CN104531073B

CN104531073B - 一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂

Info

Publication number: CN104531073B
Application number: CN201510019058.5A
Authority: CN
Inventors: 聂文; 周刚; 白若男; 程卫民; 崔向飞; 薛娇; 王昊; 马骁; 张琦; 于海明
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2035-01-15
Also published as: CN104531073A

Abstract

本发明公开了一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂，其按照重量百分比包括：1％-3.5％的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.03％-2％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.3％-0.8％的二辛基磺基琥珀酸钠、0.03％-2％的磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.03％-0.5％的十六烷基三甲基溴化铵、0.3％-0.9％的十六烷基磺酸钠、0.3％-1.2％的十二烷基醚硫酸钠、0.01％-0.5％的二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.2％-0.5％的油酰甲胺乙磺酸钠和0.2％-0.4％的氯化钙，余量为水。充分混合后将其分别压入到煤矿工作面喷雾降尘系统中进行喷洒和通过钻孔注入到煤体，本发明之对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂能有效的解决尘粒及煤体不易被水湿润、渗透的难题，从而有效降低了工作面煤尘的产生量，节约了降尘的用水量，同时提高了采煤效率。

Description

一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂

技术领域

本发明涉及煤矿井下抑制尘粒及煤体润湿领域，尤其涉及一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂。

背景技术

随着我国对煤炭能源需求的增大，不仅煤矿数量增多，巷道综掘技术也在迅猛发展，粉尘危害已经成为煤炭行业最为严重的灾害。随着掘进机械化程度的不断提高，矿井的开采方法和采煤工艺向着高产、集约化生产的方向发展。在这种情况下，尽管综掘技术具有掘进速度快、独头距离长、单位时间产量高、进尺快的优点，但同时该技术还容易导致掘进巷道粉尘产生量高，这也就间接给矿井的粉尘防治工作带来了一定的困难。此外，随着生产技术的发展，综掘巷道的设计和掘进长度一般在1000m以上，这样多造成独头长距离通风的现象，这也就导致风筒出口的有效风量减少，出口风速小，尤其是风流的速度低于0.5m.s^-1时，巷道的局部将会出现粉尘积聚，从而也给掘进巷道的通风排尘带来了一定的困难。据实测，综掘工作面的粉尘浓度高达5000mg.m^-3，而且呼吸性粉尘在煤尘中的浓度接近20％左右。无论是全尘浓度还是呼吸性粉尘浓度均严重超标，并严重威胁着我国煤矿的生产安全及矿工的身体健康。

由此可见，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂，以提高对尘粒及煤体的渗透润湿率，提高降尘效率。

为解决上述技术问题，本发明技术方案包括：

一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂，其中，其按照重量百分比包括以下组分：

所述的抑尘剂，其中，其按照重量百分比包括以下组分：

本发明提供的一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂，将表面活性剂月桂酰胺丙基甜菜碱、二辛基磺基琥珀酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠、十二烷基醚硫酸钠、油酰甲胺乙磺酸钠，润湿剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，渗透剂磺基琥珀酸二异辛脂钠，缓蚀剂二乙烯三胺五甲叉膦酸钠以及防冻剂氯化钙和水充分混合，然后将混合液分别压入煤矿内工作面的喷雾降尘系统喷洒和通过钻孔注入到煤体中，其由非极性的亲油的碳氢链部分和极性的亲水基团共同构成，添加到水溶液后，亲水基一端被水分子吸引入水中，疏水一端被水分子排斥而伸向空气中，于是表面活性剂分子在水溶液表面形成紧密排列的定向排列层，即界面吸附膜，从而减小了水分子之间的吸附力，降低了水的表面张力，同时，疏水基与尘粒间具有吸附作用，促进了水与尘粒表面的接触能力，把尘粒带入水中，得到充分润湿、沉降，提高了水的捕尘效率；此外，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠是润湿剂，该润湿剂能够显著降低水的表面张力，提高泡沫对粉尘的润湿性，从而实现粉尘的高效沉降；二乙烯三胺五甲叉膦酸钠是缓蚀剂，其分子可以有效的覆盖在机电设备表面，从而使机电设备表面的电化学反应大大削弱，从而达到保护机电设备不被腐蚀；另外由于Ca²⁺离子的存在，能够通过盐效应进一步增强渗透剂水溶液的湿润性；磺基琥珀酸二异辛脂钠是渗透剂，它向表面迁移速度快，能大幅度降低物质表面张力、增强渗透力，具有较强的润湿能力，能够有效增强表面活性剂水溶液的湿润性，因此，在水中添加少量该抑尘剂并达到使用浓度后，可以有效解决煤尘不易被水湿润的难题，突破湿式除尘的极限，进一步提高湿式除尘的效率，降低工作面现场的粉尘浓度；同时防尘用水的消耗量会随其润湿性升高而明显降低，从而节约了降尘的用水量，并且本发明无毒副作用，这样既降低了作业成本，又保护了作业人员的身心健康。

具体实施方式

本发明提供了一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂，其按照重量百分比包括：1％-3.5％的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.03％-2％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.3％-0.8％的二辛基磺基琥珀酸钠、0.03％-2％的磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.03％-0.5％的十六烷基三甲基溴化铵、0.3％-0.9％的十六烷基磺酸钠、0.3％-1.2％的十二烷基醚硫酸钠、0.01％-0.5％的二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.2％-0.5％的油酰甲胺乙磺酸钠和0.2％-0.4％的氯化钙，余量为水。

更进一步的，其按照重量百分比包括：1.5％-3％的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.5％-1.5％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.35％-0.7％的二辛基磺基琥珀酸钠、0.5％-1.5％的磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.2％-0.4％的十六烷基三甲基溴化铵、0.2％-0.5％的十六烷基磺酸钠、0.4％-1.0％的十二烷基醚硫酸钠、0.15％-0.35％的二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.23％-0.45％的油酰甲胺乙磺酸钠和0.25％-0.38％的氯化钙，余量为水。

再进一步的，其按照重量百分比包括：2.1％-2.4％的月桂酰胺丙基甜菜碱、1％-1.2％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.4％-0.6％的二辛基磺基琥珀酸钠、1％-1.2％的磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.25％-0.35％的十六烷基三甲基溴化铵、0.3％-0.4％的十六烷基磺酸钠、0.5％-0.8％的十二烷基醚硫酸钠、0.26％-0.28％的二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.25％-0.4％的油酰甲胺乙磺酸钠和0.3％-0.35％的氯化钙，余量为水。

在本发明的最优实施方式中，其按照重量百分比包括：3％的月桂酰胺丙基甜菜碱、1.8％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.7％的二辛基磺基琥珀酸钠、1.8％的磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.3％的十六烷基三甲基溴化铵、0.35％的十六烷基磺酸钠、0.6％的十二烷基醚硫酸钠、0.4％的二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.4％的油酰甲胺乙磺酸钠和0.3％的氯化钙，余量为水。

为了更进一步的描述本发明，以下列举更详尽的实施例进行说明。

实施例1

在97.6g水中添加1g月桂酰胺丙基甜菜碱、0.03g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.3g二辛基磺基琥珀酸钠、0.03g磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.03g十六烷基三甲基溴化铵、0.3g十六烷基磺酸钠、0.3g十二烷基醚硫酸钠、0.01g二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.2g油酰甲胺乙磺酸钠和0.2g氯化钙，并使其充分混合。其中按照重量百分比：月桂酰胺丙基甜菜碱1％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.03％、二辛基磺基琥珀酸钠0.3％、磺基琥珀酸二异辛脂钠0.03％、十六烷基三甲基溴化铵0.03％、十六烷基磺酸钠0.3％、十二烷基醚硫酸钠0.3％、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠0.01％、油酰甲胺乙磺酸钠0.2％和氯化钙0.2％。

实施例2

在95.72g水中添加1.5g月桂酰胺丙基甜菜碱、0.5g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.35g二辛基磺基琥珀酸钠、0.5g磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.2g十六烷基三甲基溴化铵、0.2g十六烷基磺酸钠、0.4g十二烷基醚硫酸钠、0.15g二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.23g油酰甲胺乙磺酸钠和0.25g氯化钙，并使其充分混合。其中按照重量百分比：月桂酰胺丙基甜菜碱1.5％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5％、二辛基磺基琥珀酸钠0.35％、磺基琥珀酸二异辛脂钠0.5％、十六烷基三甲基溴化铵0.2％、十六烷基磺酸钠0.2％、十二烷基醚硫酸钠0.4％、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠0.15％、油酰甲胺乙磺酸钠0.23％和氯化钙0.25％。

实施例3

在93.64g水中添加2.1g月桂酰胺丙基甜菜碱、1g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.4g二辛基磺基琥珀酸钠、1g磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.25g十六烷基三甲基溴化铵、0.3g十六烷基磺酸钠、0.5g十二烷基醚硫酸钠、0.26g二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.25g油酰甲胺乙磺酸钠和0.3g氯化钙，并使其充分混合。其中按照重量百分比：月桂酰胺丙基甜菜碱2.1％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1％、二辛基磺基琥珀酸钠0.4％、磺基琥珀酸二异辛脂钠1％、十六烷基三甲基溴化铵0.25％、十六烷基磺酸钠0.3％、十二烷基醚硫酸钠0.5％、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠0.26％、油酰甲胺乙磺酸钠0.25％和氯化钙0.3％。

实施例4

在97.6g水中添加3g月桂酰胺丙基甜菜碱、1.8g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.7g二辛基磺基琥珀酸钠、1.8g磺基琥珀酸二异辛脂钠、0.3g十六烷基三甲基溴化铵、0.35g十六烷基磺酸钠、0.6g十二烷基醚硫酸钠、0.4g二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、0.4g油酰甲胺乙磺酸钠和0.3g氯化钙，并使其充分混合。其中按照重量百分比：月桂酰胺丙基甜菜碱3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.8％、二辛基磺基琥珀酸钠0.7％、磺基琥珀酸二异辛脂钠1.8％、十六烷基三甲基溴化铵0.3％、十六烷基磺酸钠0.35％、十二烷基醚硫酸钠0.6％、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠0.4％、油酰甲胺乙磺酸钠0.4％和氯化钙0.3％。

将实施例1、实施例2、实施例3与实施例4所示的抑尘剂在某煤矿的综掘工作面进行了现场试验，并分别测定了工作面未采用任何防尘措施、仅采用清水喷雾以及在清水中添加本发明4个实施例后进行喷雾情况下的粉尘浓度，如表1所示的，表1为采用不同措施时综掘工作面各测定的粉尘数据。

表1

从上表1可以看出，应用实施例1、实施例2、实施例3与实施例4所述抑尘剂后，工作面喷雾系统平均降尘率全尘和呼尘分别为：70.4％和70.4％，67.8％和67.0％，67.0％和66.3％，72.0％和71.6％。与清水相比，实施例1、实施例2、实施例3与实施例4平均降尘率全尘和呼尘分别提高了：25.3百分点和25.7个百分点，22.7个百分点和22.3个百分点，21.8个百分点和21.6个百分点，26.9个百分点和26.9个百分点，大幅度提高了降尘效率与降尘效果，是现有技术的极大进步。

然后再将实施例1、实施例2、实施例3与实施例4所示的抑尘剂以及普通清水在该煤矿采煤工作面进行现场应用，通过安装在注水管路上的流量计读数测量单孔注水量和单孔注水速度，通过现场打钻孔观测煤体湿润程度测量润湿半径，结果如表2所示，表2为现场打钻孔观测煤体湿润程度测量润湿半径的数据。

表2

抑尘剂	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	清水
						单孔注水量，m³	71.5	72.1	74.9	75.5	27.5
单孔注水速度，m³/d	25.1	26.4	25.6	26.7	14.4
						润湿半径，m	6.6	7.0	7.3	7.2	4.7

从表2可以看出，与普通清水相比，实施例1、实施例2、实施例3与实施例4所述抑尘剂的单孔注水量分别提高了160％、162％、172％、175％；单孔注水速度分别提高了74％、83％、78％、85％；润湿半径分别提高了40％、49％、55％、53％，显然其渗透湿润效果远远优于现有技术。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims

1.一种增强对尘粒及煤体渗透润湿效果的抑尘剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：

3.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：

4.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：