[发明专利]一种增加水体润湿能力的矿用降尘剂、配制方法及其应用

说明书

本发明属于降尘剂技术领域，涉及一种增加水体润湿能力的矿用降尘剂、配制方法及其应用，矿用降尘剂按照重量百分比包括下述原料组分：仲烷基磺酸钠：0.05％～0.3％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：0.05％～0.3％、十二烷基甜菜碱：0.05％～0.3％、硫酸钠：0.01％～0.10％，余量为水，该矿用降尘剂可明显降低防尘水表面张力，增加水体湿润性能，极大提高粉尘的润湿效能和捕集效率。

技术领域

本发明属于降尘剂技术领域，涉及一种增加水体润湿能力的矿用降尘剂、配制方法及其应用。

背景技术

近年来，煤炭采深不断增加，机械化、自动化程度开采水平逐步提高，随之而来的矿井生产自然灾害问题也愈发突出，尤其是井下作业区粉尘危害严重威胁了矿井的安全生产和矿工身心健康。在不采取任何措施的情况下，综掘工作面的粉尘浓度达到了6000mg/m³，然而采取一般性的防尘措施，粉尘浓度依然高达1200～1300mg/m³，已经远远超出了井下作业粉尘浓度安全要求值。高浓度粉尘的扩散污染不仅会引起严重的粉尘爆炸事故，而且会导致煤矿职工尘肺病患病几率大大增加。粉末状态下的可燃性粉尘总表面积显著增加，一旦遇见火源，将引发高温、高压冲击波，在中国有超过2.65百万的煤矿职工死于煤尘爆炸。

近年来煤矿多采用在防尘用水中添加降尘剂的方法，改善水体与煤尘间的润湿能力，增加煤层注水后煤层的含水率，提高降尘效率。然而随着煤矿开采量的日益加大，尤其是针对“油性”重、疏水性强的粉尘，单一成分的降尘剂很难满足矿井生产防降尘实际需要，因此采用多组分活性剂，并对其进行复配优化，进一步降低水体表面张力，提高水体湿润能力，实现煤矿井下的高效除尘。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决上述现有技术中单一成分降尘剂不能满足矿井生产防降尘需求的问题，提供一种增加水体润湿能力的矿用降尘剂、配制方法及其应用。

为达到上述目的，本发明提供一种增加水体润湿能力的矿用降尘剂，按照重量百分比包括下述原料组分：仲烷基磺酸钠：0.05％～0.3％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：0.05％～0.3％、十二烷基甜菜碱：0.05％～0.3％、硫酸钠：0.01％～0.10％，余量为水。

进一步，按照重量百分比包括下述原料组分：仲烷基磺酸钠：0.1％～0.3％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：0.1％～0.3％、十二烷基甜菜碱：0.1％～0.3％、硫酸钠：0.01％～0.05％，余量为水。

进一步，按照重量百分比包括下述原料组分：仲烷基磺酸钠：0.3％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：0.3％、十二烷基甜菜碱：0.2％、硫酸钠：0.02％，余量为水。

该增加水体润湿能力的矿用降尘剂的配制方法，包括以下步骤：

A、通过沉降法考查1g煤尘(粒径约75μm)分别在仲烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基甜菜碱溶液中的完全沉降所需时间，以此为基础，确定出单体降尘剂的重量百分比浓度使用范围为0.05％～0.3％；

B、在单体实验基础上，确定出三因素四水平的正交复配实验方案，三因素分别为：仲烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基甜菜碱；四水平即重量百分比浓度的4个值，分别为：0.05％、0.1％、0.2％、0.3％，共计16套组合方案；

C、分别对16套组合方案进行煤尘沉降实验，考查各组复配后降尘剂溶液的沉降时间、表面张力，确定湿润效果，通过建立的正交实验依次识别出各单体降尘剂在复配后对煤尘润湿效果影响大小的顺序及浓度条件；

D、根据上述条件，确定出仲烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基甜菜碱复配比例；

E、按得到的复配比例进行混合复配后得到的降尘剂溶液，添加重量百分比浓度范围为0.01％～0.10％的无机盐硫酸钠，进行掺杂改性，以煤尘沉降时间、复配剂的表面张力作为复配后该润湿剂性能表征参数，确定出适宜的重量百分比浓度值；