第三章矿山粉尘防治方法.ppt

第一节　矿山防尘的理论基础第二节　采掘工作面防尘技术第三节　物理化学降尘技术第四节　个体防护技术2021/9/211第一节　矿山防尘的理论基础一、预湿煤体防尘理论二、湿式除尘基础理论三、干法除尘基础理论2021/9/212一、预湿煤体防尘理论(一)预湿煤体减尘机理(二)预湿煤体防尘效果影响因素2021/9/213(一)预湿煤体减尘机理1.通过物理化学作用润湿煤层2.注入水可有效地包裹煤体内的每一细小部分3.克服各项阻力及煤层瓦斯压力4.通过改变煤体的物理力学性质减尘2021/9/2141.通过物理化学作用润湿煤层煤层的湿润过程实质上是水在煤层裂隙和孔隙中的运动过程，是一个复杂的水动力学和物理化学过程的综合水在煤层中的运动可以分为压差所造成的运动和它的自运动压差所造成的运动是水在煤层中沿裂隙和大的孔隙按渗透规律流动自运动与注水压力无关，它取决于水的重力和水与煤炭的化学、物理化学的作用自重使水在裂隙与孔隙内向下运动；化学作用是水作用于煤层内的无机的和有机的组分，使之氧化或溶解；物理化学作用包括毛细管凝聚、表面吸着和湿润等压差和重力造成的水渗透流动，时间不长，范围不大，湿润效果不高，一般只能达到10%～40%。

物理化学作用是煤层湿润的主导作用，可以持续很长时间，并能使煤体均匀、充分地湿润，将湿润效果提高到70%～80%2021/9/2152.注入水可有效地包裹煤体内的每一细小部分水进入煤体各种裂隙和层理后，在极其微小的孔隙内部，都有水的注入，这就使整个煤体有效地被水包裹起来当煤体由于开采而受到破碎时，因绝大多数的破碎面中充满着水，可以达到减少煤尘飞扬的目的2021/9/2163.克服各项阻力及煤层瓦斯压力水在煤层中的运动，主要是注水压力、毛细管力和重力三种力综合作用克服煤层裂隙面的阻力、孔隙通路的阻力和煤层的瓦斯压力2021/9/2174.通过改变煤体的物理力学性质减尘通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分和尘粒间的粘着力，并降低煤的强度和脆性，增加塑性，减少采煤时煤尘的生成量；同时将煤体中原生细尘粘结为较大的尘粒，使之失去飞扬能力2021/9/218(二)预湿煤体防尘效果影响因素1.煤的裂隙和孔隙特征2.煤体孔隙率大小3.上覆岩层压力及支承压力4.注水参数5.液体性质6.煤层内瓦斯压力2021/9/2191.煤的裂隙和孔隙特征(1)煤体孔、裂隙特征2)煤层孔隙、裂隙发育程度。

2021/9/2110(1)煤体孔、裂隙特征煤体是一种孔隙和裂隙都很发育的介质，孔隙和裂隙共同构成了煤层注水渗透通道在煤层注水渗透的过程中，煤层孔隙发育程度对注水时煤体均匀润湿、物理力学性质改变的影响举足轻重煤中的孔隙包括相互连通的渗透-扩散孔隙、“死端”孔隙和孤立孔隙三类渗透-扩散孔隙及与其连通的“死端”孔隙属于有效孔隙，注水时液体可沿这些孔隙进行渗流，而孤立孔隙对渗流来说则是无效孔隙2021/9/2111(2)煤层孔隙、裂隙发育程度对于不同成因及煤岩种类的煤层来说，其裂隙和孔隙的发育程度不同，注水效果也存在较大差异影响煤层孔隙、裂隙发育的因素很多且复杂，煤的岩相成分及煤的变质程度是其中的两个重要内在因素，而采动影响是其主要的外在因素2021/9/21122.煤体孔隙率大小(1)孔隙率2)煤体孔隙率大小对注水的影响2021/9/2113(1)孔隙率1)总孔隙率的测定与计算2)部分孔隙率的测定2021/9/21141)总孔隙率的测定与计算煤的总孔隙率为孔隙的总体积与煤的总体积的比率，按下式计算：2021/9/21152)部分孔隙率的测定部分孔隙率是指单位质量煤中某一孔径及其以上的孔隙体积与单位质量煤总体积之比。

目前，煤的部分孔隙率主要采用压汞仪测定2021/9/2116(2)煤体孔隙率大小对注水的影响在我国煤矿，孔隙率Kzx=1%～4%时，煤层通常不能注水；Kzx=5%～15%时，煤层能注水，且有较好的润湿效果；Kzx＞15%时能取得很好的注水效果2021/9/21173.上覆岩层压力及支承压力地压的集中程度与煤层的埋藏深度有关，煤层埋藏越深则地层压力越大，而裂隙和孔隙变得更小，导致透水性能降低因而随着矿井开采深度的增加，要取得良好的煤体湿润效果，需要提高注水压力　　在长壁工作面的超前集中应力带以及其他大面积采空区附近的集中应力带，因承受的压力增高，其煤体的孔隙率与受采动影响的煤体相比要小60%～70%，由此减弱了煤层的透水性2021/9/21184.注水参数煤层注水参数是指注水压力、注水速度、注水量和注水时间注水量或煤的水分增量既是煤层注水效果的标志，也是决定煤层注水除尘率高低的重要因素通常，注水量或煤的水分增量变化在50%～80%之间注水量和煤的水分增量都和煤层的渗透性、注水压力、注水速度和注水时间有关2021/9/21195.液体性质煤是极性小的物质，水是极性大的物质，两者之间极性差越小越易湿润。

为了降低水的表面张力，减小水的极性，提高对煤的湿润效果，可以在水中添加表面活性剂例如阳泉一矿在注水时加入0.5%浓度的洗衣粉后，注水速度比原来提高24%2021/9/21206.煤层内瓦斯压力煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻力水压克服瓦斯压力后才是注水的有效压力，所以在瓦斯压力大的煤层中注水时，往往要提高注水压力，以保证注水的湿润效果同时，煤层注水也是防止煤与瓦斯突出的一个很好的措施2021/9/2121二、湿式除尘基础理论(一)单一液滴的捕集机理和捕集效率(二)液滴群的分级效率(三)喷雾形成和降尘机理2021/9/2122(一)单一液滴的捕集机理和捕集效率1.捕集机理2.各种机理的联合捕集效率2021/9/2123图3-1　典型的除尘机理1—惯性碰撞　2—截留3—布朗扩散　4—重力1.捕集机理2021/9/2124•　如图3-1所示，当含尘空气流过液滴时，液滴掠过尘粒，大部分尘粒与空气一道流经液滴，但一些尘粒接触液滴表面而附于其上，因此，液滴在其运动路径上捕集一些尘粒，而不是捕集全部尘粒孤立液滴的捕集效率ηE定义为捕集的颗粒数与掠过液滴周围的气体体积中最初所含的颗粒数之比：1.捕集机理2021/9/21251.捕集机理(1)惯性碰撞。

2)截留3)布朗扩散4)重力效应2021/9/2126(1)惯性碰撞当含较大尘粒的气流在运动过程中遇到液滴时，其自身的惯性作用，使得它们不能沿流线绕过液滴，仍保持其原来方向运动而碰撞到液滴，从而被液滴捕集，如图3-1所示尘粒12021/9/2127(2)截留当尘粒沿气体流线随着气流直接向液滴运动时，由于气流流线离液滴表面的距离在dp/2粒径范围以内，则该尘粒与液滴接触并被捕集，如图3-1所示尘粒2对截留捕尘起作用的是尘粒大小，而不是尘粒的惯性，并且与气流速度无关2021/9/2128(3)布朗扩散当微细尘粒受气流的夹带作用围绕液滴运动时，由于布朗扩散作用，尘粒的运动轨迹与气流流线不一致而沉积在液滴上如图3-1中尘粒3，尘粒越小，布朗扩散越强烈，在分析dp＜2μm的尘粒沉积时，通常要考虑这种机理2021/9/2129(4)重力效应当尘粒具有一定的大小和密度时，尘粒会因重力作用而沉降到液滴上，被液滴捕集如图3-1中尘粒4在重力作用下粉尘的沉降取决于尘粒的大小、密度和流速，显然，只有当尘粒比较大、密度大，同时气流小时，重力沉降的捕集效率才明显在捕集细小粉尘时，重力沉降的作用不大当重力与气流方向不相同时，沉降效率还取决于重力与气流方向的夹角。

2021/9/21302.各种机理的联合捕集效率在实际除尘过程中，经常是几种机理的联合作用，这时的捕集效率要高于某一种单独机理的捕集效率然而，总捕集效率并不简单地等于各种机理的捕集效率的叠加，因为一种粒径的尘粒可以因不同机理而被捕集，但只能计算一次对各种机理分析一下，便可知道单一捕集体(液滴)的总捕集效率值取决于这些参数，即：2021/9/2131(二)液滴群的分级效率1.湿式除尘器的总效率计算步骤2.模拟除尘器除尘效率的基本模型2021/9/21321.湿式除尘器的总效率计算步骤(1)计算在相同捕集速度下孤立液滴的捕集效率2)计算有邻近液滴影响时的液滴群中的液滴捕集效率3)由液滴群中的捕集效率计算整个液滴群(即除尘器)的分级效率4)由液滴群的分级效率计算液滴群的总除尘效率5)对各种影响因素进行修正2021/9/21332.模拟除尘器除尘效率的基本模型(1)活塞流，未捕集的尘粒既无径向混合也无轴向混合(无混合模型)2)未捕集的尘粒完全径向(或横向)混合(横向混合模型)3)完全后向混合，即既有径向混合又有轴向混合(后向混合模型)2021/9/2134(三)喷雾形成和降尘机理1.喷雾形成机理2.喷雾降尘机理2021/9/21351.喷雾形成机理图3-2　低压喷雾2021/9/21361.喷雾形成机理图3-3　高压喷雾2021/9/21372.喷雾降尘机理图3-4　喷雾降尘机理说明图2021/9/2138三、干法除尘基础理论(一)通风除尘(二)抽尘净化(三)高压风屏蔽2021/9/2139(一)通风除尘图3-5　混合式通风方式1—抽出式风筒　2—压入式风筒2021/9/2140(二)抽尘净化抽尘净化是利用除尘器运行中产生的负压，通过吸尘风筒与靠近尘源的吸尘罩，在尘源处造成一个负压区，使含尘空气由吸尘罩经吸尘风筒进入除尘器中进行净化处理。

除尘器包括湿式除尘器和干式除尘器两种，湿式除尘器有湿式旋流除尘器、湿式风流除尘器、文丘里除尘器和湿式纤维除尘器等；干式除尘器主要是布袋除尘器根据我国机掘工作面目前的生产技术条件及对除尘器既要能耗低又要除尘效率高(特别对于呼尘)的要求，通过理论分析和实践证明，干式布袋除尘器由于具有惯性、截留、扩散、静电等捕尘机理和粉尘层捕集机理的综合作用，它不仅对总粉尘具有很高的捕尘效率，对呼尘仍具有很高的捕集效率因此，在机掘工作面大都选用了干式布袋除尘器抽尘净化除尘效率比较高，但设备成本也高，因此制约了它的推广应用2021/9/2141(三)高压风屏蔽高压风屏蔽是将一个开窄缝的金属筒(长约3m)横置于掘进机驾驶员前2m处，内有高压风由窄缝喷出，向上形成一道风墙，阻止粉尘的扩散，使空气保持清新，防尘效果好但只是将粉尘隔离在前面，必须配套采取其他除尘措施来实现高效除尘2021/9/2142第二节　采掘工作面防尘技术一、采煤工作面尘源的形成与分布二、掘进工作面粉尘的产生与分布三、采煤工作面防尘技术四、掘进工作面防尘技术2021/9/2143一、采煤工作面尘源的形成与分布(一)炮采工作面(二)机采工作面(三)综采工作面2021/9/2144(一)炮采工作面2021/9/2145(一)炮采工作面表3-1　炮采工作面各工序的煤尘浓度2021/9/2146(二)机采工作面表3-2　机采工作面各工序的粉尘浓度2021/9/2147(三)综采工作面1.压固核的形成及其对产尘的影响2.摩擦与碾压3.冲击与振动2021/9/21481.压固核的形成及其对产尘的影响图3-6　压固核的形成及其产尘过程2021/9/21492.摩擦与碾压滚筒采煤机运行一段时间后，若不及时更换被磨钝的截齿，则在截煤时截齿与煤体的接触由切割变成研磨，就将导致细微粉尘的大量增加2021/9/21503.冲击与振动截齿对煤的冲击必将产生煤尘，而且冲击力越大所产生的煤粉越多。

此外，煤体或煤块受到强烈振动，可使原来的裂隙增加和变大，有的变为更小的煤块，有的成为煤尘2021/9/2151二、掘进工作面粉尘的产生与分布(一)炮掘工作面(二)综掘工作面2021/9/2152二、掘进工作面粉尘的产生与分布图3-7　煤巷掘进粉尘分布曲线2021/9/2153(一)炮掘工作面1.机械打眼2.火药爆破作业3.装车与运输产尘2021/9/2154(一)炮掘工作面2021/9/21551.机械打眼表3-4　机械打眼时产尘情况2021/9/21562.火药爆破作业图3-8　炮采工作面爆破后产尘情况1—干式爆破　2—水封爆破　3—水封爆破加水幕2021/9/21573.装车与运输产尘机械装矸和矿车运输也是掘进工作面产尘的主要原因之一这部分粉尘虽然大多不是直接来源于煤岩体破碎，但它可以使风流中的粉尘浓度相对增加，改变堆积粉尘与浮尘的比例关系，使静态的沉积粉尘转化为浮游粉尘岩巷干式装矸一般可使风流中的粉尘浓度增加的10～15mg/m3干燥的煤巷用人工攉煤、铁铲装车，煤尘常达几十甚至几百毫克每立方米另外，矿车和其他运输机械摩擦振动也可使风流中的粉尘浓度增加5～10mg/m3。

这部分二次飞扬粉尘,在干式作业条件下可占掘进工作面总浮尘量的5%～10%2021/9/2158(二)综掘工作面(1)掘进机掘进过程中煤岩破碎产生的粉尘，即原生粉尘，它包括煤岩受到截齿的压碎和摩擦作用产生的粉尘，占机掘工作面粉尘的80%以上2)煤块塌落后与机器和地面碰撞，挡煤板、运输溜子转载造成的摩擦破碎形成的粉尘3)由于地质作用，煤层发生错位、断裂，在裂缝中留存的粉煤，在掘进过程中暴露出来，形成粉尘4)随着进风流带入机掘工作面的尘粒5)工作面上沉积的粉尘在开采作业过程中或通风过程中又被扬起，即次生粉尘2021/9/2159三、采煤工作面防尘技术(一)采煤机内外喷雾除尘(二)煤层注水减尘(三)液压支架喷雾系统(四)液压支架架间封闭尘源技术(五)综放支架放煤口负压捕尘装置(六)净化雾幕降尘技术2021/9/2160(一)采煤机内外喷雾除尘图3-9　采煤机内喷雾效果图2021/9/2161(二)煤层注水减尘1.钻孔布置2.注水方法3.注水设备和器材2021/9/21621.钻孔布置图3-10　单向长钻孔注水方式示意图1—上平巷　2—开切眼　3—下平巷2021/9/21631.钻孔布置图3-11　双向长钻孔注水方式示意图1—回风巷　2—开切眼　3—运输巷2021/9/21642.注水方法图3-12　动压多孔注水方法示意图1—水泵　2—截止阀　3—中高压水表　4—单向阀　5—流量调节阀6—水表　7—注水钢管　8—封孔器2021/9/21652.注水方法图3-13　长钻孔动压注水系统示意图1—煤帮　2—压力表　3、7—截止阀　4—封孔器　5—高压胶管　6—三通8—安全阀　9—快速接头　10—胶管　11、13—水表　12—压力表　14—水泵15—胶管　16—水管　17—水桶2021/9/21663.注水设备和器材煤层注水所使用的设备和器材主要包括钻机、水泵、封孔器、分流器及注水水表等。

2021/9/2167(三)液压支架喷雾系统图3-14　红外监控喷雾系统示意图2021/9/2168(三)液压支架喷雾系统图3-15　架间红外监控喷雾系统2021/9/2169图3-16　封闭尘源装置捕尘机理图(四)液压支架架间封闭尘源技术2021/9/2170(五)综放支架放煤口负压捕尘装置图3-17　放煤口防尘、捕尘装置1—负压产生器　2—定位保护螺钉　3—射流定位器　4—负压感应器　5—流场加速器6—混合效应管　7—混合发散器　8、9—定位连接板　10—煤尘收集器接口11—煤尘收集器　12、13—定位连接板2021/9/2171(六)净化雾幕降尘技术图3-18　工作面光控雾幕2021/9/2172四、掘进工作面防尘技术(一)掘进机内外喷雾除尘(二)风幕湿式离心除尘系统(三)高效水炮泥降尘技术2021/9/2173(一)掘进机内外喷雾除尘图3-19　喷雾系统图1—球阀　2—过滤器　3—增压泵　4—电动机　5—溢流阀　6、14—安全阀　7、12—压力表8—高精度过滤器　9、10、13、16—阀门　11—减压阀　15—冷却掘进机油箱和主电动机2021/9/2174(一)掘进机内外喷雾除尘图3-20　外喷雾装置2021/9/2175(二)风幕湿式离心除尘系统1.除尘原理2.除尘系统布置方式2021/9/21761.除尘原理图3-21　布风器在掘进巷道内布置情况2021/9/21772.除尘系统布置方式图3-22　风幕湿式离心除尘系统布置图1—湿式离心除尘器　2—离心式风机　3—抽尘风筒　4—掘进机5—伸缩式胶带机　6—桥式转载机2021/9/21782.除尘系统布置方式图3-23　除尘系统布置要求1—吸尘口　2—除尘器排放口　3—布风器　4—局扇2021/9/21792.除尘系统布置方式图3-24　现场安装图a)从掘进头向除尘器方向看　b)从除尘器出口向掘进头方向看2021/9/2180(三)高效水炮泥降尘技术1.高效水炮泥降尘机理2.制作和使用工艺2021/9/21811.高效水炮泥降尘机理水炮泥降尘的实质是用盛水的塑料袋代替或部分代替炮泥充填于炮眼内，爆破时水袋破裂，在高温高压爆炸波的作用下，大部分水被汽化，然后重新凝结成极细的雾滴并和同时产生的矿尘相接触，形成雾滴的凝结核或被雾滴所湿润而起到降尘作用。

这种方法既能降低爆破后产生的大量煤尘，又能有效地降低有毒有害气体的含量，是一种积极而有效的防尘技术2021/9/21822.制作和使用工艺图3-25　水炮泥袋a)小炮眼规格(内径28mm)　b)大炮眼规格(内径32mm)2021/9/21832.制作和使用工艺图3-26　水炮泥成品图1—吸管　2—水炮泥袋　3—水炮泥材料2021/9/21842.制作和使用工艺图3-27　高效水炮泥装填示意图1—黄泥　2—高效水炮泥　3—炸药2021/9/2185第三节　物理化学降尘技术一、隔离尘源防尘二、化学降尘剂防尘三、泡沫除尘四、粘结式防尘五、磁化水除尘六、其他物理化学防尘技术2021/9/2186一、隔离尘源防尘(一)隔尘风帘防尘(二)粘尘帘防尘2021/9/2187(一)隔尘风帘防尘1.隔尘帘捕尘机理2.隔尘帘捕尘效率的计算3.隔尘帘分效率2021/9/21881.隔尘帘捕尘机理(1)惯性碰撞捕尘2)截留捕尘3)布朗扩散捕尘2021/9/21891.隔尘帘捕尘机理图3-28　隔尘帘捕尘示意图1—惯性碰撞　2—截留　3—布朗扩散　4—气流的流线5—空心球内表面　6—空心球叶片　7—空心球外表面2021/9/2190(1)惯性碰撞捕尘。

尘粒由于有较大的质量因而具有比气体更大的惯性，即使是细小的尘粒也能从气体流线上偏离而打在目标上当尘粒因其惯性而碰撞到捕集面上时，这种捕集就称为惯性碰撞捕尘，如图3-28中的尘粒“1”所示2021/9/2191(2)截留捕尘惯性捕尘的实质是尘粒偏离流线而碰撞到捕尘体上如果尘粒不偏离流线，就会绕过捕尘体而随气体逃走但一定粒径的尘粒，也有可能随流线运动而被捕集在捕尘体上，如图3-28中的尘粒“2”所示这种机理称为截留捕尘流经捕尘体的流型通常采用粘性流和势流，由于通过隔尘帘的气固两相流的雷诺数Rep＜1，因此粘性流为适合的模型定义截留系数kj为dp与Dc之比值，则由于dp＜＜Dc，kj→0，故可按Langmair公式计算截留捕尘效率η2：2021/9/2192(3)布朗扩散捕尘尘粒不受外力影响而呈杂乱的方式扩散称为布朗扩散，由于布朗扩散作用，尘粒的运动轨迹与气流的流线不一致，而沉积在捕尘体上，如图3-28之尘粒“3”2021/9/21932.隔尘帘捕尘效率的计算直接采用单靶效率公式乘以实验常数C0的方法计算隔尘帘捕尘效率单靶效率的定义是：如果通过捕尘体风流横断面的所有尘粒都能和捕尘体(靶)相碰撞并粘附其上，则其效率为通过风流横断面积Af与捕尘体迎风截尘面积Ac之比值。

因此，隔尘帘捕尘效率η定义为：2021/9/21943.隔尘帘分效率实践证明，捕尘装置的除尘效率与粉尘的分散度密切相关因此,在计算捕尘装置除尘效率时，常采用分效率来说明它所捕集的粉尘颗粒大小分效率与全效率的关系式如下：2021/9/2195(二)粘尘帘防尘粘尘帘防尘方法是指在井下尘源附近，张挂由多面空心球组成的、球上粘有粘尘剂的帘状隔尘装置,粘结风流中粉尘的方法多面空心球是由6个直径为37.24mm的叶片组成的空心球体，其净表面积达0.05m2，比表面积为4.6×104m2/m3所以具有比表面积大、通风阻力小等优点缺点是球体叶片垂直，无载液能力，致使NCZ—1剂流失较快，缩短了粘尘帘有效粘尘周期2021/9/2196二、化学降尘剂防尘(一)降尘剂润湿机理(二)降尘剂的添加方法2021/9/2197二、化学降尘剂防尘2021/9/2198(一)降尘剂润湿机理图3-29　在水中的降尘剂分子示意图2021/9/2199(二)降尘剂的添加方法1.定量泵添加法2.添加调配器3.负压引射器添加法4.喷射泵添加器5.孔板减压调节器2021/9/21100(二)降尘剂的添加方法图3-30　压气添加调配器1—供水管　2—溶液管　3—溶液　4—加液口5—供气阀　6—压力表　7—调节阀　8—箱内供液管　9—加液管　10—三通2021/9/211011.定量泵添加法通过定量泵把液态降尘剂压入供水管路，通过调节泵的流量与供水管流量的配合达到所需含量。

2021/9/211022.添加调配器如图3-30所示，其原理是在湿润剂溶液箱的上部通入有压气体(气压大于水压)，承压润湿剂溶液从箱内供液管8的底部入口进入，经三通10添加于供水管路调节阀7用来调节添加湿润剂溶液的流量，使之与供水流量相配合，从而达到所需的添加含量2021/9/211033.负压引射器添加法降尘剂溶液被文丘里引射器所造成的负压吸入，并与水流混合，添加于供水管路中添加含量由吸液管上的调节阀控制由于这种方法成本低、定量准确，被各矿井采用较多2021/9/211044.喷射泵添加器与前面的添加器相比，主要区别在于喷射泵有混合室因此，用喷射泵调配降尘剂，可使其与水混合较好、定量更准确，供水管路压损小，工作状态稳定2021/9/211055.孔板减压调节器降尘剂溶液在孔板前的高压水作用下，被压入孔板后的低压水流中，通过调节阀门获得所需溶液的流量2021/9/21106三、泡沫除尘(一)泡沫除尘机理(二)泡沫剂与泡沫剂溶液(三)泡沫剂主要性能2021/9/21107(一)泡沫除尘机理　当泡沫喷洒到含尘空气中时，则形成大量的泡沫群，其总体积和总表面积都很大，从而大大增加与尘粒的接触面和粘附性，提高了除尘效率。

泡沫之所以能捕集到粉尘，主要是截留、惯性碰撞、扩散、粘附、重力沉降等多种机理综合作用的结果对于大颗粒粉尘，在低速条件下，截留和重力起主要作用，而对于微细粉尘，扩散、静电力等因素起主要作用2021/9/21108(二)泡沫剂与泡沫剂溶液泡沫除尘主要是利用泡沫的高度湿润性和隔绝性能表征泡沫特性的指标是泡沫的倍数和强度，其中发泡倍数可分为：低倍数(5～50)、中倍数(50～200)及高倍数(＞200)；泡沫的强度是指泡沫的稳定程度，它是以泡沫从产生的瞬间起到破裂的时间或者半数泡沫破裂的时间来表示的，也可以液面形成单个泡沫的持续时间来确定　　能够产生泡沫的液体叫泡沫剂纯净的液体是不能形成泡沫的，只有溶液内含有粗粒分散胶体、胶质体系或者细粒胶体等可溶性物质时才能形成泡沫在俄罗斯矿山曾进行了17种不同表面活性剂的发泡剂除尘试验，取得的最佳参数是：倍数为100～200倍、泡沫尺寸小于6mm2021/9/21109(三)泡沫剂主要性能1.析液时间2.发泡倍数2021/9/211101.析液时间泡沫生成起即开始发生析液由于重力的作用，泡膜的部分液体不断流到气泡的下方，到一定重量时，液体便脱开气泡析出。

气泡在不断合并，泡膜的厚度也在不断变化稳定性好的泡沫，这一过程进行得较慢2021/9/211112.发泡倍数泡沫发泡倍数是指一定数量的泡沫自由体积，与该体积的泡沫全部破灭后析出的溶液体积之比试验时采用容积V容的容器装满泡沫，称得泡沫的净重，再计算泡沫液的体积V液，则得发泡倍数n为：2021/9/21112四、粘结式防尘(一)粘尘剂作用原理(二)粘尘剂的种类及其应用2021/9/21113(一)粘尘剂作用原理　粘尘剂通过无机盐(如氯化钙或氯化镁等)不断地吸收空气中的水分，使得沉积于粘尘剂的粉尘始终处于湿润状态，同时由于在粘尘剂添加有表面活性物质，所以它比普通的水更容易湿润矿井粉尘　　只有在空气相对湿度小于40%时，粘尘剂才会发生结晶现象由于矿井空气湿度一般均在80%以上，因此，粘尘剂是不会发生结晶的粘尘剂溶液的浓度随着所处环境空气温度和湿度的变化而变化，主要体现为从空气中吸收或者排出水分　　2021/9/21114(二)粘尘剂的种类及其应用1.膏状粘尘剂2.粉状粘尘剂3.片状粘尘剂2021/9/21115(二)粘尘剂的种类及其应用图3-31　膏状粘尘剂喷洒系统1—罐车　2—输液臂　3—莫诺泵　4—软膏泵　5—井下管线6、7—三通　8—连接软管　9—喷射喷头　10—粘尘剂2021/9/211161.膏状粘尘剂(1)井下空气相对湿度大于35%的巷道两帮和顶、底板，也可用于正常生产的采掘工作面。

2)添加于隔爆水槽中，起到更好的隔爆作用3)添加于煤层注水中，提高注水湿润半径4)以一定比例喷洒在有自燃危险的采空区，或注入自燃的煤柱中，起到阻化剂的作用2021/9/211172.粉状粘尘剂粉状粘尘剂是膏状粘尘剂的固体含量部分，也就是说，粉状粘尘剂用一定量的水稀释后即可变成膏状粘尘剂粉状粘尘剂可应用于相对湿度为35%以上的矿井巷道或采掘面　　粉状粘尘剂一般装在塑料袋中运送至井下作业地点采用人工直接撒布或装入压气装置中机械撒布2021/9/211183.片状粘尘剂片状粘尘剂是含有表面活性剂的吸湿性无机盐结晶体材料这种粘尘剂制作工艺简单、成本相对较低撒布于作业地点后，通过吸收矿井空气中的水分，可由结晶状态转化为膏状或液体状态它的运输与粉状粘尘剂一样，可装在袋中输送但由于片状颗粒较大(粒径约的4mm)，不利于机械撒布2021/9/21119五、磁化水除尘改善喷雾降尘法来降低呼吸性粉尘的另一条技术途径是，用物理方法改变水的性质，使水的雾化能力增大磁化法是一种简单有效的方法在磁水中添加湿润剂，还可提高降尘率38%左右我国是从20世纪80年代末开始，在井下进行有关试验研究，现已在一些矿井陆续推广应用。

2021/9/21120六、其他物理化学防尘技术1.声波雾化降尘技术2.预荷电高效喷雾降尘技术3.电离水除尘4.超声波除尘5.生物试剂除尘2021/9/211211.声波雾化降尘技术该项技术是利用声波凝聚、空气雾化的原理，从提高尘粒与尘粒、雾粒与尘粒的凝聚效率以及雾化程度来提高呼吸性粉尘的降尘效率该项技术所研制的声波雾化喷嘴具有普通压气雾化喷嘴的特点，雾化效果好，耗水量低，雾粒密度大同时，产生的高频高能声波可以使已经雾化的雾粒二次雾化，减小雾粒直径，提高雾粒与尘粒的凝聚效果2021/9/211222.预荷电高效喷雾降尘技术对现场粉尘状况调查发现，悬游粉尘大多带有电荷，于是提出了如何利用这一现象来降低呼吸性粉尘的思路，如果让水雾带有极性相反的电荷，就可以使雾粒和尘粒之间产生较强的静电引力，从而提高水雾对粉尘的捕获效果2021/9/211233.电离水除尘电离水除尘，是通过电离水使弥散于空气中的粉尘粒子及降尘雾滴带电，利用带电极性相反时相互吸引的原理，实现粉尘的凝聚沉降2021/9/211244.超声波除尘超声波具有良好的方向性、反射性和穿透能力，能在气体、液体及固体媒介中传播，产生各种超声波效应，如机械效应、热效应、化学效应等。

在超声波的作用下，空气将产生激烈振荡，悬浮的尘粒间剧烈碰撞，导致尘粒凝结沉降2021/9/211255.生物试剂除尘通过钻孔向煤体内注入生物试剂，与煤发生一系列反应，改变煤的某些结构和性质，从而减少采煤机采煤时煤尘的产生，关键是生物试剂的研制2021/9/21126第四节　个体防护技术一、自吸过滤式防尘口罩二、动力送风式个体防尘用具2021/9/21127一、自吸过滤式防尘口罩1.简易型口罩2.换气阀型口罩2021/9/211281.简易型口罩图3-32　N95简易型防尘口罩2021/9/211292.换气阀型口罩带有换气阀的口罩，装有吸气阀和呼气活瓣，滤料装在专门的滤料盒内，污染后可以更换与简易口罩相比，换气阀型口罩具有阻尘率高、呼吸阻力低等优点；但其缺点是质量大、对视线有一定的妨碍及价格相对较高等2021/9/211301.动力过滤式送风口罩由煤炭科学研究总院重庆分院研制的AFK-1型过滤式送风口罩，是借助小型通风机的动力，将含尘空气通过滤料净化，然后把净化后的清洁空气经过蛇形螺旋管送到橡胶口罩内，供佩戴者呼吸用动力过滤式送风口罩克服了自吸过滤式防尘口罩阻尘率和呼吸阻力之间存在矛盾的缺点，具有阻尘率高、低泄露、呼吸阻力小、不憋气、质量轻、携带方便、活动灵活、成本和维护费用较低等优点，适用于煤矿光爆锚喷及采掘工作面等高尘作业环境。

2021/9/211312.隔绝式压风呼吸器隔绝式压风呼吸器是隔离式新型个体防护装备，具有防尘、防毒的双重功能　　隔绝式压风呼吸器主要由主机、配气管路和弹性正压口罩三大部分组成　　它的原理是，将压风减压、过滤净化，并通过多级限压、安全卸压装置，使高压气流可靠地还原为新鲜空气，经导管送入呼吸口罩内，供佩戴者呼吸用，隔绝尘、毒的效率达100%2021/9/21132。