PL70901B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Chemische Fabrik Kalk GmbH, Kolonia (Republika Federalna Niemiec) Srodek wiazacy pyl w kopalniach wegla i sposób jego wytwarzania Przedmiotem wynalazku jest srodek wiazacy pyl w górnictwie weglowym i sposób jego wytwarzania.W eksploatacji podziemnej w górnictwie weglowym wyjatkowo waznym zagadnieniem jest zwalczanie wystepujacego pylu, który moze wywolywac wybuchy i pozary i który zagraza krzemica zatrudnionej zalodze.Dla rozwiazania tego zagadnienia znanych jest szereg rozwiazan, które w swej istocie oparte sa na tej samej zasadzie. Pyl weglowy lub skalny powstaly lub wzniecony przy urabianiu zloza, przy transporcie i podczas odstrzeliwania a nastepnie unoszony pradem powietrza, natrafia na swej drodze na naniesiona lub wytworzona na obwodzie chodnika wilgotna warstwe chwytajaca, w której, przewaznie za posrednictwem zwilzaczy, jest przytrzymywany w wilgotnej postaci.Poniewaz warstwa chwytajaca zachowuje swoje czynne wlasciwosci jedynie w stanie wilgotnym, korzystne jest by zawierala ona hygroskopijny roztwór soli, który by na skutek swojej hygroskopijnosci utrzymywal tyle wilgoci wzglednie pobieral tyle wody z powietrza kopalnianego by zachowac równowage z wilgotnoscia po¬ wietrza. Roztwory stosowanych w tym celu soli hygroskopijnych, takie jak na przyklad roztwory chlorków wapnia lub .magnezu, dla zapewnienia przyczepnosci do stropów i ociosów i dla zapewnienia wystarczajacej pojemnosci dla wiazanych pylów musza byc zageszczone. Zageszczania dokonywuje sie na przyklad przez wmieszanie roztworu do pasty bedacej wynikiem reakcji wodorotlenku wapnia z chlorkiem magnezu.Wedlug innydi znanych rozwiazan zamiast hygroskopijnego roztworu soli stosuje sie sól w postaci stalej na przyklad chlorek wapnia a wytwarzanie roztworu polega na pobieraniu przez sól wilgoci z powietrza kopalnia¬ nego. Chwytnosc tak powstalego roztworu na górnych powierzchniach chodnika moze byc zapewniona tylko wówczas gdy powstajacy roztwór bedzie mógl byc zmagazynowany w juz istniejacej warstwie osadzonego pylu.W przypadku gdy osady pylu sa niewielkie, zaleca sie by do drobno sproszkowanej soli hygroskopijnej dodawac materialy obojetne takie jak pyl skalny, gline, zuzel kotlowy, naturalny lub syntetyczny siarczan wapnia lub weglan wapnia.Dodatki te zwiekszaja pojemnosc warstwy dla przyjmowania hygroskopijnych roztworów soli i tym samym zwiekszaja jej pojemnosc dla pylu zwiazanego w warstwie.Znane jest ponadto stosowanie do wiazania pylów warstwy soli kamiennej. W sposobie tym, na stropy i ociosy nanosi sie warstwe chwytajaca ze sproszkowanej soli, niekiedy z 5 procentowym wagowo dodatkiem2 70901 Ca(OH)2, an£ nia z kolei wlasciwa warstwe czynna z soli gruboziarnistej niekiedy równiez z 5 procentowym wagowo dodatkiem Ca(OH)2.Nawilzenie drobno rozpylona woda powyzszej podwójnej warstwy powoduje powstanie na powierzchni cienkiej blonki nasyconego roztworu foli kuchennej, do której przyklejaja sie odkladajace sie czasteczki pylu.Przy odparowywaniu wody, sól rekrystalizuje wiazac skutecznie czasteczki pylu pomiedzy krysztalami. Warun¬ kiem koniecznym dla zapewnienia skutecznosci tej metody jest regularne nawilzanie powierzchni warstwy soli.Sposób ten jest ograniczony iloscia, szybkoscia przeplywu i wilgotnoscia powietrza kopalnianego. Przy wilgot- nosciach wzglednych przekraczajacych 76% sposób ten jest nieskuteczny poniewaz nie moze wystepowac wówczas powtórna rekrystalizacja soli. Przy malych wilgotnosciach wzglednych lub przy duzej szybkosci prze¬ plywu powietrza kopalnianego, rekrystalizacja wystepuje tak szybko, ze nawilgacania warstwy nalezy dokony¬ wac w bardzo krótkich odstepach czasu. Z prób poprawienia skutecznosci dzialania warstwy soli na drodze dodawania soli hygroskopijnych zrezygnowano poniewaz dodatki te okazaly sie niekorzystne i nieskuteczne.Wszystkie znane omówione wyzej sposoby obarczone sa wadami. Metoda soli kuchennej wskutek koniecz¬ nosci regularnego i przewaznie czesto powtarzanego nawilgacania warstwy, jest pracochlonna, a ponadto moze byc stosowana jedynie pizy wilgotnosciach wzglednych ponizej 76%. Przy metodzie pasty trzeba w pascie trans¬ portowac duze ilosci zwiazanej wody, sposób ten wymaga w zwiazku z tym powaznych nakladów technicznych w postaci speqalnych zasobników transportowych, pomp i przewodów rurowych. Przy metodzie wykorzystujacej sproszkowany chlorek wapnia, ilosc sproszkowanego chlorku wapnia nakladanego na stropy i ociosy zalezy od podkladu pylowego; na powierzchnie pozbawione pylu lub slabo zapylone mozna naniesc mniejsza ilosc wiaza¬ cego sproszkowanego chlorku wapnia niz na powierzchnie silnie zapylone.Inna wada metody drobnoziarnisto sproszkowanego chlorku wapnia jest jego duza lotnosc, która przy duzych szybkosciach przeplywu powietrza stwarza niedogodne warunki pracy dla górników pracujacych w prze¬ ciagu za miejscem wydmuchiwania chlorku wapnia. Ulepszeniem sposobu, w przypadku braku odpowiedniej warstwy osadu pylowego, jest albo stworzenie sztucznego podkladu z materialu obojetnego albo rozpylanie materialu obojetnego razem z sola hygroskopijna, wzglednie w postaci mieszaniny ze sproszkowana sola hygro- skopijna, po czym/lub przez dodanie drobno ropylonej wody do srodka wiazacego pyl uzyskuje sie w pewnym stopniu aglomeracje i rekrystalizacje poszczególnych czasteczek pylu solnego w wyniku czego zmniejsza sie lotnosc tych czasteczek.Przeprowadzono poszukiwania takiego proszkowatego czynnika do wiazania pylu w kopalnictwie weglo¬ wym, który by mógl byc wydmuchiwany bez tworzenia obloków pylu, który by wykazywal duza przyczepnosc i posiadal mozliwosc wiazania duzej ilosci pylu.Tego rodzaju proszkowany czynnik do wiazania pylu w kopalniach wegla zostal wytworzony z chlorku wapnia wzglednie magnezu lub z mieszaniny tych chlorków, srodka zwilzajacego i z wody. Co najmniej 60 wago¬ wych procent czynnika musi skladac sie z czasteczek o wymiarze ponad 0,1 mm a kazda czasteczka musi poza chlorkiem wapnia czy magnezu wzglednie poza mieszanina tych chlorków, nie tworzacymi jonów zwilzaczami i woda w ilosci od 0,5 do 8 procent liczonych wagowo w stosunku do calosci, zawierac równiez wewnetrznie zwiazany chlorek sodu.. Zawartosc w srodku wedlug wynalazku co najmniej 60% procent wagowych czasteczek o wymiarze prze¬ kraczajacym 0,1 mm tak dalece zmniejsza wlasnosci lotne srodka, ze przy nakladaniu jego na powierzchnie chodnika nie zostaje on porywany przez strumien powietrza. Pomimo zmniejszenia wlasnosci lotnych, srodek wedlug wynalazku bardzo dobrze przylega do powierzchni chodnika. W tym wzgledzie bardzo korzystnym okazal sie srodek wedlug wynalazku, w którym 30 do 50 wagowych procent stanowia czasteczki o wymiarze od 0,1 do 0,2 mm.Dla uzyskania wspomnianych zalet, koniecznym jest aby kazda czasteczka srodka wedlug wynalazku poza chlorkiem wapnia lub magnezu, srodkiem nawilzajacym nie tworzacym jonów i woda w ilosci 0,5 do 8 liczonych wagowo w stosunku do calosci zawierala równiez zwiazany wewnetrznie chlorek sodu. Szczególnie korzystnym okazal sie srodek, w którym stosunek wagowy zawartosci chlorku wapnia lub magnezu do zawartosci chlorku sodu jestjak 1 :0,2 do 5,0.Dla uzyskania dokladnego wymieszania poszczególnych skladników w czasteczkach srodka wedlug wyna¬ lazku, koniecznym jest. uzycie skladników stalych o granulacji mniejszej od potrzebnej granulacji srodka wedlug wynalazku.Wytwarzanie srodka wedlug wynalazku nalezy tak prowadzic by spowodowac aglomerowania najdrobniej¬ szych czasteczek skladników stalych w czastki wieksze. Cel ten mozna na przyklad osiagnac przez wymieszanie w mieszalniku chlorku sodu z woda az do uzyskania ciastowatej masy solnej, która dokladnie miesza sie z drobno czasteczkowym chlorkiem wapnia lub magnezu. Na powstaly z wysuszonej masy proszek nanosi sie srodek3 70901 zwilzajacy w postaci pylu lub tez w postaci roztworu wodnego. Ilosc wody potrzebnej do wytworzenia ciasto- watej masy solnej powinna byc zawarta w granicach od 0,5 do 8,0% wagowych calej masy srodka.Zamiast calej ilosci lub czesci wody i drobnoziarnistych soli hygroskopijnych mozna uzyc odpowiednich ilosci roztworów wodnych tych soli-przy czym wybrana koncentracja hygroskopijnych soli w roztworze wodnym powinna zapewnic uzyskanie ostatecznie zadanych stosunków ilosciowych; mozliwym jest równiez uzycie wraz z roztworem soli hygroskopijnej w postaci stalej. Produkt koncowy posiada postac suchego proszku. Opisany proces wytwórczy moze byc prowadzony w mieszalnikach zarówno wolno—jak i szybkoobrotowych.W innej metodzie produkcyjnej zaleca sie uzycie mieszalnika z glowica nozowa. Przy zastosowaniu tego rodzaju mieszalnika, chlorek sodu, woda, srodek zwilzajacy i drobno zmielona sól hygroskopijna zostaja wymie¬ szane az do uzyskania suchego proszku. W tym przypadku do mieszalnika wprowadzane sa na poczatku: chlorek sodu, woda i srodek zwilzajacy a po stosunkowo krótkim czasie drobno zmielona sól hydroskopijna lub miesza¬ nina soljU. Powstaje konglomerat, którego tworzace sie grudki zostaja roztarte glowica nozowa. Mozliwym jest uzycie zamiast lub wraz z woda i stala sola hygroskopijna, wodnego roztworu soli hygroskopijnych. Produkt koncowy równiez i w tym przypadku ma postac suchej pylistej jnieszaniny soli.Do wytwarzania srodka wedlug wynalazku, jako soli hygroskopijnej uzywa sie drobno mielonego chlorku wapnia, chlorku magn&u lub ich mieszaniny. Korzystnym jest uzycie soli o takim rozkladzie granulacji, w którym zawartosc czastek o srednicy ponizej 1 mm wynosilaby co najmniej 80 a czastek o srednicy ponizej 0,3 mm co najmniej 60 procent wagowych. Zaleca sie by ilosciowy stosunek soli hygroskopijnych takich jak chlorek wapnia lub magnezu do chlorku sodu byl jak 1 :0,2 do 1 :5. Stosunek ten zalezyvod zadanych wlasci¬ wosci produktu koncowego takich jak lotnosc i od przewidywanych warunków stosowania na przyklad od przewidywanej wilgotnosci wzglednej powietrza kopalnianego.Chlorkiem sodu moze byc dowolny gatunek soli kuchennej warzonej lub kamiennej o wystarczajacym rozdrobnieniu. Szczególnie korzystnym okazalo sie uzycie drobnoziarnistej soli kamiennej, w której ponad 50% czesci wagowych ma wielkosc ziarna ponizej 0,1 mm a mniej niz 10% wielkosci ziarna powyzej 0,2 mm.Korzystnym srodkiem zwilzajacym okazal sie eter alkilfenyl-poliglikolowy. Jest on dodawany w ilosci odpowiadajacej od 2 do 5 procentom wagowym gotowej mieszaniny.Dzieki mieszaniu, najdrobniejsze czesci sproszkowanej soli i sproszkowanej soli hygroskopijnej aglomeruja w nieco wieksze czasteczki dzieki czemu uklad granulacji gotowej mieszaniny jest znacznie korzystniejszy z pun¬ ktu widzenia przewidywanego zastosowania niz uklad granulacji poszczególnych stadników, co zostanie wykaza¬ ne przez analize wyników przesiewania.W wyniku wspomnianej aglomeracji uzyskuje sie to, ze gotowy produkt nie zawiera bardzo lotnych czastek i moze byc dzieki temu nanoszony w dowolnym czasie przy pomocy sprezonego powietrza na obudowe i spodek chodnika bez obawy utrudnienia pracy górnikom pracujacym w odleglosci nawet ponizej 50 m. Przyczepnosc naniesionej warstwy jest znacznie lepsza od przyczepnosci warstwy wykonanej wylacznie z sproszkowanych soli hygroskopijnych lub z soli wymieszanych z materialami obojetnymi. W jednym cyklu roboczym mozna naniesc grubsza warstwe chwytna pylu niz w przypadku stosowania warstw wykonanych z samych soli hygroskopijnych lub z soli hygroskopijnych zmieszanych z materialami obojetnymi.Srodek wedlug wynalazku wiaze pyl w dwojaki sposób: dzieki wilgotnosci uzyskiwanej przez absorbcje solami hygroskopijnymi z powietrza kopalnianego i zatrzymywanej w warstwie absorbujacej pyl oraz dzieki temu, ze chlorek sodu czesciowo przechodzi w roztwór a nastepnie rekrystalizuje.Podczas urobku i transportu, wilgotnosc wzgledna powietrza kopalnianego na skutek zraszania przodka i urzadzen transportowych jest znacznie wieksza niz w czasie przerwy w pracy. Wskutek zmian wilgotnosci wzglednej przez caly czas czesc chlorku sodu przechodzi do roztworu lub rekrystalizuje. Przy tych zmianach chlorek sodu rozpuszczony w roztworze soli hygroskopijnej przechodzi przez pyl weglowy przytrzymany przez warstwe wiazaca, a przy zmniejszeniu wilgotnosci wzglednej rekrystalizuje na powierzchni tej warstwy przytrzymujac pyl weglowy uwieziony w siatce krystalizacyjnej.Sposób wytwarzania wykonanego wedlug wynalazku srodka wiazacego pyl zostanie wyjasniony na przykladach: Przyklad I. Do mieszalnika wprowadza sie 600 kg drobnoziarnistej soli kamiennej i przy ciaglym mie¬ szaniu zrasza 25 kg wody. W ciagu 5 minut powstaje plastyczna, ciastowata masa solna, do której w ciagu nastep¬ nych 10 minut wprowadza sie, ciagle mieszajac, 300 kg drobno sproszkowanego chlorku wapnia o 80 do 85 pro¬ centach wagowych zawartosci CaCl2. Z ciastowatej masy tworzy sie suchy, sypki proszek, na który natryskuje sie mieszanine zlozona z 15 kg wody i z 30 kg nie tworzacego jonów srodka zwilzajacego. Po dalszych 5 minutach mieszania srodek do wiazania pylu jest gotowy do stosowania.Przyklad II. Do mieszalnika wyposazonego w glowice nozowa wsypuje sie kolejno 600 kg drobnoziar¬ nistej soli kamiennej, 40 kg wody, 30 kg nie tworzacego jonów srodka zwilzajacego i 300 kg sproszkowanego4 70901 chlorku wapnia zawierajacego wagowo 80 do 85 procent CaCl2. Uzyskuje sie mase, której grudki zostaja roztarte glowica nozowa. Po 1 do 3 minutowym mieszaniu, srodek do wiazania pylu jest gotów do uzycia.Rozklad granulami stosowanych soli Wielkosc ziarna do 0,1 mm od 0,1 do 0,2 mm ponad 0,2 mm CaCk -proszek procenty wagowe 65,5 18,5 16,0 Sól kamienna procenty wagowe 56,2 35,7 8,1 Rozklad granulacji srodka wedlug wynalazku Wielkosc ziarna Przyklad I udzial zawartosc procentów srodka wagowych zwilzajacego Przyklad II udzial zawartosc procentów srodki wagowych zwilzajacego do 0,1 mm od 0,1 do 0,2 mm ponad 0,2 mm 28,8 35,7 35,5 3,1% 33,0 49,7 17,3 3,1% PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Srodek wiazacy pyl w kopalniach wegla, na bazie chlorku wapnia lub magnezu wzglednie ich miesza¬ niny, srodka zwilzajacego oraz wody, znamienny tym, ze co najmniej 60% wagowych srodka sklada sie z czaste¬ czek o wielkosci równej lub wiekszej od 0,1 mm, przy czym kazda czasteczka poza chlorkiem wapnia lub mag¬ nezu wzglednie ich mieszanina, nietworzacym jonów srodkiem zwilzajacym i woda w ilosci od 0,5 do 8 procent liczonych wagowo w stosunku do calosci srodka, zawiera jeszcze wewnetrznie zwiazany chlorek sodu.

2. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 30 do 50% wagowych srodka sklada sie z czasteczek o wielkosci od 0,1 do 0,2 mm.

3. Srodek wedlug zastrz. 1 do 2, znamienny tym, ze stosunek zawartosci wagowej chlorku wapnia lub magnezu do zawartosci sodu jest jak 1 :0,2 do 5,0.

4. Sposób wytwarzania srodka wedlug zastiz. 1 do 3, znamienny tym, ze chlorek sodu miesza sie z woda w mieszalniku az do utworzenia plastycznej ciastowatej masy solnej, z która to masa dokladnie miesza sie sól hygroskopijna a na powstaly suchy proszek nanosi sie srodek zwilzajacy rozpuszczony w wodzie lub w postaci pylu.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze chlorek sodu, woda i srodek zwilzajacy miesza sie z drobno zmielona sola hygroskopijna az do wytworzenia suchego pylu w mieszalniku wyposazonym w glowice nozowa.

6. Sposób wedlug zastrz. 4 do 5, znamienny tym, ze chlorek wapnia stosuje sie w postaci drobnoziarnistej soli kuchennej, w której ponad 50% wagowych stanowia czasteczki o wielkosci ziarna ponizej 0,1 mm, a mniej niz 10% wagowych czasteczki, których ziarno jest wieksze od 0,2 mm. Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 + 18 egz. Cena 10 zl PL PL