(安徽省地質礦產勘查局325地質隊 安徽淮北235000)
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在煤的開采與應用期間,粉塵不僅降低了煤的質量,也嚴重危害到了工作人員的身體健康。通過對不同煤種潤濕性影響因素的分析,有助于研發出性能較佳的表面活性劑,進而研制出效果良好的浸潤性降塵劑。本試驗對6種不同煤種的煤樣以及4種常見表面活性劑進行實驗研究,以分析影響不同煤種潤濕性的相關因素。
煤炭粉塵潤濕性表面活性劑影響因素
煤炭是一種重要的化石能源,由有機物與無機物共同組成,可用作動力燃料、煉鋼原料等。煤炭作為我國的主要能源,其開采量也將逐漸增加。然而,在深井煤礦開采中,煤塵爆炸、火災、冒頂等安全問題不容忽視。粉塵作為煤炭自身的理化特征,目前已是煤炭的五大災難之一,對煤炭開采人員以及礦井安全均造成了嚴重影響,如何采用有效控制降低粉塵成為研究重點?;诖?,本文選取了具有代表性的6種不同煤種的煤樣以及4種常見表面活性劑進行實驗研究,現報道如下。
本文選擇具有代表性的6種不同煤種的煤樣以及4種常見表面活性劑進行實驗研究。煤樣與表面活性劑的選擇,見表1、表2。
表1 6種不同煤種的煤樣選擇
表2 4種常見表面活性劑的選擇
采用接觸角實驗分析煤種的浸潤性,選用視頻光學接觸角測量儀測定煤樣與表面活性劑的接觸角。以自來水溶液做對照,得出4種常見表面活性劑與不同煤樣潤濕性的關系,見表3。由此可知,對煤種潤濕效果最佳的是OP-10,其次是1631、SDBS、CAB-35;并且任一種表面活性劑對肥煤的接觸角均是最大的。由此說明,不同表面活性劑對同一煤種表現出不同的潤濕性,表面活性劑對煤樣種的潤濕性不但同表面活性劑自身性質相關,也與煤種的潤濕性相關。
表3 4種常見表面活性劑與不同煤樣潤濕性的關系(°)
3.1 煤的成分
煤中的水分是影響煤種潤濕性的關鍵因素,根據水分在煤中的存在形態,可將其分成游離水與化合水兩種,其中以游離水的影響性最大。煤種的水分含量越多,其接觸角越小,潤濕性就最佳。
3.2 煤的元素含量
煤主要由有機物與無機物構成。其中,有機物主要包括碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)等,而C、H、O的百分率含量總和又占有機物的95%以上;N的百分率含量較小且變化范圍不大,通常在0.3%~3%之間;S的百分率含量則隨著煤炭沉淀條件的不同而存在一定的差異性。無機物則包含礦物質與水。由此可知,與煤種潤濕性有較大相關性的是C、H、O,C元素含量越多,煤的潤濕性就越差;H、O元素含量越多,煤的潤濕性就越佳。
3.3 煤的孔隙結構
煤為多孔隙物質,具有非常豐富的孔隙結構,對水的吸附力較強,潤濕性較佳。隨著煤化度的提升,煤的孔隙就越少,故其潤濕性也就隨之變差。
影響煤種潤濕性的因素是多方面的,采用不同的表面活性劑進行實驗研究,并對煤的成分、元素含量、孔隙結構的等進行綜合分析,以研制出效果最佳的浸潤性降塵劑。
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影響不同煤種潤濕性的因素分析
■陳民
TD82-9[文獻碼]B
1000-405X(2016)-10-111-2