一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法
【專利摘要】一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法，依次包括以下步驟：根據(jù)噴灑和注入煤層的情況選定合適的堿性藥品；根據(jù)煤階和實驗室試驗選定相應(yīng)的堿溶液的配比濃度；選擇中低階煤，在煤層中鉆孔，將鉆孔的孔口封堵，配置相應(yīng)的堿溶液，把配置的堿溶液泵注到鉆孔中；浸泡一段時間，使煤與堿溶液充分反應(yīng)，反復(fù)浸泡多次，確認(rèn)鉆孔控制區(qū)域的煤與堿溶液完全反應(yīng)；配置合適的噴灑作業(yè)用的堿溶液，在采煤作業(yè)時進行噴灑堿溶液除塵。本發(fā)明利用了堿與煤中的有機物反應(yīng)，可以大大降低煤的產(chǎn)塵能力，同時，使反應(yīng)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(chǎn)，實用性強，有推廣應(yīng)用價值。
【專利說明】一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦安全環(huán)保生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)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?shù)雀黜椛a(chǎn)過程中粉塵產(chǎn)生量也急劇增大。煤粉塵對人的眼睛、耳、皮膚、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)都會產(chǎn)生很大程度的傷害，特別是對人的呼吸系統(tǒng)，如果工人長期工作在粉塵含量超標(biāo)的環(huán)境中，極易得塵肺病，在我國塵肺病仍是最嚴(yán)重的職業(yè)病，且發(fā)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(yán)重。煤炭開采和生產(chǎn)的過程中產(chǎn)生了大量的煤塵，不僅威脅著煤礦的安全生產(chǎn)，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(guān)注的熱點。近年來對化學(xué)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(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)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。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)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(jù)噴灑和注入煤層的情況選定合適的堿性藥品；
(2)、根據(jù)煤階和實驗室試驗選定相應(yīng)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(yīng)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(yīng)，反復(fù)浸泡多次，確認(rèn)鉆孔控制區(qū)域的煤與堿溶液完全反應(yīng)；
(5)、配置合適的噴灑作業(yè)用的堿溶液，在采煤作業(yè)面進行噴灑堿溶液除塵。
[0005]所述步驟(I)中對于注入煤層作業(yè)選用增強化學(xué)反應(yīng)的NaOH強堿性藥品；對于噴灑作業(yè)選用對人身無傷害的NaHCO3弱堿性藥品。
[0006]所述步驟(2)中根據(jù)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[0F]濃度> I mol/L，并根據(jù)煤階的提高而相應(yīng)提高[0H_]濃度；噴灑作業(yè)所用的堿溶液中的[0F]濃度為I mol/L?0.05 mol/L,并隨煤階的提高而相應(yīng)提高,但最大不超過I mol/L0
[0007]所述的步驟(4)中浸泡時間大于6 h，根據(jù)煤階提高延長浸泡時間，并且反復(fù)浸泡多次，確保煤與堿溶液充分反應(yīng)。
[0008]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。
[0009]采用上述技術(shù)方案，當(dāng)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)。有機物與[0H_]迅速反應(yīng)，克服了煤對水的吸收能力小的問題，使煤快速呈現(xiàn)出顆?；蚴敲耗嗟臓顟B(tài)，會使煤的產(chǎn)塵能力大大降低；同時煤中有機物與堿反應(yīng)，改變了煤中有機物的分子結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)生的少量煤塵與水的接觸角迅速減小，而產(chǎn)生的煤塵又與噴出的弱堿溶液反應(yīng)，弱堿可以繼續(xù)與煤塵中的有機物反應(yīng)，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(fā)明經(jīng)過在煤礦井下的初步試驗，并經(jīng)測塵器的測試，除塵效果極好。
[0010]本發(fā)明利用了堿與煤中的有機物反應(yīng)，可以大大降低煤的產(chǎn)塵能力。同時，使反應(yīng)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(chǎn)，實用性強，值得推廣應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)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(jù)噴灑和注入煤層的情況選定合適的堿性藥品；
(2)、根據(jù)煤階和實驗室試驗選定相應(yīng)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(yīng)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(yīng)，反復(fù)浸泡多次，確認(rèn)鉆孔控制區(qū)域的煤與堿溶液完全反應(yīng)；
(5)、配置合適的噴灑作業(yè)用的堿溶液，在采煤作業(yè)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。
[0012]步驟(I)中對于注入煤層作業(yè)選用增強化學(xué)反應(yīng)的NaOH強堿性藥品；對于噴灑作業(yè)選用對人身無傷害的NaHCO3弱堿性藥品。
[0013]步驟(2)中根據(jù)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[0H1濃度> I mol/L，并根據(jù)煤階的提高而相應(yīng)提高[0H_]濃度；噴灑作業(yè)所用的堿溶液中的[0H_]濃度為I mol/L?0.05 mol/L，并隨煤階的提高而相應(yīng)提高，但最大不超過I mol/L。
[0014]步驟(4)中浸泡時間大于6 h，根據(jù)煤階提高延長浸泡時間，并且反復(fù)浸泡多次，確保煤與堿溶液充分反應(yīng)。
[0015]步驟(5)中噴灑所用的堿溶液配置后存放時間不超過12h，弱堿溶液不可放置太長時間，應(yīng)該盡快使用，否則容易失去作用。
[0016]下面列舉一個具體實施例:
(I)、選擇褐煤礦井；(2)、在采煤工作面均勻布置鉆孔；(3)、采用傳統(tǒng)煤層注水所用的封孔方式進行封孔；(4)、井下配置[0H_]=2 mol/L的NaOH溶液；(5)、通過泵入裝置把配置的堿溶液灌入每個鉆孔，注入量多于傳統(tǒng)煤層的注水量，浸泡時間大于6 h后；(6)、重復(fù)浸泡多次，確認(rèn)鉆孔控制區(qū)域的煤與堿溶液完全反應(yīng)；(7)、配置[0H_]=0.03 mol/L的NaHCO3溶液，將采煤過程噴水降塵的水溶液換為堿溶液，進行噴灑堿溶液除塵。
【權(quán)利要求】
1.一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(jù)噴灑和注入煤層的情況選定合適的堿性藥品； (2)、根據(jù)煤階和實驗室試驗選定相應(yīng)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(yīng)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(yīng)，反復(fù)浸泡多次，確認(rèn)鉆孔控制區(qū)域的煤與堿溶液完全反應(yīng)； (5)、配置合適的噴灑作業(yè)用的堿溶液，在采煤作業(yè)面進行噴灑堿溶液除塵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法，其特征在于:所述步驟(I)中對于注入煤層作業(yè)選用增強化學(xué)反應(yīng)的NaOH強堿性藥品；對于噴灑作業(yè)選用降低對人身無傷害的NaHCO3弱堿性藥品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法，其特征在于:所述步驟(2)中根據(jù)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[0Η?濃度> Imol/L，并根據(jù)煤階的提高而相應(yīng)提高[0H_]濃度；噴灑作業(yè)所用的堿溶液中的[0H_]濃度為Imol/L~0.05 mol/L,并隨煤階的提高而相應(yīng)提高,但最大不超過I mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法，其特征在于:所述步驟(4)中浸泡時間大于6 h，根據(jù)煤階提高延長浸泡時間，并且反復(fù)浸泡多次，確保煤與堿溶液充分反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述.的一種利用堿溶液的煤礦井下除塵方法，其特征在于:所述步驟(5)中噴灑所用的堿溶液配置后存放時間不超過12h。
【文檔編號】E21F5/06GK103470296SQ201310393040
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】郭紅玉, 羅源, 夏大平, 馬俊強, 張雙斌, 劉曉, 陳山來 申請人:河南理工大學(xué)