[发明专利]一种环保型高渗透煤尘抑尘剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种环保型高渗透煤尘抑尘剂及其制备方法，抑尘剂包括以下原料：羧甲基纤维素钠、表面活性剂、渗透剂、助剂、分散粒子、基液、水；具体原料重量百分比为：羧甲基纤维素钠0.1%‑5%，表面活性剂0.02%‑6%，渗透剂0.03%‑0.5%，助剂0.01%‑0.1%，分散粒子0.1%‑3%，基液0.5%‑5%，余量为水；所述分散粒子为纳米分散粒子。本发明可以明显提高尘粒及煤层的渗透及润湿效果，可用于喷雾降尘系统，也可用于煤层钻孔注水系统，有效解决了煤尘及其煤层难以被水润湿、渗透的问题，且具有较好的环保性和经济性。

技术领域

本发明涉及煤矿煤尘粒子及其井下煤层润湿抑尘剂领域，尤其涉及对尘粒和煤层渗透润湿效果的环保可降解复合抑尘剂及其制备方法。

背景技术

我国是煤炭大国，更是消耗大国，在煤炭开采、运输、存放过程中，易产生大量煤尘，特别在高产、高效机械化程度的井下作业中，综掘面的粉尘浓度很高，个别瞬时原始总粉尘浓度甚至高达3000mg/m³。高浓度的煤尘导致工作面能见度降低、粉尘爆炸、降低精密设备使用寿命等危害，尤其是矿工长期在生产中吸入大量呼吸性粉尘(颗粒直径小于7微米)会引起的以纤维组织增生为主要特征的尘肺病。

煤矿粉尘防治措施常用的有湿式作业(湿式凿岩和喷雾洒水)、干式捕集除尘、通风除尘、密闭尘源、静电除尘、个体防护等技术，这些技术对煤矿的除尘虽然发挥了一定作用，但仍存在很大的缺陷。如密闭式除尘，安装时间长，占地面积大，检修不方便，机器散热不好，严重损害操作工的身体健康；干式捕尘(袋式除尘)，设备庞大，安装时间长，耗能高；静电除尘技术，投入资金高，对破碎机产生的粉尘没有处理方案，需要整流设备和高皮变电，而且技术水平要求比较高，如果设备出现故障，只有停工检修。为了更有效进行井下煤尘防控采煤工作采用多种防尘技术相结合，如煤层注水、采煤机尘源智能跟踪喷雾降尘、采煤机高压喷雾含尘气流控制、移架及放煤自动高压喷雾降尘等。从现场试验来看，虽然这些技术对煤尘防控有一定效果，但是由于大多数煤尘亲水性能较差，水对煤尘难以润湿，降尘效率并不高，因而采用水中加入化学试剂，提高煤尘亲水性能能有效提高煤矿综合降尘和防尘的效率。

化学抑尘剂开始于上世纪20年代，由于尘粒物成分的复杂性导致抑尘剂系列的多样性，有针对公路的抑尘剂，也有针对铁矿石开采的抑尘剂，当然针对煤矿开采的抑尘剂居多。到60年代国外矿井开始使用化学抑尘剂抑尘，后来该技术在国内也得到了迅速发展。化学抑尘剂的主要组成是表面活性剂，当水中添加某种适合的表面活性剂时，水的强极性现象部分消失，水的表面张力也随着减小另外、疏水性煤表面吸收了表面活性剂，其疏水性转化为亲水性。同时表面活性剂也能提高粉尘颗粒在溶液中的电位，而增加水对粉尘的润湿能力。因此化学抑尘剂中的主要成分就是表面活性剂，相关的研究很多，开发的抑尘剂数量也较多。但也存在以下问题：(1)腐蚀性强，有毒性，有刺激性气味，容易引起二次污染，原料成本高，产品难降解，部分抑尘剂还降低煤的燃烧值；(2)现有的煤炭抑尘剂虽然有些实验效果不错，但是由于煤层及其煤尘微观性质复杂，这种除尘效果还仅限于实验室，因此产品性能也不够稳定，真正在煤矿上的抑尘剂应用还很少。

为了解决以上问题，开发效果更佳、成本更低的抑尘剂逐渐向着复合型和专用型发展。复合型化学抑尘剂是用两种或两种以上的抑尘剂在一定物理和化学条件下复合而成，把润湿性、黏结性、保水性、凝并性等抑尘剂特性进行耦合，从而达到最佳性能的复合，本专利采用新方法进行制备纳米分散型复合抑尘剂。

发明内容

本发明针对目前抑尘剂大多数具有腐蚀性，不易降解，造成二次污染的问题，提供了一种环境友好型煤尘抑尘剂的制备方法，实现利用无毒无害可再生原料，清洁生产，零排放技术，可环境消纳。

一种环保型高渗透煤尘抑尘剂，包括以下原料：羧甲基纤维素钠、表面活性剂、渗透剂、助剂、分散粒子、基液、水；具体原料重量百分比为：羧甲基纤维素钠0.1％-5％，表面活性剂0.02％-6％，渗透剂0.03％-0.5％，助剂0.01％-0.1％，分散粒子0.1％-3％，基液0.5％-5％，余量为水；所述分散粒子为纳米分散粒子。