[發明專利]一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法

有效

• 申請號: 201310393040.2
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103470296A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 郭紅玉;羅源;夏大平;馬俊強;張雙斌;劉曉;陳山來
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21F5/06
• 分類號: E21F5/06;E21F5/02
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 朱俊峰;時立新

技術領域

本發明屬于煤礦安全環保生產技術領域，涉及一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法。

背景技術

近年來，隨著經濟的發展，國家對煤炭的需求量越來越大，加之礦井開采強度的不斷加大。機械化程度的不斷提高。煤礦井下的采煤、掘進、運輸等各項生產過程中粉塵產生量也急劇增大。煤粉塵對人的眼睛、耳、皮膚、消化系統、呼吸系統都會產生很大程度的傷害，特別是對人的呼吸系統，如果工人長期工作在粉塵含量超標的環境中，極易得塵肺病，在我國塵肺病仍是最嚴重的職業病，且發病周期在縮短；煤塵具有自燃性和爆炸性，煤塵爆炸危險普遍存在，危害嚴重。煤炭開采和生產的過程中產生了大量的煤塵，不僅威脅著煤礦的安全生產，而且對煤礦工人的健康造成直接影響，因此煤礦除塵一直是人們關注的熱點。近年來對化學除塵的方法研究越來越多，但是利用堿溶液除塵的的研究尚未出現。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種降低煤礦井下粉塵、保護一線工人身心健康的利用堿溶液的煤礦井下除塵方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法，其特征在于：依次包括以下步驟：?

（1）、根據噴灑和注入煤層的情況選定合適的堿性藥品；

（2）、根據煤階和實驗室試驗選定相應的堿溶液的配比濃度；

（3）、選擇中低階煤，在煤層中鉆孔，將鉆孔的孔口封堵，配置相應的堿溶液，把配置的堿溶液泵注到鉆孔中；

（4）、浸泡一段時間，使煤與堿溶液充分反應，反復浸泡多次，確認鉆孔控制區域的煤與堿溶液完全反應；

（5）、配置合適的噴灑作業用的堿溶液，在采煤作業面進行噴灑堿溶液除塵。

所述步驟（1）中對于注入煤層作業選用增強化學反應的NaOH強堿性藥品；對于噴灑作業選用對人身無傷害的NaHCO₃弱堿性藥品。

所述步驟（2）中根據煤階配置合適配比濃度的堿溶液，注入煤層的堿溶液的中的[OH^-]濃度＞1?mol/L，并根據煤階的提高而相應提高[OH^-]濃度；噴灑作業所用的堿溶液中的[OH^-]濃度為1?mol/L～0.05?mol/L，并隨煤階的提高而相應提高，但最大不超過1?mol/L。

所述的步驟（4）中浸泡時間大于6?h，根據煤階提高延長浸泡時間，并且反復浸泡多次，確保煤與堿溶液充分反應。

所述的步驟（5）中噴灑所用的堿溶液配置后存放時間不超過12h。

采用上述技術方案，當配置的強堿溶液注入到煤層時，由于中低階煤中含有大量芳香族化合物（如腐殖酸等），兩者容易發生化學反應。有機物與[OH^-]迅速反應，克服了煤對水的吸收能力小的問題，使煤快速呈現出顆粒或是煤泥的狀態，會使煤的產塵能力大大降低；同時煤中有機物與堿反應，改變了煤中有機物的分子結構，使得產生的少量煤塵與水的接觸角迅速減小，而產生的煤塵又與噴出的弱堿溶液反應，弱堿可以繼續與煤塵中的有機物反應，并且可以迅速的吸附煤塵，同時弱堿不會對人體造成傷害。本發明經過在煤礦井下的初步試驗，并經測塵器的測試，除塵效果極好。

本發明利用了堿與煤中的有機物反應，可以大大降低煤的產塵能力。同時，使反應后的煤塵與水的接觸角急劇減小，起到良好的除塵效果，保護了工人的身心健康，并確保煤礦的安全生產，實用性強，值得推廣應用。

具體實施方式

本發明的一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法，依次包括以下步驟：?

（1）、根據噴灑和注入煤層的情況選定合適的堿性藥品；

（2）、根據煤階和實驗室試驗選定相應的堿溶液的配比濃度；

（3）、選擇中低階煤，在煤層中鉆孔，將鉆孔的孔口封堵，配置相應的堿溶液，把配置的堿溶液泵注到鉆孔中；

（4）、浸泡一段時間，使煤與堿溶液充分反應，反復浸泡多次，確認鉆孔控制區域的煤與堿溶液完全反應；

（5）、配置合適的噴灑作業用的堿溶液，在采煤作業面進行噴灑堿溶液除塵。即采煤過程中通過鉆頭向煤層噴水降塵的水溶液換為堿溶液。

步驟（1）中對于注入煤層作業選用增強化學反應的NaOH強堿性藥品；對于噴灑作業選用對人身無傷害的NaHCO₃弱堿性藥品。