Исследование пылеобразующей способности углей при увлажнении их рабочей жидкостью в режиме капиллярного насыщения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.801.2

© О.В. Скопинцева, А.Ю. Прокопович, Ю.В. Соловьёв, 2008

О.В. Скопинцева, А.Ю. Прокопович,

Ю.В. Соловьёв

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЫЛЕОБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ УГЛЕЙ ПРИ УВЛАЖНЕНИИ ИХ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТЬЮ В РЕЖИМЕ КАПИЛЛЯРНОГО НАСЫЩЕНИЯ

Получены зависимости коэффициента влагоемкости угля от концентрации смачивателя «Неолас» и времени влагонасыщения. Приведены данные гранулометрического состава продуктов разрушения угля, увлажненного различной концентрацией смачивателя.

Dependences of coal moisture capacity factor on penetrating agent "Neolas" concentration and saturation time are obtained. Data of destruction products grading of coal moistened by various concentration of penetrating agent are adduced in the article.

^"Ьсновные технологические процессы по добыче угля подземным способом связаны с образованием большого количества пыли. Основная доля образования пыли приходится на работу очистных и проходческих комбайнов, при этом пылеобразование зависит от большого числа различных факторов. Наиболее значительными из них являются: режим работы комбайна и конструкция его исполнительного органа, режим вентиляции, влажность угля, его крепость, петрографический состав, трещиноватость, наличие геологических нарушений, степень метаморфизма и др.

Снижение пылеобразующей способности углей и, следовательно, кон-

центрации тонкодисперсной пыли в воздухе до требуемых норм возможно благодаря повышению эффективности предварительного увлажнения путем добавки в воду поверхностно-активных веществ, обладающих способностью снижать поверхностное натяжение рабочей жидкости, а также «связывать» пыль, имеющуюся в порах и трещинах.

Влияние увлажнения угля различными растворами на его пылеобразующую

способность исследовалось нами в лабораторных условиях при капиллярном режиме насыщения. Степень насыщения угля раствором определяли по массе образцов до и после пропитки. После влагонасыщения образцы подвергали разрушению методом толчения и определяли их пылеобразующую способность, которую сравнивали с пылеобразующей способностью исходного угля.

В качестве рабочих жидкостей для увлажнения образцов угля в режиме капиллярного насыщения использовали воду и водные растворы смачивателей «Неолас» и ДБ. Образцы угля имели форму, близкую к форме куба, с размером ребра 42-46 мм. Указанные размеры образца обоснованы тем, что в объёме 75-95 см3 находятся все трещины, имеющиеся в угольном массиве. Перед погружением образцов угля в раствор определяли их массу. Для исключения влияния гидродинамических усилий уровень раствора над образцом не превышал 4 см. Процесс насыщения образцов жидкостью контролировался путем их взвешивания через каждый час в течение трех часов и далее - через 20 и 22 часа.

Рис. 1. Влагоемкость угля при смачивании водным раствором «Нолас»

Рис. 2. Влагоемкость угля при смачивании водным раствором ДБ

По полученным данным были рассчитаны коэффициенты влагоемкости кК угля по формуле: т — т

К = ——1 * 100, (%), т0

где т0 - масса исходного образца угля, г; т„ - масса увлажненного образца угля, г.

По результатам расчетов были построены графики зависимостей коэффи-

циента влагоемкости от времени насыщения для различных концентраций смачивателей «Неолас» и ДБ (рис. 1 и 2). Из графиков видно, что для смачивателей «Неолас» и ДБ наблюдаются одинаковые тенденции влагонасыщения, состоящие в том, что коэффициент влагоемкости больше для маленьких концентраций смачивателя (0,15-0,5 %), чем для больших (1,0-3,0 %).

в

о

я

н

О

Размер фракций, мм

0.07 - 0,25

0,25 - 0.5

0,5 - 0,7

0,7 - 1,0

Рис. 3. Гранулометрический состав продуктов разрушения угля

Максимальная влагоемкость при использовании смачивателя «Неолас» наблюдается при его концентрации 0,5% за первый час увлажнения; для «ДБ» - при 0,15% за то же время. Прирост влажности исследуемых образцов находился в пределах от 0,93 до 2,59 за 22 ч. Максимальное увлажнение произошло за первый час и составило 2,25 раза.

Образцы угля с измеренной массой разрушались и подвергались ситовому анализу с целью определения гранулометрического состава продуктов разрушения. Ситовый анализ заключался в просеивании пробы исследуемого угля через набор сит для определения процентного содержания остатка на каждом из них по отношению к массе исходной пробы.

1. Пережилов А.Е., Диколенко Е.Я., Харьковский В.С. и др. Способы заблаговременного снижения пылеобразования угольных пластов. -М.: Недра, 1995. - 406 с.

За критерий оценки эффективности рабочих жидкостей в режиме капиллярного насыщения угля был принят выход тонкодисперсной пыли при постоянной энергоемкости процессы разрушения. По результатам разрушения угля были построены графики зависимостей гранулометрического состава продуктов разрушения от концентрации смачивателя (рис. 3).

Из графика видно, что наименьший выход тонких фракций наблюдается для угля, обработанного раствором смачивателя «Неолас» с концентрацией 0,2 %. При этом выход пылевых фракций размером 0,07-0,25 мм уменьшился в 1,88 раза.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Кирин Б.Ф., Журавлев В.П., Рыжих Л.И. Борьба с пылевыделением в шахтах. - М.: Недра, 1983.-213 с. 1233

— Коротко об авторах --------------------------------

Скопинцева О.В. - доцент, кандидат технических наук, Прокопович А.Ю. - аспирант,

Соловьёв Ю.В. - студент,

Московский государственный горный университет. Рецензент д-р техн. наук проф. Б. Ф. Кирин.