掘進(jìn)工作面泡沫除塵及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、煤塵是煤礦生產(chǎn)的主要自然災(zāi)害之一，其不僅嚴(yán)重影響煤礦安全生產(chǎn)，而且嚴(yán)重威脅工人的身心健康。隨著掘進(jìn)工作面機(jī)械化采掘技術(shù)的提高，掘進(jìn)巷道粉塵濃度也在急劇增加，針對(duì)該問題目前礦山主要采用掘進(jìn)機(jī)內(nèi)外噴霧降塵，但該措施耗水量大、對(duì)疏水性煤塵沉降效率低且容易發(fā)生噴嘴堵塞。泡沫除塵技術(shù)是近幾年新興的一種除塵技術(shù)，由于其耗水量小、對(duì)疏水性和呼吸性粉塵降塵效率高而廣泛受各煤礦的關(guān)注，但該技術(shù)現(xiàn)有研究成果仍舊存在一定的缺陷?；诖?，本文對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面泡

2、沫除塵及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，從除塵泡沫的基本特性和捕塵機(jī)理出發(fā)，研制了高性能發(fā)泡劑及發(fā)泡設(shè)備，設(shè)計(jì)了井下泡沫除塵工藝及安裝系統(tǒng)，為泡沫除塵技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用提供了有力的技術(shù)保障。
　　本文首先分析了除塵泡沫的基本特性及泡沫捕塵機(jī)理，為后期制備高性能除塵泡沫提供理論依據(jù)。為探究影響泡沫性能的因素，分析了泡沫的產(chǎn)生機(jī)理和泡沫穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)特征。利用微元法分析了圓形管道內(nèi)泡沫流體的流變特性和速度分布特征，建立了圓形管道泡沫流體速度分布方程，為泡

3、沫發(fā)生器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。分析了泡沫的衰變機(jī)理，研究影響泡沫穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，并通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)測(cè)試了泡沫半衰期與發(fā)泡倍數(shù)的關(guān)系，為發(fā)泡劑的研制提供了理論依據(jù)。
　　發(fā)泡劑的研制是保證高效降塵的關(guān)鍵因素之一。本文應(yīng)用WaringBlender攪拌法和毛細(xì)管正向滲透法，分別測(cè)試發(fā)泡劑的起泡性和濕潤性，在實(shí)驗(yàn)條件下優(yōu)選出單體表面活性劑并進(jìn)行復(fù)配，研制出高性能除塵發(fā)泡劑。
　　泡沫發(fā)泡器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是制備泡沫的又一關(guān)鍵因素

4、。本文在汲取前人發(fā)泡器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工作原理的基礎(chǔ)上，充分考慮井下作業(yè)空間與應(yīng)用條件，利用射流擴(kuò)散和擾動(dòng)原理，設(shè)計(jì)了新型泡沫發(fā)泡器，應(yīng)用計(jì)算流體軟件FLUETN對(duì)發(fā)泡器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化。通過構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室除塵泡沫制備系統(tǒng)，對(duì)發(fā)泡器工作的主要性能參數(shù)進(jìn)行了研究。
　　為了對(duì)泡沫除塵技術(shù)在掘進(jìn)工作面的應(yīng)用進(jìn)行考察，本文進(jìn)行了掘進(jìn)工作面泡沫除塵工業(yè)性試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)了井下泡沫除塵工藝和安裝系統(tǒng)，并構(gòu)建了泡沫噴頭布置工藝，以實(shí)現(xiàn)全方位立體降