煤矿粉尘源头抑制与精准防控基础研究及关键技术

目录
《博士后文库》序言
前言
第1章　绪论　1
1.1　煤矿粉尘的危害及其防治形势 1
1.2　煤矿粉尘源头防控理论与技术发展现状 2
参考文献　6
第2章　煤岩截割产尘特性及影响机制研究 11
2.1　综掘工作面煤岩截割产尘机理分析 11
2.1.1 煤岩截割产尘机理的“粉化核”假说 11
2.1.2 塑性破碎区空腔扩展模型 13
2.2　单截齿破煤产尘模拟实验系统 19
2.3　煤体理化性质对产尘特性的影响机制 23
2.3.1 工业分析组分对产尘特性的影响 24
2.3.2 煤孔隙特征对产尘特性的影响 34
2.3.3 煤体脆性对产尘特性的影响 44
2.4　截齿截割参数对产尘特性的影响机制 54
2.4.1 齿尖锥角对产尘特性的影响 57
2.4.2 侵入角度对产尘特性的影响 62
2.4.3 截割速度对产尘特性的影响 65
2.5 本章小结 67
参考文献 68
第3章　矿井采掘工作面粉尘时空分布演化规律研究 72
3.1　煤矿井下尘源点分布及粉尘受力分析 72
3.1.1 矿井尘源点分布 72
3.1.2 粉尘的空间受力特性 73
3.1.3 煤矿粉尘在风流中的运动特性 77
3.2　综采工作面气载粉尘时空分布数值模拟 80
3.2.1 气固两相流理论 81
3.2.2 综采工作面粉尘运移数学模型 83
3.2.3 粉尘运移模拟结果分析 88
3.3　综掘工作面气载粉尘时空分布数值模拟 93
3.3.1 模型建立和网格划分 94
3.3.2 模拟结果分析 96
3.4　本章小结 103
参考文献 103
第4章　煤尘润湿特性及其改善原理研究 107
4.1　煤尘宏微观润湿特性实验研究 107
4.1.1 煤尘化学性质对其润湿性的影响 107
4.1.2 呼吸性煤尘润湿特性实验研究 115
4.2　煤尘微观润湿过程的分子动力学模拟方法 121
4.2.1 常用分子动力学模拟软件 121
4.2.2 煤尘微观润湿过程模拟方法 122
4.3　表面活性剂润湿煤尘机理研究 139
4.3.1 阴离子表面活性剂润湿煤尘机理 139
4.3.2 阴-非离子表面活性剂协同润湿煤尘机理 146
4.4　磁化提高表面活性剂湿润性能研究 155
4.4.1 磁化改善表面活性剂性能实验研究 155
4.4.2 磁化降低表面活性剂用量机理探究 160
4.5　本章小结 165
参考文献 166
第5章　矿山抑尘泡沫基础特性研究 171
5.1　抑尘泡沫形态及其影响机制 171
5.1.1 水溶性聚合物对抑尘泡沫形态的影响 171
5.1.2 气体流量对泡沫形态的影响 183
5.2　抑尘泡沫性能影响因素与机理探讨 190
5.2.1 发泡剂浓度对泡沫稳定性的影响 190
5.2.2 温度对抑尘泡沫性能的影响 199
5.2.3 界面扩张流变特性对抑尘泡沫性能的影响 207
5.2.4 抑尘泡沫排液规律和定量模型研究 216
5.3　矿山抑尘泡沫性能定量评估方法及测试装置 227
5.3.1 泡沫性能定量评估方法 227
5.3.2 发泡剂润湿度测试装置 229
5.4　抑尘泡沫性能增强原理与方法 232
5.4.1 硬水条件下提升阴离子表面活性剂起泡性能研究 232
5.4.2 水溶性聚合物改善抑尘泡沫性能研究 243
5.4.3 表面活性剂-高分子稳定剂体系改善抑尘泡沫性能研究 251
5.4.4 磁化技术改善抑尘泡沫性能研究 276
5.5　本章小结 287
参考文献 288
第6章　源头抑制煤矿粉尘的泡沫抑尘技术研究 295
6.1　自吸空气式泡沫制备技术 295
6.1.1　自吸空气-发泡剂旋流产泡装置设计原理 296
6.1.2　射流自吸空气特性实验研究 305
6.2　抑尘泡沫定向射流精准喷射技术 309
6.2.1 泡沫喷射流型设计及流场参数计算 310
6.2.2 弧面泡沫喷头性能比较及结构设计 320
6.2.3　凹弧面外导流式泡沫喷头性能实验 326
6.3　泡沫抑尘技术现场应用 331
6.3.1 综采工作面泡沫抑尘应用 332
6.3.2 综掘工作面泡沫抑尘应用 341
6.4　本章小结 347
参考文献 348
第7章　综掘和综采工作面粉尘精准防控技术研究 349
7.1　实心锥喷嘴雾化特性实验研究 349
7.1.1 实验方案 349
7.1.2 结果与讨论 352
7.2　典型水基降尘介质喷雾特性实验研究 359
7.2.1 实验方案 360
7.2.2 结果与讨论 362
7.3　表面活性剂自动添加装置性能实验研究 371
7.3.1 实验方案 371
7.3.2 结果与讨论 374
7.4　压入式通风对外喷雾流场影响数值模拟研究 383
7.4.1 模型和方法 383
7.4.2 结果与讨论 387
7.5　压入式通风综掘工作面粉尘精准防控技术研究 396
7.5.1 梯级雾化分区除尘方法 396
7.5.2 包裹截割头尘源抑尘 397
7.5.3 回风侧空气雾化降尘 398
7.5.4 压力雾屏隔尘 399
7.5.5 梯级雾化分区除尘系统 400
7.6　综采工作面粉尘分源立体防控技术研究 405
7.6.1 采煤机割煤泡沫抑尘 405
7.6.2 移架自动喷雾降尘 406
7.6.3 回风巷尘控自动喷雾降尘 407
7.6.4 转载点封闭式控除尘 408
7.7　本章小结 409
参考文献 410
后记　415
编后记 417