一种用于井下除尘的新型湿泡沫发泡材料及其使用方法与流程

专利2025-08-10  39

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%。



技术特征:

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:


技术总结
本发明的目的在于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,属于抑尘剂技术领域,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%。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;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。

技术研发人员:杜李博,胡胜勇,郭舒云,赵振凯,胡泊,原振淇,侯文凯,范雯莉
受保护的技术使用者:山西盛太科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-27097.html