetized water dust control rater to different kind of coal (bottle coal, rich coal and anthracite).keyword：coal dust; surface active agent; reactive magnetized water;

5、dust reducing rate;received： 2017-10-201引言煤礦粉塵（煤塵）是嚴(yán)重威脅礦井安全生產(chǎn)的自然災(zāi)害之一，不僅會(huì)引起煤塵 爆炸，影響作業(yè)環(huán)境并造成周圍生態(tài)環(huán)境的破壞，而ii還會(huì)使礦工患上塵肺病， 危害其生命安全1-2。目前，國(guó)n外礦井應(yīng)用廣泛的粉塵控制技術(shù)主要煤層注 水位1、噴霧降塵ul通風(fēng)除塵邊1、泡沫除塵袋式除塵xii、除塵器除塵 m、化學(xué)抑塵m等。常規(guī)噴霧降塵技術(shù)效率低、噴嘴易堵塞和耗水量大等缺點(diǎn) 開始無法滿足工作面除塵要求。為有效降低礦井粉塵濃度，木文提出了活性磁化 水降塵技術(shù)。然而在現(xiàn)場(chǎng)的降塵效果如何，能否顯著降低采掘工作面和冋風(fēng)人巷 內(nèi)的粉塵濃度還未

6、知。因此，本文在實(shí)驗(yàn)室對(duì)井下巷道按1 : 0.5的比例建立丫 活性磁化水噴霧降塵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并研宄了活性磁化水對(duì)不同煤質(zhì)粉塵的降塵效 率o2試驗(yàn)系統(tǒng)及設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)由降塵裝置和測(cè)量裝置組成，其屮降塵裝置由高壓水泵、鼓風(fēng)機(jī)和模擬 巷道組成;測(cè)量?jī)x器有簡(jiǎn)易活性磁化水產(chǎn)生裝置，真空干燥箱，粉塵采樣儀，橡 膠軟管，fa1004型電子天平1臺(tái)，秒表1只。其中粉塵采樣儀的基本構(gòu)件一般 由釆樣頭、濾紙夾、空氣流量計(jì)、抽氣泵等部分組成。釆樣工作原理是:把控制 電路的電源開關(guān)打開后，打開抽氣泵開關(guān)，此吋抽氣泵內(nèi)部形成真空，外部空 氣流壓強(qiáng)明顯高于內(nèi)部氣壓，這樣外部的含塵空氣靠?jī)?nèi)外壓強(qiáng)差的作用下被抽 吸到濾紙上。再取

7、出濾紙?jiān)谔炱缴戏Q其質(zhì)量，結(jié)合采樣前的濾紙質(zhì)量，計(jì)算出采 樣前后濾紙的增重，再讀取空氣流量計(jì)的讀數(shù)，通過公式直接計(jì)算出單位體積 空氣的粉塵濃度。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖如圖1所示。圖1試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖下載原圖3實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)前首先做好相關(guān)準(zhǔn)備，配置好0. 03%的十二烷基磺酸鈉脂肪酸甲酯乙氧基 化物復(fù)配溶液，其質(zhì)量比為5:1，然后稱取8g長(zhǎng)焰煤煤粉（粒徑為350目及以 下）。一人做好投塵準(zhǔn)備，一人開水泵，保證水壓為2.5mpa,然后另一人打開 采樣頭的抽氣泵并記下流量計(jì)的讀數(shù)。打開抽氣泵的同吋進(jìn)行投塵，投塵要保證 投塵均勻，速度平緩，避免由于速度過大而大量粉塵在投塵門沉降。此時(shí)粉塵隨 著鼓風(fēng)機(jī)的吹動(dòng)，并經(jīng)過擴(kuò)

8、散器而被揚(yáng)起，均勻分布在巷道中，經(jīng)過活性磁化 水噴霧降塵，部分粉塵空氣流穿過水噴霧，進(jìn)入采樣頭，此時(shí)采樣頭的濾膜會(huì) 由于抽氣泵的抽壓作用形成負(fù)壓，在外界大氣壓的作用，吸附空氣流中的部分 粉塵。待投塵完畢后，等待廣2min,關(guān)閉噴霧和抽氣泵，并記錄此時(shí)的時(shí)間。取下采 樣頭，并取下濾膜，放在真空采樣袋中備用。當(dāng)要測(cè)試未噴霧時(shí)的粉塵采集量時(shí)，只需要把水泵關(guān)閉，其他步驟與上面實(shí)驗(yàn) 過程一樣。4活性磁化水對(duì)長(zhǎng)焰煤降塵效率分析實(shí)驗(yàn)過程測(cè)得活性磁化水對(duì)長(zhǎng)焰煤煤塵的降塵結(jié)果和降塵效率見表1、表2。表1噴霧降塵量情況表下載原表質(zhì)量（g）次數(shù) 名稱前1后23水噴霧0.02750.03110.028840.0320

9、磁化水噴霧0.03208 0.033060.033280.033活性水噴霧0.03468 0.034990.035160.0350活性磁化水噴霧0.03210.032540.033660.0308表2噴霧降塵效率情況表下載原表名稱(m 2-m !) (m g)m (m g)=(m 2一m l)-水噴霧3.1673.663磁化水噴霧1.161.739活性水噴霧0.3831.009活性磁化水噴霧0.2530.8324不同介質(zhì)圖2降塵效率柱狀圖下載原圖由表1、表2和圖2分析可知，在同一種噴霧壓力條件下:水除塵的效果是十分 有限的，磁化和活性劑都分別能夠增加水降塵率，磁化和活性劑之間又具有耦 合協(xié)同作

10、用，可共同改變水的物理性質(zhì)，對(duì)水的表面張力以及粘度都會(huì)產(chǎn)生降 低作用，進(jìn)而增加水分子與煤塵的濕潤(rùn)性，增加水滴伍裹煤塵的能力，提高除 塵效果，增大除塵效率。由上圖分析可知，磁化相比于活性劑的單獨(dú)作用較弱， 同時(shí)磁化與活性劑改變水分子物理性質(zhì)的能力并不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的相加作用，而 是磁化在活性劑大大促進(jìn)水的濕潤(rùn)性的同時(shí)，能夠進(jìn)一步增加水的濕潤(rùn)性。二者 的協(xié)同作用有利于進(jìn)一步研宄活性磁化水的性質(zhì)，對(duì)于煤礦井下除塵的研宄有 著更為深遠(yuǎn)的意義。5活性磁化水對(duì)其他煤塵降塵效率上節(jié)測(cè)試了活性磁化水對(duì)長(zhǎng)焰煤的降塵效率，并與水噴霧、磁化水噴霧和活性水 噴霧的降塵效率進(jìn)行了對(duì)比分析。為了研宄活性磁化水對(duì)不同煤種的降塵

11、效率， 木節(jié)將進(jìn)行活性磁化水噴霧對(duì)氣煤、肥煤和無煙煤的煤塵進(jìn)行降塵實(shí)驗(yàn)研宄，參 照長(zhǎng)焰煤的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)過程，分別對(duì)氣煤、肥煤和無煙煤的煤塵（均是350 a及下規(guī)格的粒徑）進(jìn)行活性磁化水噴霧降塵實(shí)驗(yàn)，其測(cè)試結(jié)果見表3、表4。質(zhì)量（g）次數(shù)名稱-!八刖后氣煤0.03180.03205肥煤0.03120.031448無煙煤0.03080.030145表4不同煤種降塵效率情況表下載原表名稱(m 2ni !)(m g)m (m g) = (m2-n氣煤0.250.829,肥煤0.2481.739無煙煤0.2451.00984.29s4.45s4.6584,8860402c圖3不同煤種降塵效率柱狀圖下載

12、原圖由圖3分析可知，活性磁化水對(duì)4種不同煤種的降塵效率相差不大。雖然不同的 煤質(zhì)會(huì)影響水與煤塵的吸附能力，且活性磁化水對(duì)不同的煤塵的濕潤(rùn)能力也不 一樣，但是在實(shí)驗(yàn)室對(duì)不同煤種的煤塵進(jìn)行降塵實(shí)驗(yàn)研宄發(fā)現(xiàn)，在降塵效率方 面的影響并不大。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室所用的煤塵粒徑比較小，肉眼兒乎看不到，很 接近pm2. 5的粉塵顆粒，而實(shí)驗(yàn)室條件下的活性磁化水霧化效果十分好，能夠 很好的捕捉到煤塵并沉降下來，因此對(duì)于不同煤種的煤塵顆粒的降塵效果很接 近，故而活性磁化水對(duì)4種不同的煤塵顆粒的降塵效率幾乎一樣。因此，對(duì)于活 性磁化水降塵實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)研宄可以選擇其中一種煤塵顆粒進(jìn)行研宄，這樣可大 大減少以后實(shí)驗(yàn)研究的工作

13、量。6結(jié)論(1) 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定水噴霧、磁化水噴霧、表面活性劑水噴霧和活性磁化水噴霧對(duì) 長(zhǎng)焰煤煤塵的降塵效率，并比較四者的降塵率的大小:其屮水噴霧的降塵率為 30. 90%,磁化水噴霧的降塵率為67. 20%，活性水噴霧的降塵率為80. 96%，活性磁化水噴霧的降塵效率為88. 60%，這表明活性磁化水有效的改善水的降塵效 果。(2) 對(duì)氣煤、肥煤和無煙煤的煤塵降塵效率研究，并與長(zhǎng)焰煤進(jìn)行比較，蘇降塵 效率分別為84. 45%、84.65%、84. 88%和84. 29%。說明活性磁化水對(duì)不同煤質(zhì)的 煤塵的降塵效率相差不大。參考文獻(xiàn)1 蔣建文.淺談煤礦掘進(jìn)工作面的防塵技術(shù)j.中國(guó)科技博覽，2016(3) : 138-139.2 陳東春，徐培銘，李燃.煤礦粉塵現(xiàn)狀及綜合防治技術(shù)探討j.礦業(yè)工程， 2010，8 (3) : 59-62.3 王青松，金龍哲，孫金平.煤層注水過程分析和煤體潤(rùn)濕機(jī)理研究j.安全 與環(huán)境學(xué)報(bào)，2004, 4 (1) : 70-73.4 馬素平，寇子明.噴霧降塵機(jī)理的研究j.煤炭學(xué)報(bào)，2005, 30 (3) : 297-300.5 周茂普.綜掘工作而通風(fēng)除塵系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用j.煤炭科學(xué)技術(shù)，2009 (10) :1-3.6 趙鵬飛，蔣仲安，甄增林，等.