礦井在施工過程中會產生大量的粉塵，這是一直威脅礦井生產和職工生命健康的主要問題之一，井下粉塵控制技術應運而生，本文就主要分析了這種技術的發展狀況和技術原理。

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　　井下化學粉塵控制技術是一項旨在通過化學藥劑改變水的表面張力，從而提高水對粉塵顆粒的潤濕性---捕塵能力，最終達到抑塵作用。與其他粉塵控制技術相比較，化學粉塵控制技術具有理念新穎，應用簡單方便，效果明顯的特點。實驗表明，化學粉塵控制技術較純水的抑塵效率提高達80%以上。

　　一、引言

　　煤塵危害一直是煤炭企業關注的重要問題，是井下“三防”的重要內容，它直接關系著礦井安全生產和職工的身體健康。但由于井下生產條件的特殊性和粉塵治理投入的局限性，導致煤塵治理效果遠未達到期望，與世界先進國家也存在較大差距。隨著國家社會對井下粉塵治理的高度重視以及職工對粉塵危害認識的提高，礦井粉塵治理已成為各大煤炭生產企業亟待解決的迫切任務。

　　鑒于此，探索應用先進粉塵控制技術則成為企業解決井下煤塵危害的首選。與其他粉塵控制技術相比較，納爾科的井下化學粉塵控制技術具有理念最為新穎，應用最為簡單方便，效果最為明顯的特點。其新型井下專用粉塵抑制劑-塵康(Dustcon)，在美國，歐州等國家和地區己經得到了廣泛的應用，使用時只需將其按比例加入到井下現有的防塵管網中，即可達到高效的井下粉塵控制效果。若在現有的煤層注水中也加入該藥劑，則會大大加快煤層注水進程及注水量，對井下煤塵控制效果更為顯著。

　　二、井下化學粉塵控制技術影響抑塵效果的機理

　　(一)水的表面張力對捕塵效果的影響

　　粉塵現象主要是細小的固體顆粒無規則的布朗運動(熱運動)引起的。由于粉塵本身重量小，環境中微小的動力就會為其提供長時漂浮的能量，短時間內很難沉降于地面。因此，工業上通常都是采用噴霧灑水或機械除塵等強制性方式進行粉塵控制，從而減少粉塵對人體、機械和環境的危害。

　　噴霧灑水粉塵控制中，水對粉塵的捕集能力(即抑塵)通常表現為水滴在粉塵顆粒表面的展開能力---潤濕，表面潤濕了的塵粒自身重量增大，布朗運動被大幅削弱，沉降性顯著;同時固體顆粒表面潤濕，使得顆粒間的粘結性加強，更促使了粉塵的沉降，即達到抑塵的效果。

　　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，潤濕接觸角θ較大，粘附潤濕效果差，塵粒較容易從水滴表面滑過而不被捕獲。因此，采用普通的水噴灑抑塵時，耗水量大，抑塵效果也不理想。

　　(二)井下化學粉塵控制技術作用原理

　　井下化學粉塵控制技術的關鍵是利用化學藥劑有效的降低水的表面張力。根據上述表面張力平衡關系式：當氣—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，即潤濕角θ變小，從而增強了水的粘附潤濕效果，提高水的捕塵能力。

　　同時，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。

　　實驗研究表明，只有當水的表面張力降到40達因(Dynes/cm)時，水才能有效的抑塵。通常水的表面張力都在70以上，因此，化學粉塵控制技術選擇適當的化學藥劑即成為保證抑塵效果的關鍵。

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

　　三、井下化學粉塵控制技術應用效果

　　(一)礦井煤層條件

　　林南倉礦1112煤層厚度4.3m，煤層傾角14°，以亮、暗煤為主，呈粉末狀、寬條帶狀結構，靠近頂板處有一層劣質煤，約厚0.3m。工作面長度85m，采煤機每刀割煤時間45min，每班進尺四刀，每刀產煤量約400t，每天產煤量約3200t。

　　工作面防塵措施有：采煤機內、外噴霧、液壓支架架間噴霧、轉載點噴霧、上風巷兩道凈化水霧簾幕。采煤機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，無煤層注水。

　　(二)化學抑塵及粉塵檢測方案

　　正常使用綜合防塵措施，采用對比方式分別測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組的高壓噴霧系統的水箱中。粉塵測量種類為全塵。即分別檢測測試場所如下工作情況的粉塵：

　　· 只使用防塵水并正常開啟綜合防塵措施;

　　· 防塵水中加入塵康抑塵劑并正常開啟綜合防塵措施;

　　· 起塵點后，防塵水幕前15m

　　· 二道防塵水幕后15m

　　(三)化學抑塵效果

　　實驗結果表3.3與圖3.3反映了井下化學粉塵控制技術顯著優于純水的抑塵效果，若將井下全部防塵管網均采用此化學粉塵控制技術，將會為礦井的粉塵控制建設奠定堅實的基礎。

　　四、結論

　　· 井下化學粉塵控制技術具有理念新穎，應用簡單方便的特點，可以在現有的礦井防塵基礎上，不需要進行大規模設備投入即可迅速的大幅度提高井下煤塵控制水平;

　　· 井下化學粉塵控制技術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。