本发明属于抑尘剂,具体涉及一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料及其使用方法。
背景技术:
1、综合机械化掘进技术的应用推广显著地提高了井下粉尘浓度,在井下采掘工作面的煤尘浓度可高于2000mg/m3,严重地污染了作业环境。当前降尘技术难以满足日益增长的降尘需求,需开发高效先进降尘技术。
2、粉尘的存在加速了机械设备的磨损,缩短了精密仪器的使用寿命。这不仅降低了作业效率,还增加了作业过程中的风险。设备的维修和更换不仅增加了成本,还可能导致生产进度的延误,影响整个矿井的经济效益。此外,粉尘还具有潜在的爆炸危险。一旦发生爆炸,不仅会导致昂贵的设备损毁,还可能造成巷道的破坏,对矿井的安全生产构成了威胁。因此,如何有效控制和减少粉尘的产生,已成为煤矿安全生产中解决的重要问题。
3、本发明针对井下粉尘进行研究,降低粉尘浓度,保障工人的人身安全。
4、与传统喷雾降尘方式相比,泡沫除尘技术具有以下特点:
5、(1)相较于喷雾降尘技术,对全尘、呼尘的抑制效果优势显著;
6、(2)泡沫体相较于喷雾降尘技术,拥有更大的比表面积和体积,降尘效率更高;
7、(3)泡沫体中含有的表面活性剂,可有效降低水的表面张力,加速降尘过程;
8、(4)泡沫体能够有效抑制火花,降低粉尘爆炸的风险,进而提高作业安全性;
9、(5)与喷雾降尘技术相比,节约水资源方面成效显著,能够实现超过85%的用水量节约。
10、但现有的泡沫抑尘技术面临抗风性能差、除尘效果的持续性和可靠性低的问题,这些问题制约着泡沫除尘技术的应用和推广。
技术实现思路
1、本发明针对现有泡沫抑尘技术抗风性能差、除尘效果的持续性和可靠性低的问题,提供一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料及其使用方法。
2、本发明采用如下技术方案:
3、一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料,所述湿泡沫发泡材料包括如下质量百分数的组份:非离子表面活性剂25-40%、阴离子表面活性剂20-40%、稳泡剂10-20%、润湿剂5-10%、吸湿性无机盐凝聚剂5-10%、乳化剂5-10%。
4、进一步地,所述非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷aeg、改性烷基糖苷apg0811、辛葵基葡糖苷apg0810、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9中的一种或其中的2~4种混合物。
5、进一步地,所述阴离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes。
6、进一步地,所述稳泡剂包括椰油酸甲基单乙醇酰胺cmmea、羧甲基纤维素钠cmc、羟乙基甲基纤维素hemc的一种或其中的2~3种混合物。
7、进一步地,所述润湿剂包括润湿剂jfc、润湿剂bx、润湿剂ot-45的一种或其中的2~3种混合物。
8、进一步地,所述吸湿性无机盐凝聚剂包括氯化钠、氯化钾、氯化镁的一种或其中的2~3种混合物。
9、进一步地,所述乳化剂包括乙二醇、甘油、乙醇的一种或其中的2~3种混合物。
10、一种用于井下除尘的湿泡沫发泡材料的使用方法,包括如下步骤:
11、将所述的湿泡沫发泡材料与水混合,并充分搅拌,制备出浓度介于30%至50%之间的高浓度水溶液;将所得的高浓度水溶液按比例注入除尘喷嘴的水箱内,制备出浓度介于0.03%至0.05%之间的稀释水溶液;将稀释水溶液由管道系统输送(所需水压≥10kg)经喷嘴喷出形成湿泡沫覆盖区,有效包裹粉尘颗粒,达到降低粉尘浓度的目的。
12、本发明技术方案得到的湿泡沫是一种气液两相介质的产物,因其有发泡剂、润湿剂和吸湿性无机盐凝聚剂的添加,相较于喷雾降尘在抗风性能、除尘效果的持续性和可靠性方面有更大的优势。能够使空气中粒径较小的粉尘粘附于湿泡表面或被湿泡包裹,在重力作用下快速沉降。
13、本发明的有益效果如下:
14、1. 本发明的湿泡沫发泡材料所产生的湿泡粒径集中分布于20-40μm,较喷雾降尘具有湿润速度快、黏附能力强、抗风性好的特性;
15、2. 本发明通过在水中加入复合表面活性剂、稳泡剂和乳化剂,显著提高除尘效果的持续性和可靠性。
16、3. 本发明的发泡材料消泡时间短,经现场实测得33分钟内消泡率可达98%。
17、4. 加入本湿泡沫发泡材料后,煤粉静置沉降仅需57s左右,接触角最小可达29.68°,除尘效率达到90%以上,用水量减少65%。
1.一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料,其特征在于:所述湿泡沫发泡材料包括如下质量百分数的组份:非离子表面活性剂25-40%、阴离子表面活性剂20-40%、稳泡剂10-20%、润湿剂5-10%、吸湿性无机盐凝聚剂5-10%、乳化剂5-10%。
2.根据权利要求1所述的一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料,其特征在于:所述非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷aeg、改性烷基糖苷apg0811、辛葵基葡糖苷apg0810、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9中的一种或其中的2~4种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料,其特征在于:所述阴离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes。
4.根据权利要求1所述的一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料,其特征在于:所述稳泡剂包括椰油酸甲基单乙醇酰胺cmmea、羧甲基纤维素钠cmc、羟乙基甲基纤维素hemc的一种或其中的2~3种混合物。
5.根据权利要求1所述的一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料,其特征在于:所述润湿剂包括润湿剂jfc、润湿剂bx、润湿剂ot-45的一种或其中的2~3种混合物。
6.根据权利要求1所述的一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料,其特征在于:所述吸湿性无机盐凝聚剂包括氯化钠、氯化钾、氯化镁的一种或其中的2~3种混合物。
7.根据权利要求1所述的一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料,其特征在于:所述乳化剂包括乙二醇、甘油、乙醇的一种或其中的2~3种混合物。
8.一种如权利要求1所述的用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料的使用方法,其特征在于:包括如下步骤: