新型润湿剂及其集中自动添加技术工艺研究

摘要

井下粉尘主要来自采掘工作面，煤矿防尘用水表面张力大、润湿性能差、导致喷雾降尘率较低，达不到降尘要求。传统的润湿剂添加装置自动化程度差、添加比例不易调节、设备移动频繁等影响着润湿剂的使用效果。为提高清水喷雾降尘效率及润湿剂的使用效率，利用理论分析、实验研究、现场观测及实验相结合的方法，通过对新型润湿剂及其集中自动添加技术工艺的研究，形成了适用于田陈煤矿采掘工作面的润湿剂自动添加技术工艺体系。
　　通过对矿井采掘工作面粉尘理化性质的测定与分析，得出田陈煤矿采掘工作面粉尘粒度分布规律及采掘工作面粉尘荷电性，为研发适用于田陈煤矿采掘工作面的润湿剂奠定基础;基于对润湿剂降尘机理的分析，对初选的19种润湿剂单体进行了表面张力实验、接触角实验，优选出10种润湿剂单体作为润湿剂复配配方实验的基本构成试剂。通过对不同润湿剂单体复配溶液进行煤尘沉降Walker实验，结合润湿剂复配溶液的表面张力及接触角测定结果，综合考虑环保性、经济性和易购性等多方面因素，确定了高效环保的煤尘用喷雾润湿剂的配方;结合田陈煤矿井下实际情况，对可服务于整个采区的润湿剂集中自动添加装置进行了研发。根据润湿剂集中自动添加的功能要求，设计了润湿剂添加系统采用前馈—反馈复合控制系统，以达到输出量（润湿剂添加量）随输入量（防尘管路水流量）实时变化。基于对系统人机功能以及通讯协议的研究，对润湿剂集中自动添加系统的实现方案进行设计，最终形成服务于采区的新型润湿剂集中、自动添加技术工艺;通过在田陈煤矿北七采区的对新型润湿剂及其自动添加系统进行了工程应用后发现，将新型润湿剂及其自动添加装置与喷雾装置联合使用后，采掘工作面粉尘浓度大幅下降，降尘效果明显。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的提出

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究的目的和意义

1．4 研究内容和方法

2 矿井采掘面煤尘理化性质的测定与分析

2．1 煤尘粒度测定

2．2 煤尘荷电性测定

3 田陈煤矿喷雾降尘用新型润湿剂研发

3．1 润湿剂除尘机理

3．2 润湿剂单体的优选实验

3．3 不同润湿剂单体的复配实验及配方优选

4 润湿剂集中自动添加系统研发

4．1 传统润湿剂分散添加装置

4．2 润湿剂集中自动添加系统基本原理

4．3 润湿剂集中自动添加系统控制器设计

4．4 润湿剂集中自动添加系统实现方案

5 润湿剂集中自动添加系统现场工业性试验

5．1 湿润剂集中自动添加系统硬件及安装地点选择

5．2 清水喷雾降尘效果分析

5．3 润湿剂集中自动添加系统降尘效果分析

5．4 润湿剂集中自动添加系统开启前后降尘效果分析

6 主要结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果