基于复合粘结剂的堆煤抑尘与固尘研究

发布时间：2020-06-15 05:03

【摘要】：随着我国煤矿生产规模的日渐扩大,特别是机械化生产能力不断提升,煤矿短期产量急剧增多,导致现有煤仓储存压力增大,煤炭堆积现象严重。另外近年来由于我国煤炭进口量增多,沿海煤运港口的库存压力增大,而这些煤炭多数采用露天堆煤方式储存,由于上述两类的堆煤引发了一系列环境污染问题,危害了工作人员的健康、对周边自然环境空气污染加重,因此,研究与防范堆煤扬尘问题已经迫在眉睫。本文基于国内外单一化学抑尘剂,优化研究出一种新型复合粘结剂,该复合粘结剂同时具有抑尘固尘双重功效且效果良好的优点,制备工艺相对简单,药剂对环境友好等优点。本文主要分为复合粘结剂润湿粉尘效果和复合粘结剂粘结粉尘效果影响因素研究及相关喷洒系统开发与应用两大部分,主要的工作及研究结果如下:(1)分析了复合粘结剂对不同物化性质的粉尘的抑尘效果,通过扫描电子显微镜能谱分析和反向渗透的方法,探究影响复合粘结剂润湿抑尘效果的因素,得出了复合粘结剂对不同物化性质的粉尘的润湿抑尘特性,得出了复合粘结剂抑尘的最佳应用范围。(2)探究了复合粘结剂表面张力、接触角等特性,分析了复合粘结剂表面张力与接触角的关系,通过反向渗透的方法,得出了其不同表面张力的复合粘结剂的抑尘效果,得出了复合粘结剂抑尘的最优浓度比。(3)分析了复合粘结剂对不同物化性质的粉尘的固尘效果,通过扫描电子显微镜能谱分析及风蚀模拟的方法,探究影响复合粘结剂固化粉尘效果的因素,得出了复合粘结剂对不同物化性质的粉尘的固尘特性,得出了复合粘结剂固尘的最佳应用范围。(4)探究了复合粘结剂表面张力、粘附力等特性,分析了复合粘结剂表面张力与粘附力的关系,通过风蚀模拟的方法,得出了其不同粘附力的复合粘结剂的固尘效果,得出了复合粘结剂固尘的最优浓度比。(5)设计抑尘固尘自动喷洒系统,通过应用本文开发的复合粘结剂,分别在露天堆煤场和储煤仓中进行了现场应用,效果表明本文研究的复合粘结剂抑尘固尘效果良好。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD714
【图文】：

高浓度粉尘,露天,普遍化,煤炭

来随着我国煤矿生产规模的日渐扩大，特别是机械化生产能力不断提升，煤矿短期产量急剧增多，矿山储煤能力不足，此外现阶段能源多元化，煤的使用能力不足，销售跟不上生产，导致煤矿堆煤的普遍化产生。且随着我国今年来高速发展，工业化进度加快，进口煤量逐年递增，2017 年进口煤炭 2.7 亿吨，较2016 年同比增长 6.1%，稳居世界煤炭进口国第一，而进口煤炭运输方式多采用海运，储存方式多采用露天堆煤，这些露天堆煤引发出一系列环境污染问题，其中堆煤扬尘问题尤为突出。我国是世界上受生产性粉尘影响最为严重的国家之一，而堆煤特别是露天堆煤的普遍化出现，带来了更加严重的粉尘安全隐患和从业人员的职业健康问题。这些露天堆放的煤炭很容易因风化而导致大量煤炭的粉化,在干燥季节遇上大风天气,细散的煤粉很容易随风飞扬,形成一种大面积的开放性煤尘污染源，且储煤场属于大型开放性物料堆积场所，面积较为开阔，又经常有斗轮机、推土机等大型作业设备，作业时，煤堆极易产生高浓度粉尘，高浓度粉尘严重影响一线职工的视线，使其不能发现生产过程中的一些危险，工作危险程度大大增加。如图 1-1所示。

煤工尘肺,扬尘,占比,场所

图 1-2 煤工尘肺病占比Figure 1-2 Proportion of coal worker's pneumoconiosis堆煤附近的工况场所，由于堆煤作业或风的影响下，堆煤极易扬尘。煤粒直径较小，很容易悬浮在空气中，形成粉尘云，且煤粉具有可燃性，堆近一些大型作业设备作业的时候，很容易产生电火花或者强烈振动摩擦，情况下很容易达到粉尘爆炸的条件，导致煤粉爆炸[2，3]。有些火力发电厂天煤堆,由于煤尘飞扬,可使供热管道、电缆等处因沉积粉尘自燃也能造成火4]。因此堆煤防尘已经成为矿山生产管理人员十分关心的焦点问题之一。1.2 国内外抑尘剂的研究概况(Research Status at Home andAbroad)矿尘作为矿山五大灾害之一，人们一直致力于粉尘的防止技术研究。近，化学抑尘剂逐渐成为比较新颖有效的粉尘防治方法之一，该技术自出现一直得到世界矿山安全工作人员的广泛关注，且不断得到创新与发展。化尘技术主要是通过使用化学抑尘剂来抑制粉尘的飞扬。国内外抑尘剂的分

【参考文献】