活性磁化水降尘实验研究

1、活性磁化水降尘实验研究丁仰卫王怀增孟庆奇摘要：为有效的降低矿井粉尘浓度，木文提出了活性磁化水降尘技术，研宄了水喷雾、 磁化水喷雾、表面活性剂水喷雾和活性磁化水喷雾对不同煤质粉尘的降尘效率， 结果表明：水喷雾的降尘率为30. 90%,磁化水喷雾的降尘率为67. 20%,表面活 性剂水喷雾的降尘率为80. 96%,活性磁化水喷雾的降尘效率为88. 60%。同时， 研宄了活性磁化水对不同煤种（气煤、肥煤和无烟煤）的降尘效率。关键词：矿尘;表面活性剂;活性磁化水;降尘效率;作者简介：丁仰卫，男（1979-）,本科，毕业于山东科技大学，采矿工程专业, 鹿洼煤矿副总工程师、通防科科长，工程师。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引言煤矿粉尘（煤尘）是严重威胁矿井安全生产的自然灾害之一，不仅会引起煤尘 爆炸，影响作业环境并造成周围生态环境的破坏，而ii还会使矿工患上尘肺病， 危害其生命安全1-2。目前，国n外矿井应用广泛的粉尘控制技术主要煤层注 水位1、喷雾降尘ul通风除尘边1、泡沫除尘袋式除尘xii、除尘器除尘 m、化学抑尘m等。常规喷雾降尘技术效率低、喷嘴易堵塞和耗水量大等缺点 开始无法满足工作面除尘要求。为有效降低矿井粉尘浓度，木文提出了活性磁化 水降尘技术。然而在现场的降尘效果如何，能否显著降低采掘工作面和冋风人巷 内的粉尘浓度还未

6、知。因此，本文在实验室对井下巷道按1 : 0.5的比例建立丫 活性磁化水喷雾降尘实验系统，并研宄了活性磁化水对不同煤质粉尘的降尘效 率o2试验系统及设备试验系统由降尘装置和测量装置组成，其屮降尘装置由高压水泵、鼓风机和模拟 巷道组成;测量仪器有简易活性磁化水产生装置，真空干燥箱，粉尘采样仪，橡 胶软管，fa1004型电子天平1台，秒表1只。其中粉尘采样仪的基本构件一般 由釆样头、滤纸夹、空气流量计、抽气泵等部分组成。釆样工作原理是:把控制 电路的电源开关打开后，打开抽气泵开关，此吋抽气泵内部形成真空，外部空 气流压强明显高于内部气压，这样外部的含尘空气靠内外压强差的作用下被抽 吸到滤纸上。再取

7、出滤纸在天平上称其质量，结合采样前的滤纸质量，计算出采 样前后滤纸的增重，再读取空气流量计的读数，通过公式直接计算出单位体积 空气的粉尘浓度。实验系统实物图如图1所示。图1试验系统实物图下载原图3实验过程实验前首先做好相关准备，配置好0. 03%的十二烷基磺酸钠脂肪酸甲酯乙氧基 化物复配溶液，其质量比为5:1，然后称取8g长焰煤煤粉（粒径为350目及以 下）。一人做好投尘准备，一人开水泵，保证水压为2.5mpa,然后另一人打开 采样头的抽气泵并记下流量计的读数。打开抽气泵的同吋进行投尘，投尘要保证 投尘均匀，速度平缓，避免由于速度过大而大量粉尘在投尘门沉降。此时粉尘随 着鼓风机的吹动，并经过扩

8、散器而被扬起，均匀分布在巷道中，经过活性磁化 水喷雾降尘，部分粉尘空气流穿过水喷雾，进入采样头，此时采样头的滤膜会 由于抽气泵的抽压作用形成负压，在外界大气压的作用，吸附空气流中的部分 粉尘。待投尘完毕后，等待广2min,关闭喷雾和抽气泵，并记录此时的时间。取下采 样头，并取下滤膜，放在真空采样袋中备用。当要测试未喷雾时的粉尘采集量时，只需要把水泵关闭，其他步骤与上面实验 过程一样。4活性磁化水对长焰煤降尘效率分析实验过程测得活性磁化水对长焰煤煤尘的降尘结果和降尘效率见表1、表2。表1喷雾降尘量情况表下载原表质量（g）次数 名称前1后23水喷雾0.02750.03110.028840.0320

9、磁化水喷雾0.03208 0.033060.033280.033活性水喷雾0.03468 0.034990.035160.0350活性磁化水喷雾0.03210.032540.033660.0308表2喷雾降尘效率情况表下载原表名称(m 2-m !) (m g)m (m g)=(m 2一m l)-水喷雾3.1673.663磁化水喷雾1.161.739活性水喷雾0.3831.009活性磁化水喷雾0.2530.8324不同介质图2降尘效率柱状图下载原图由表1、表2和图2分析可知，在同一种喷雾压力条件下:水除尘的效果是十分 有限的，磁化和活性剂都分别能够增加水降尘率，磁化和活性剂之间又具有耦 合协同作

10、用，可共同改变水的物理性质，对水的表面张力以及粘度都会产生降 低作用，进而增加水分子与煤尘的湿润性，增加水滴伍裹煤尘的能力，提高除 尘效果，增大除尘效率。由上图分析可知，磁化相比于活性剂的单独作用较弱， 同时磁化与活性剂改变水分子物理性质的能力并不是简简单单的相加作用，而 是磁化在活性剂大大促进水的湿润性的同时，能够进一步增加水的湿润性。二者 的协同作用有利于进一步研宄活性磁化水的性质，对于煤矿井下除尘的研宄有 着更为深远的意义。5活性磁化水对其他煤尘降尘效率上节测试了活性磁化水对长焰煤的降尘效率，并与水喷雾、磁化水喷雾和活性水 喷雾的降尘效率进行了对比分析。为了研宄活性磁化水对不同煤种的降尘

11、效率， 木节将进行活性磁化水喷雾对气煤、肥煤和无烟煤的煤尘进行降尘实验研宄，参 照长焰煤的实验系统和实验过程，分别对气煤、肥煤和无烟煤的煤尘（均是350 a及下规格的粒径）进行活性磁化水喷雾降尘实验，其测试结果见表3、表4。质量（g）次数名称-!八刖后气煤0.03180.03205肥煤0.03120.031448无烟煤0.03080.030145表4不同煤种降尘效率情况表下载原表名称(m 2ni !)(m g)m (m g) = (m2-n气煤0.250.829,肥煤0.2481.739无烟煤0.2451.00984.29s4.45s4.6584,8860402c图3不同煤种降尘效率柱状图下载

12、原图由图3分析可知，活性磁化水对4种不同煤种的降尘效率相差不大。虽然不同的 煤质会影响水与煤尘的吸附能力，且活性磁化水对不同的煤尘的湿润能力也不 一样，但是在实验室对不同煤种的煤尘进行降尘实验研宄发现，在降尘效率方 面的影响并不大。这是因为实验室所用的煤尘粒径比较小，肉眼儿乎看不到，很 接近pm2. 5的粉尘颗粒，而实验室条件下的活性磁化水雾化效果十分好，能够 很好的捕捉到煤尘并沉降下来，因此对于不同煤种的煤尘颗粒的降尘效果很接 近，故而活性磁化水对4种不同的煤尘颗粒的降尘效率几乎一样。因此，对于活 性磁化水降尘实验的基础研宄可以选择其中一种煤尘颗粒进行研宄，这样可大 大减少以后实验研究的工作

13、量。6结论(1) 通过实验测定水喷雾、磁化水喷雾、表面活性剂水喷雾和活性磁化水喷雾对 长焰煤煤尘的降尘效率，并比较四者的降尘率的大小:其屮水喷雾的降尘率为 30. 90%,磁化水喷雾的降尘率为67. 20%，活性水喷雾的降尘率为80. 96%，活性磁化水喷雾的降尘效率为88. 60%，这表明活性磁化水有效的改善水的降尘效 果。(2) 对气煤、肥煤和无烟煤的煤尘降尘效率研究，并与长焰煤进行比较，苏降尘 效率分别为84. 45%、84.65%、84. 88%和84. 29%。说明活性磁化水对不同煤质的 煤尘的降尘效率相差不大。参考文献1 蒋建文.浅谈煤矿掘进工作面的防尘技术j.中国科技博览，2016(3) : 138-139.2 陈东春，徐培铭，李燃.煤矿粉尘现状及综合防治技术探讨j.矿业工程， 2010，8 (3) : 59-62.3 王青松，金龙哲，孙金平.煤层注水过程分析和煤体润湿机理研究j.安全 与环境学报，2004, 4 (1) : 70-73.4 马素平，寇子明.喷雾降尘机理的研究j.煤炭学报，2005, 30 (3) : 297-300.5 周茂普.综掘工作而通风除尘系统研发与应用j.煤炭科学技术，2009 (10) :1-3.6 赵鹏飞，蒋仲安，甄增林，等.