礦井在施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，這是一直威脅礦井生產(chǎn)和職工生命健康的主要問(wèn)題之一，井下粉塵控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，本文就主要分析了這種技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)原理。

　　《礦業(yè)安全與環(huán)保》雜志屬國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局主管，由煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院與國(guó)家煤礦安全技術(shù)工程研究中心共同主辦，面向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行的國(guó)家級(jí)科技期刊，多次被評(píng)為全國(guó)中文核心期刊，中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源期刊，中國(guó)期刊網(wǎng)、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)全文收錄期刊，萬(wàn)方數(shù)據(jù)-數(shù)字化期刊群全文入網(wǎng)期刊，中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)原文收錄期刊。

　　井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)是一項(xiàng)旨在通過(guò)化學(xué)藥劑改變水的表面張力，從而提高水對(duì)粉塵顆粒的潤(rùn)濕性---捕塵能力，最終達(dá)到抑塵作用。與其他粉塵控制技術(shù)相比較，化學(xué)粉塵控制技術(shù)具有理念新穎，應(yīng)用簡(jiǎn)單方便，效果明顯的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，化學(xué)粉塵控制技術(shù)較純水的抑塵效率提高達(dá)80%以上。

　　一、引言

　　煤塵危害一直是煤炭企業(yè)關(guān)注的重要問(wèn)題，是井下“三防”的重要內(nèi)容，它直接關(guān)系著礦井安全生產(chǎn)和職工的身體健康。但由于井下生產(chǎn)條件的特殊性和粉塵治理投入的局限性，導(dǎo)致煤塵治理效果遠(yuǎn)未達(dá)到期望，與世界先進(jìn)國(guó)家也存在較大差距。隨著國(guó)家社會(huì)對(duì)井下粉塵治理的高度重視以及職工對(duì)粉塵危害認(rèn)識(shí)的提高，礦井粉塵治理已成為各大煤炭生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的迫切任務(wù)。

　　鑒于此，探索應(yīng)用先進(jìn)粉塵控制技術(shù)則成為企業(yè)解決井下煤塵危害的首選。與其他粉塵控制技術(shù)相比較，納爾科的井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)具有理念最為新穎，應(yīng)用最為簡(jiǎn)單方便，效果最為明顯的特點(diǎn)。其新型井下專用粉塵抑制劑-塵康(Dustcon)，在美國(guó)，歐州等國(guó)家和地區(qū)己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，使用時(shí)只需將其按比例加入到井下現(xiàn)有的防塵管網(wǎng)中，即可達(dá)到高效的井下粉塵控制效果。若在現(xiàn)有的煤層注水中也加入該藥劑，則會(huì)大大加快煤層注水進(jìn)程及注水量，對(duì)井下煤塵控制效果更為顯著。

　　二、井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)影響抑塵效果的機(jī)理

　　(一)水的表面張力對(duì)捕塵效果的影響

　　粉塵現(xiàn)象主要是細(xì)小的固體顆粒無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)(熱運(yùn)動(dòng))引起的。由于粉塵本身重量小，環(huán)境中微小的動(dòng)力就會(huì)為其提供長(zhǎng)時(shí)漂浮的能量，短時(shí)間內(nèi)很難沉降于地面。因此，工業(yè)上通常都是采用噴霧灑水或機(jī)械除塵等強(qiáng)制性方式進(jìn)行粉塵控制，從而減少粉塵對(duì)人體、機(jī)械和環(huán)境的危害。

　　噴霧灑水粉塵控制中，水對(duì)粉塵的捕集能力(即抑塵)通常表現(xiàn)為水滴在粉塵顆粒表面的展開(kāi)能力---潤(rùn)濕，表面潤(rùn)濕了的塵粒自身重量增大，布朗運(yùn)動(dòng)被大幅削弱，沉降性顯著;同時(shí)固體顆粒表面潤(rùn)濕，使得顆粒間的粘結(jié)性加強(qiáng)，更促使了粉塵的沉降，即達(dá)到抑塵的效果。

　　純水表面張力較大，帶有極性，在與非極性的煤粉塵粒接觸時(shí)，潤(rùn)濕接觸角θ較大，粘附潤(rùn)濕效果差，塵粒較容易從水滴表面滑過(guò)而不被捕獲。因此，采用普通的水噴灑抑塵時(shí)，耗水量大，抑塵效果也不理想。

　　(二)井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)作用原理

　　井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)的關(guān)鍵是利用化學(xué)藥劑有效的降低水的表面張力。根據(jù)上述表面張力平衡關(guān)系式：當(dāng)氣—液表面張力rlg變小，固—氣表面張力rsg不變，固—液表面張力rsl變化不明顯(液體成分變化不大)的情況下，為了維持表面張力平衡，cosθ必然增大，即潤(rùn)濕角θ變小，從而增強(qiáng)了水的粘附潤(rùn)濕效果，提高水的捕塵能力。

　　同時(shí)，水的表面張力減小使得噴灑所形成的水滴變小，水的泡沫化傾向明顯，極大的增加了水的有效捕塵面積和與粉塵顆粒的粘附力，顯著的改善水的抑塵效果。

　　實(shí)驗(yàn)研究表明，只有當(dāng)水的表面張力降到40達(dá)因(Dynes/cm)時(shí)，水才能有效的抑塵。通常水的表面張力都在70以上，因此，化學(xué)粉塵控制技術(shù)選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑即成為保證抑塵效果的關(guān)鍵。

　　表中數(shù)據(jù)可以反映，納爾科的抑塵劑在以1：4000到1：6000的比例混合時(shí)，可以將水的表面張力從72.5降到36左右，大大改善了水對(duì)固體表面的潤(rùn)濕性。

　　三、井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)應(yīng)用效果

　　(一)礦井煤層條件

　　林南倉(cāng)礦1112煤層厚度4.3m，煤層傾角14°，以亮、暗煤為主，呈粉末狀、寬條帶狀結(jié)構(gòu)，靠近頂板處有一層劣質(zhì)煤，約厚0.3m。工作面長(zhǎng)度85m，采煤機(jī)每刀割煤時(shí)間45min，每班進(jìn)尺四刀，每刀產(chǎn)煤量約400t，每天產(chǎn)煤量約3200t。

　　工作面防塵措施有：采煤機(jī)內(nèi)、外噴霧、液壓支架架間噴霧、轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧、上風(fēng)巷兩道凈化水霧簾幕。采煤機(jī)組防塵用水及冷卻水均為高壓噴霧泵供水，供水工作壓力約3.5MPa，無(wú)煤層注水。

　　(二)化學(xué)抑塵及粉塵檢測(cè)方案

　　正常使用綜合防塵措施，采用對(duì)比方式分別測(cè)定純水及粉塵抑制劑塵康的抑塵效果。塵康直接以0.5‰的比例加入到采煤機(jī)組的高壓噴霧系統(tǒng)的水箱中。粉塵測(cè)量種類為全塵。即分別檢測(cè)測(cè)試場(chǎng)所如下工作情況的粉塵：

　　· 只使用防塵水并正常開(kāi)啟綜合防塵措施;

　　· 防塵水中加入塵康抑塵劑并正常開(kāi)啟綜合防塵措施;

　　· 起塵點(diǎn)后，防塵水幕前15m

　　· 二道防塵水幕后15m

　　(三)化學(xué)抑塵效果

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表3.3與圖3.3反映了井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)顯著優(yōu)于純水的抑塵效果，若將井下全部防塵管網(wǎng)均采用此化學(xué)粉塵控制技術(shù)，將會(huì)為礦井的粉塵控制建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　四、結(jié)論

　　· 井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)具有理念新穎，應(yīng)用簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，可以在現(xiàn)有的礦井防塵基礎(chǔ)上，不需要進(jìn)行大規(guī)模設(shè)備投入即可迅速的大幅度提高井下煤塵控制水平;

　　· 井下化學(xué)粉塵控制技術(shù)具有較純水更為顯著的抑塵效果，可以將純水的抑塵效率提高80%以上，顯著改善井下職工工作條件。