吸湿型路面抑尘剂配方研制及工业试验

针对露天采场路面扬尘特点及机理,研制出一种吸湿型路面抑尘剂.基于正交试验,以失水率为评价指标,对抑尘剂各组分进行优化,并在实验室条件下对最优配方进行吸湿性、抗风吹等性能测试.结果表明,实验室研制的配方在25 d内最低含水率达到8.18%,具有很好的防风抑尘性能.将该抑尘剂配方进行工业试验,结果表明,该抑尘剂的有效抑尘时间为10 d,与传统洒水方法相比,抑尘费用降低了30.71%,节水效率达到94.67%.     

瓦斯煤尘爆炸传播数值仿真系统研究

以连续相、燃烧、颗粒相数理方程建立瓦斯煤尘爆炸传播数理模型，并应用连续相、颗粒相计算方法，依据大型巷道瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸传播实验数据，借助普遍应用的流场模拟平台，开发了瓦斯、煤尘爆炸数值仿真系统。该系统可以有效地模拟煤矿瓦斯、煤尘的爆炸事故过程，对瓦斯爆炸的爆燃转爆轰、煤尘是否参与爆炸、爆炸冲击传播速度、衰减规律以及爆炸灾害的波及范围都能进行较准确的模拟。     

煤矿综掘工作面高效喷雾降尘系统

在煤矿生产过程中,粉尘是困扰着安全生产的重大灾害之一.对于煤矿综掘工作面粉尘防治工作,重点是针对截割产尘源.为了降低工作面粉尘浓度,改善工作面劳动环境,通过分析综掘工作面粉尘的主要来源和现场测试综掘巷道粉尘浓度的分布规律,在传统综掘工作面高压喷雾降尘的基础上,提出了2种改进的综掘工作面高效喷雾降尘方案.方案1使用增压水泵,设计一台体积小、重量轻的水泵泵组,安装在掘进机机身上,通过增压水泵的特定转换,获得高压水;方案2使用掘进机上的液压油,驱动一台以液压水泵为核心的增压泵,获得高压水.2种方案均克服了传统方法的缺点和不足,结合抑尘剂配比装置,在实际应用中取得了良好的降尘效果,降尘率最高达到了84%.     

煤尘云着火敏感性影响因素的实验研究

为研究煤尘云的着火敏感性,选取3种典型煤尘-无烟煤、烟煤、褐煤,采用Godbert-Greenwald恒温炉装置,研究不同测试条件及煤尘种类对煤尘云最低着火温度的影响,以及惰性粉尘对煤尘云着火的抑制作用.研究表明:随着喷尘压力的增大,煤尘云最低着火温度先降低后升高,存在最佳喷尘压力为50 kPa,对应的煤尘云着火温度最低;随着煤尘粒径的增大,煤尘云最低着火温度呈线性升高的趋势;随着煤尘云浓度的增大,煤尘云最低着火温度先降低后升高;3种煤尘云均存在最佳着火浓度:无烟煤和烟煤为1.818 g/L,褐煤为1.364 g/L;煤尘云的最低着火温度随挥发分含量的增大而减小;挥发分质量分数小于15%的煤尘,灰分的阻燃作用明显,挥发分质量分数大于15%时,灰分的阻燃作用不明显;惰性粉尘对煤尘云着火的抑制效果:炭黑最强、粉煤灰次之,CaCO₃最弱.      

降低煤矿粉尘浓度的新途径

煤矿粉尘的防治一直是煤矿安全生产的一大难题，随着科学技术的不断发展，国内外工程技术人员应用物理化学方法研究出多种效果显著的降低矿井粉尘浓度的新技术。     

综放工作面粉尘运动的数值模拟及试验研究

运用气固两相流动理论建立了粉尘颗粒的离散型数学模型,采用Fluent软件,对成庄矿3309综放工作面的粉尘运动分布规律进行了数值模拟和实测.结果表明:利用数值模拟方法可以得到粉尘颗粒的运动分布特征,工作面割煤、移架、放顶煤各工序过程粉尘的浓度分布规律不同,粉尘浓度出现最大值的位置不同,难以沉降的呼吸性粉尘的分布区域也不同;经对比实测数据与模拟结果较为一致.研究结果可以为现场防尘技术措施提供理论性指导.     

基于煤巷掘进粉尘分布的干式除尘布局优化

随着煤巷机械化掘进程度的不断提高,煤巷中粉尘浓度也不断攀升,高浓度的粉尘一方面会影响井下工作人员的身心健康,另一方面也增加了粉尘爆炸的可能性。干式除尘器由于具有除尘效率高、零耗水、无污染的优点而被广泛应用在煤矿掘进中。本文采用数值模拟的方式,研究了干式除尘器作用下巷道内的风流结构,并研究了除尘风筒和局部通风机风筒相对位置对除尘效率的影响,以及除尘风筒到掘进头的距离对除尘效率的影响。研究结果表明：除尘风筒的布置应与局部通风机风筒尽量的远离,当除尘风筒距离掘进头4~5 m时,除尘效果会比较好。研究可以有效的指导干式除尘器在巷道掘进中的布置,为改善巷道内掘进环境做出贡献。     

煤炭铁路运输抑尘应用研究

根据目前铁路煤炭的运输方式,研制了煤炭抑尘剂喷洒适用的设备类型及单位平米的喷洒量,并对其抑尘喷洒量、喷洒作业方式及喷洒效果进行了现场试验。结果表明：摆臂式和龙门式抑尘喷洒设备的抑尘效果较好,通过使用该类设备实现煤炭表面均匀喷洒抑尘剂产品可以有效降低粉尘对环境的污染。     

煤矿采掘引起粉尘污染与防治

根据煤矿井下采掘粉尘的特性及其危害和对井下空气污染的状况，详细分析了煤矿井下德主要尘源和尘量分布，提出针对井下采掘各产尘源的治理措施。并对煤矿井下的防尘管理做了科学的展望，通过对粉尘污染的治理，改善煤矿工人的作业环境，实现清洁生产，降低矿工职业病发病率，提高煤矿生产效益和经济效益。     

煤层长孔注水在长沟峪煤矿的试验研究

为了解决长沟峪煤矿工作面粉尘质量浓度大的问题,采用煤层注水这一从源头上控制煤尘产生的方法,针对长沟峪煤矿-140 m水平北一以北15槽煤层的地质特征,设计了其煤层长孔注水系统及注水参数,并应用于现场.通过现场测试注水前后煤样含水率及粉尘浓度的变化的数据表明:煤层注水能有效降低采煤时各道工序产生的粉尘量,使工作面及顺槽的劳动环境条件大为改善.证实长孔煤层注水技术是一项行之有效的防治粉尘的技术措施.     

细水雾抑制煤尘与瓦斯爆炸实验

搭建小尺寸细水雾实验平台,用相应管道模拟矿井环境.在阐明煤尘与瓦斯爆炸传播机理的基础上,研究细水雾抑制管道混合物爆炸的有效性,并对其做定性定量的分析研究.研究发现:在细水雾作用下,煤尘与瓦斯的火焰传播速度会相应减小、所测火焰温度有所降低.当混合物爆炸的威力较大时,细水雾对其相关参数影响较弱,应适当增加压力,改变细水雾的物理化学抑制作用,增强灭火特性.实验结论:细水雾抑制煤尘与瓦斯爆炸的研究为煤矿抑爆装置的研制和安装提供了技术支撑.     

矿井粉尘的迁移及弥散系数的研究

本文总结了国内外关于矿井粉尘迁移、沉降和弥散等的最新成果。提出了井巷粉尘沉降和弥散的数学模型,并从理论上导出了井巷粉纵向弥散系数的计算公式E_x=49.528aUa~(1/2)。     

瓦斯煤尘爆炸火焰传播机理的实验测试系统研究

为了研究管道瓦斯煤尘爆炸火焰的传播机理,确定表征瓦斯煤尘爆炸的主要物理量的变化特征,本文构建了瓦斯煤尘爆炸的实验测试系统,主要包括管体系统、爆炸压力及火焰数据测量系统、配气系统、激光器触发延时系统、激光纹影系统、真空舱(实验前抽真空)。气路、数据采集电缆和电源线分别通过相互隔离的沟槽,并与充配气系统集成在控制台。实验段和过渡段均设置专用光学窗口,用于流场显示和光谱测量(组分、温度)。实验测试系统还设计了多通道的压力(压电和压阻传感器)和火焰速度测量和数据采集系统。该实验测试系统能够模拟煤矿内复杂燃烧、爆炸及其传播机理,因此,在煤矿瓦斯爆炸事故,研制阻爆和隔爆设备,勘察事故现场,瓦斯爆炸基础研究等方面,有着较为广泛的应用前景。     

光学粉尘检测中的模式分类反演法

分析了基于Ｆｒｏｕｎｈｏｆｅｒ衍射的煤矿井下粉尘粒度分布检测的模式识别算法，针对决定反演精度的模式数量与传感器实时性之间的突出矛盾，提出了模式分类方案，使模式识别的速度提高原来的若干倍，从而为实时反演算法的单片机运行提供了有力保障。     

高压喷雾降尘系统在储煤场的应用

以晋城煤业集团古书院矿储煤场为例,介绍了储煤场粉尘浓度严重超标的现状,分析了新型高压喷雾降尘系统应用于储煤场的降尘效果。     

粉尘析出机理、扩散规律与控制技术研究

由于物料下落而激起的紊乱空气流使得吸附在煤块上的细小煤粉四处飘逸,成为主要尘源之一.本文分析来煤的性质、粉尘的强度、粒度特征,研究选煤厂在各皮带和下料管转运点处、溜槽设计不尽合理等引起的转载点产尘严重的主要原因,为最后达到粉尘控制奠定基础.     

协同增效原理在煤尘抑爆剂中的应用实验

煤尘抑爆技术是防治煤尘爆炸的重要手段,抑爆技术核心是研究开发具有较好抑爆性能的抑爆剂。分析了煤尘抑爆剂的物理、化学、混合3种作用机理形式,并对现有抑爆剂进行了分类,提出了新型抑爆剂的基本特性,运用复配协同增效技术进行了抑爆剂的开发,选取Al(OH)3、聚磷酸铵和具有天然纳米孔结构的硅藻土为单体,通过合成得到3种复配型抑爆剂A、B、C;利用20 L球形爆炸测试系统以爆炸特性参数为指标,对新型抑爆剂的抑爆效果进行了爆炸实验;结果表明,复配型抑爆剂较传统抑爆剂有更优越的抑爆性能,实现了协同增效。     

控制煤尘的泡沫溶胶性能研究

为研究控制煤尘的泡沫溶胶的性能,运用胶粘剂拉伸剪切试验机对由添加3‰胶粘剂的泡沫溶胶溶液浸泡后的煤样进行了剪切、拉伸实验;利用电热鼓风干燥箱对泡沫溶胶溶液的不挥发份容量比和质量比进行了实验;对水、水性泡沫和泡沫溶胶吸附煤尘的效率进行了对比实验;对原煤和用泡沫溶液浸泡过的煤样进行了燃烧热测定.实验得出泡沫溶胶粘结煤尘的剪切力为0.069 kN,拉伸力为0.102 kN,在6级风力条件下不会扬尘;泡沫溶胶溶液不挥发份的容量比和质量比分别为37.1%和30.54%;水、水性泡沫和泡沫溶胶吸附煤尘的效率分别为20.03%,60.09%和90.20%;用泡沫溶胶浸泡过的煤样与原煤燃烧热值相比减少了0.89%.     

EBZ135CT防突除尘掘进机第二运输机的研制与分析

EBZ135CT防突除尘掘进机是一种针对粉尘和瓦斯问题突出严重的中小断面半煤岩巷道开拓掘进而设计的新型综掘设备。该机型是集掘进机、多功能除尘装置和防突钻机于一体的新型综掘设备,对保护煤矿一线工人的人身安全和身体健康,提升煤矿安全作业具有极其重要的作用。第二运输机是与EBZ135CT掘进机相配套能够实现煤矿井下煤矸等散状物料快速转运的专用带式转载机。转载机集成了液压支撑器、减轻煤矿工人劳动强度、提升安全保障方面实现重大突破;皮带小车在后配套运输机上偏摆、移动灵活;转载机机身刚性好、减少机器的维护强度。第二运输机集成的液压支撑器,采用掘进机液压泵站作为动力源,在移动轨道时支撑转载机。在设计技术方面,采用了数字样机技术,通过构建虚拟样机,使设计验证减少对物理样机的依赖,提高了产品设计质量、降低产品开发成本及缩短产品开发周期。文章介绍了该新型转载机的结构组成和功能特点,阐述了第二运输机的安标定型检验和工业性试验的过程和试验效果。     

关于岩粉隔爆效果的探讨

根据在德国ＤＭＴ研究院进行的煤尘连续爆炸时岩粉隔爆效果的实验数据,分析与探讨了在煤尘的一次爆炸和重复爆炸时,岩粉局部惰化效果等问题。