一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂制备及使用方法与流程

1.本发明涉及一种抑尘剂，尤其是涉及一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂的配方、制备及使用方法。


背景技术：

2.在矿山巷道掘进或开采过程中，由于矿岩本身、炸药以及爆炸不充分等外在因素，爆破后会产生大量的矿尘、炮烟及其他有毒有害气体，如co、no、no2等(后简称爆破烟尘)。如果对爆破烟尘处理或防护不当，则会污染井下环境，尤其对于通风不畅、漏风量多的长距离掘进巷道烟尘污染问题更为突出，如果不能有效快速的稀释或清除，会影响日常生产，同时也对井下工人的身体健康构成严重威胁，严重时可能引起炮烟中毒。
3.水炮泥降尘是目前国内外井下爆破作业应用最广泛的降尘技术之一，对于普通水炮泥，水炮泥袋中添加物为纯水，普通水炮泥虽然能在一些程度上控制爆破烟尘的产生，但是，由于矿、岩粉都有一定程度的疏水性，而纯水的表面张力又较大，它阻止了水对粉尘微粒的润湿。另外，细小的粉尘微粒所带的静电荷与水雾颗粒所带的电荷性质相同，它们之间相互排斥。因此粉尘一般不易被水迅速、完全地润湿，也就不能达到允许的粉尘浓度，故降尘毒效果还需改进。
4.与通风净化、改变爆破工艺等粉尘控制技术相比，利用烟尘抑制剂减少炮烟生成量更加适用于井下掘进巷道，而且能从根本上大大减少爆破烟尘的产生。
5.针对上述问题，提供一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂的制备配方、方法及使用方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的是减少掘进巷道产生的炮烟，克服上述存在的问题，提供一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂的制备及使用方法，该抑制剂的组分来源广泛且环保，制备方法简单，具有较低的表面张力、能快速润湿粉尘以及加速co和氮氧化物的转化。
7.上述的目的通过以下技术方案实现：一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂，由以下质量百分比的原料制成：表面活性剂 0.005％～0.5％吸湿剂 0.1％～10％凝并剂 0.9％～1.1％降毒剂 0.005％～0.11％水
ꢀꢀꢀ
余量。
8.优选地，一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂，由如下质量百分比的原料制成：表面活性剂 0.03％～0.11％吸湿剂 0.4％～0.6％凝并剂 0.9％～1.1％降毒剂 0.02％～0.11％
水
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余量。
9.优选地，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、α
‑
烯基磺酸钠、仲烷基磺酸钠、烷基磷酸酯钾盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、辛癸基葡糖苷、月桂基葡糖苷的一种或多种混合物。
10.优选地，所述吸湿剂选自氯化钙、氯化镁和已内酰胺的一种或多种混合物。
11.优选地，所述凝并剂选自九水硅酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠的一种或多种混合物。
12.优选地，所述降毒剂选自氯化铵、醋酸铵、硫酸铜和氯化铜的一种或多种混合物。
13.本发明还提供上述用于爆破烟尘抑制剂的制备方法，包括如下步骤：
14.(1)将表面活性剂按比例加入水中，加入过程中边搅拌边溶解使得表面活性剂溶解均匀，得到溶液a。
15.(2)向步骤(1)所得的溶液a中按比例加入吸湿剂，搅拌均匀得溶液b。
16.(3)向步骤(2)所得溶液b中按比例加入凝并剂，搅拌均匀并静置0.5h，得到溶液c。
17.(4)向步骤(3)所得溶液c中按比例加入降毒剂，混合均匀即得成品抑尘剂。
18.本发明还提供上述用于爆破烟尘抑制剂的使用方法，包括如下步骤：
19.(1)检验各炮孔的炸药和导爆管安装情况，测定装填高度；
20.(2)把塑料袋(扁平宽度282.7mm、厚度大于0.13mm、无毒聚乙烯)放入炮孔，袋长度＝1.5m 炮孔装填高度；
21.(3)将配置好的烟尘抑制剂加入塑料袋中；
22.(4)爆破前半小时，向水量不足的袋内补充注水。
23.与现有技术相比，本发明的优点如下：
24.本发明中的表面活性剂、吸湿剂可大幅度降低溶液表面张力、提高其润湿性能，改善其亲水性，粉尘更容易被液滴润湿，从而增大水炮泥爆破后水的雾化程度及捕尘能力；凝胶剂使溶液具有了粘性，粘结粉尘也更加容易；降毒剂在高温高压条件下，与炮烟中的co和氮氧化物发生化学反应，生成无毒气体，降毒率达到89％以上，提高了降毒率。
具体实施方式
25.为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。
26.在以下的具体实施中，表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、α
‑
烯基磺酸钠、仲烷基磺酸钠、烷基磷酸酯钾盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、辛癸基葡糖苷、月桂基葡糖苷的一种或多种混合物，优选十二烷基硫酸钠和烷基磷酸酯钾盐；吸湿剂选自氯化钙、氯化镁和已内酰胺的一种或多种混合物，优选氯化钙；凝并剂选自九水硅酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠的一种或多种混合物，优选九水硅酸钠；降毒剂选自氯化铵、醋酸铵、硫酸铜和氯化铜的一种或多种混合物，优选氯化铵和硫酸铜。
27.实施例1
28.一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂，其配方如下：十二烷基硫酸钠的质量分数为0.09％，烷基磷酸酯钾盐的质量分数为0.03％，氯化钙质量浓度0.4％，九水硅酸钠质量的质量分数为0.9％，氯化铵的质量浓度为0.02％，硫酸铜的质量浓度为0.09％。
29.上述爆破烟尘抑制剂的制备方法，包括如下步骤：
30.将质量分数为0.09％的十二烷基硫酸钠、0.03％的烷基磷酸酯钾盐加入水中，加入过程中边搅拌边溶解使得十二烷基硫酸钠、烷基磷酸酯钾盐溶解均匀，得到溶液a。
31.(2)向步骤(1)所得的溶液a中加入质量分数为0.4％的氯化钙，搅拌均匀得溶液b。
32.(3)向步骤(2)所得溶液b中加入质量分数为0.9％的九水硅酸钠，搅拌均匀并静置0.5h，得到溶液c。
33.(4)向步骤(3)所得溶液c中加入质量分数为0.02％的氯化铵，0.09％的硫酸铜，混合均匀即得成品抑尘剂。
34.上述爆破烟尘抑制剂的使用方法，在各炮孔都安装好炸药和导爆管后，将配好的烟尘抑制剂填塞炮孔。填塞炮孔在爆破前的2
‑
4小时内完成，填塞操作工序如下。
35.(1)检验各炮孔的炸药和导爆管安装情况，测定装填高度；
36.(2)把塑料袋(扁平宽度282.7mm、厚度大于0.13mm、无毒聚乙烯)放入炮孔，袋长度＝1.5m 炮孔装填高度；
37.(3)将配置好的烟尘抑制剂加入塑料袋中；
38.(4)爆破前半小时，向个别袋内补充注水。
39.实施例2
40.一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂，其配方如下：十二烷基硫酸钠的质量分数为0.1％，烷基磷酸酯钾盐的质量分数为0.04％，氯化钙质量浓度0.5％，九水硅酸钠质量的质量分数为1.0％，氯化铵的质量浓度为0.03％，硫酸铜的质量浓度为0.1％。
41.上述掘进巷道爆破烟尘抑制剂的制备方法包括如下步骤：
42.将质量分数为0.1％的十二烷基硫酸钠、0.04％的烷基磷酸酯钾盐加入水中，加入过程中边搅拌边溶解使得十二烷基硫酸钠、烷基磷酸酯钾盐溶解均匀，得到溶液a。
43.(2)向步骤(1)所得的溶液a中加入质量分数为0.5％的氯化钙，搅拌均匀得溶液b。
44.(3)向步骤(2)所得溶液b中加入质量分数为1.0％的九水硅酸钠，搅拌均匀并静置0.5h，得到溶液c。
45.(4)向步骤(3)所得溶液c中加入质量分数为0.03％的氯化铵、0.1％的硫酸铜，混合均匀即得成品抑尘剂。
46.上述掘进巷道爆破烟尘抑制剂的使用方法同实施例1。
47.实施例3
48.一种掘进巷道爆破烟尘抑制剂，其配方如下：十二烷基硫酸钠的质量分数为0.11％，烷基磷酸酯钾盐的质量分数为0.05％，氯化钙质量浓度0.6％，九水硅酸钠质量的质量分数为1.1％，氯化铵的质量浓度为0.04％，硫酸铜的质量浓度为0.11％。
49.上述掘进巷道爆破烟尘抑制剂的制备方法包括如下步骤：
50.将质量分数为0.11％的十二烷基硫酸钠、0.05％的烷基磷酸酯钾盐加入水中，加入过程中边搅拌边溶解使得十二烷基硫酸钠、烷基磷酸酯钾盐溶解均匀，得到溶液a。
51.(2)向步骤(1)所得的溶液a中加入质量分数为0.6％的氯化钙，搅拌均匀得溶液b。
52.(3)向步骤(2)所得溶液b中加入质量分数为1.1％的九水硅酸钠，搅拌均匀并静置0.5h，得到溶液c。
53.(4)向步骤(3)所得溶液c中加入质量分数为0.04％的氯化铵、0.11％的硫酸铜，混合均匀即得成品抑尘剂。
54.上述掘进巷道爆破烟尘抑制剂的使用方法同实施例1。
55.为了验证烟尘抑制剂的降毒性，将实例2中的配方喷洒到0.6ml氮氧化物的玻璃瓶中，3min后，将其抽出通入到吸收液中，用分光光度计测定吸收液的吸光度，并在相同条件下测定空白结果。
56.然后再将50ml的99.99％的co缓慢通入100ml的烟尘抑制剂溶液中，亦用安捷伦gc
‑
2014c型气相色谱仪进行检测，得出剩余co浓度，以检测降毒效果，测得的数据见表1。
57.表1
58.表1烟尘抑制剂溶液的降毒性毒性
59.烟尘抑制剂具有很高的降氮氧化物和一氧化碳的能力，降毒率达到89％以上，该烟尘抑制剂能极大提高水炮泥降尘毒效果，此外，烟尘抑制剂的表面张力为25.02mn
·
m
‑1，使粉尘更容易被液滴润湿，从而增大水炮泥爆破后的雾化程度、粘结粉尘及捕捉粉尘的能力。