掘進工作面泡沫除塵及關鍵技術研究.pdf

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

2、沫除塵及關鍵技術進行了研究，從除塵泡沫的基本特性和捕塵機理出發(fā)，研制了高性能發(fā)泡劑及發(fā)泡設備，設計了井下泡沫除塵工藝及安裝系統(tǒng)，為泡沫除塵技術的進一步應用提供了有力的技術保障。
　　本文首先分析了除塵泡沫的基本特性及泡沫捕塵機理，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)生機理和泡沫穩(wěn)態(tài)結構特征。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)生器結構的設計與優(yōu)化提供理論指導。分析了泡沫的衰變機理，研究影響泡沫穩(wěn)定性的關鍵因素，并通過簡單的實驗測試了泡沫半衰期與發(fā)泡倍數(shù)的關系，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鍵因素之一。本文應用WaringBlender攪拌法和毛細管正向滲透法，分別測試發(fā)泡劑的起泡性和濕潤性，在實驗條件下優(yōu)選出單體表面活性劑并進行復配，研制出高性能除塵發(fā)泡劑。
　　泡沫發(fā)泡器結構的設計是制備泡沫的又一關鍵因素

4、。本文在汲取前人發(fā)泡器設計經(jīng)驗和工作原理的基礎上，充分考慮井下作業(yè)空間與應用條件，利用射流擴散和擾動原理，設計了新型泡沫發(fā)泡器，應用計算流體軟件FLUETN對發(fā)泡器關鍵結構參數(shù)進行仿真優(yōu)化。通過構建實驗室除塵泡沫制備系統(tǒng)，對發(fā)泡器工作的主要性能參數(shù)進行了研究。
　　為了對泡沫除塵技術在掘進工作面的應用進行考察，本文進行了掘進工作面泡沫除塵工業(yè)性試驗研究。設計了井下泡沫除塵工藝和安裝系統(tǒng)，并構建了泡沫噴頭布置工藝，以實現(xiàn)全方位立體降