矿井在施工过程中会产生大量的粉尘，这是一直威胁矿井生产和职工生命健康的主要问题之一，井下粉尘控制技术应运而生，本文就主要分析了这种技术的发展状况和技术原理。
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井下化学粉尘控制技术是一项旨在通过化学药剂改变水的表面张力，从而提高水对粉尘颗粒的润湿性---捕尘能力，最终达到抑尘作用。与其他粉尘控制技术相比较，化学粉尘控制技术具有理念新颖，应用简单方便，效果明显的特点。实验表明，化学粉尘控制技术较纯水的抑尘效率提高达80%以上。
一、引言
煤尘危害一直是煤炭企业关注的重要问题，是井下“三防”的重要内容，它直接关系着矿井安全生产和职工的身体健康。但由于井下生产条件的特殊性和粉尘治理投入的局限性，导致煤尘治理效果远未达到期望，与世界先进国家也存在较大差距。随着国家社会对井下粉尘治理的高度重视以及职工对粉尘危害认识的提高，矿井粉尘治理已成为各大煤炭生产企业亟待解决的迫切任务。
鉴于此，探索应用先进粉尘控制技术则成为企业解决井下煤尘危害的首选。与其他粉尘控制技术相比较，纳尔科的井下化学粉尘控制技术具有理念最为新颖，应用最为简单方便，效果最为明显的特点。其新型井下专用粉尘抑制剂-尘康(Dustcon)，在美国，欧州等国家和地区己经得到了广泛的应用，使用时只需将其按比例加入到井下现有的防尘管网中，即可达到高效的井下粉尘控制效果。若在现有的煤层注水中也加入该药剂，则会大大加快煤层注水进程及注水量，对井下煤尘控制效果更为显著。
二、井下化学粉尘控制技术影响抑尘效果的机理
(一)水的表面张力对捕尘效果的影响
粉尘现象主要是细小的固体颗粒无规则的布朗运动(热运动)引起的。由于粉尘本身重量小，环境中微小的动力就会为其提供长时漂浮的能量，短时间内很难沉降于地面。因此，工业上通常都是采用喷雾洒水或机械除尘等强制性方式进行粉尘控制，从而减少粉尘对人体、机械和环境的危害。
喷雾洒水粉尘控制中，水对粉尘的捕集能力(即抑尘)通常表现为水滴在粉尘颗粒表面的展开能力---润湿，表面润湿了的尘粒自身重量增大，布朗运动被大幅削弱，沉降性显著;同时固体颗粒表面润湿，使得颗粒间的粘结性加强，更促使了粉尘的沉降，即达到抑尘的效果。
纯水表面张力较大，带有极性，在与非极性的煤粉尘粒接触时，润湿接触角θ较大，粘附润湿效果差，尘粒较容易从水滴表面滑过而不被捕获。因此，采用普通的水喷洒抑尘时，耗水量大，抑尘效果也不理想。
(二)井下化学粉尘控制技术作用原理
井下化学粉尘控制技术的关键是利用化学药剂有效的降低水的表面张力。根据上述表面张力平衡关系式：当气—液表面张力rlg变小，固—气表面张力rsg不变，固—液表面张力rsl变化不明显(液体成分变化不大)的情况下，为了维持表面张力平衡，cosθ必然增大，即润湿角θ变小，从而增强了水的粘附润湿效果，提高水的捕尘能力。
同时，水的表面张力减小使得喷洒所形成的水滴变小，水的泡沫化倾向明显，极大的增加了水的有效捕尘面积和与粉尘颗粒的粘附力，显著的改善水的抑尘效果。
实验研究表明，只有当水的表面张力降到40达因(Dynes/cm)时，水才能有效的抑尘。通常水的表面张力都在70以上，因此，化学粉尘控制技术选择适当的化学药剂即成为保证抑尘效果的关键。
表中数据可以反映，纳尔科的抑尘剂在以1：4000到1：6000的比例混合时，可以将水的表面张力从72.5降到36左右，大大改善了水对固体表面的润湿性。
三、井下化学粉尘控制技术应用效果
(一)矿井煤层条件
林南仓矿1112煤层厚度4.3m，煤层倾角14°，以亮、暗煤为主，呈粉末状、宽条带状结构，靠近顶板处有一层劣质煤，约厚0.3m。工作面长度85m，采煤机每刀割煤时间45min，每班进尺四刀，每刀产煤量约400t，每天产煤量约3200t。
工作面防尘措施有：采煤机内、外喷雾、液压支架架间喷雾、转载点喷雾、上风巷两道净化水雾帘幕。采煤机组防尘用水及冷却水均为高压喷雾泵供水，供水工作压力约3.5MPa，无煤层注水。
(二)化学抑尘及粉尘检测方案
正常使用综合防尘措施，采用对比方式分别测定纯水及粉尘抑制剂尘康的抑尘效果。尘康直接以0.5‰的比例加入到采煤机组的高压喷雾系统的水箱中。粉尘测量种类为全尘。即分别检测测试场所如下工作情况的粉尘：
· 只使用防尘水并正常开启综合防尘措施;
· 防尘水中加入尘康抑尘剂并正常开启综合防尘措施;
· 起尘点后，防尘水幕前15m
· 二道防尘水幕后15m
(三)化学抑尘效果
实验结果表3.3与图3.3反映了井下化学粉尘控制技术显著优于纯水的抑尘效果，若将井下全部防尘管网均采用此化学粉尘控制技术，将会为矿井的粉尘控制建设奠定坚实的基础。
四、结论
· 井下化学粉尘控制技术具有理念新颖，应用简单方便的特点，可以在现有的矿井防尘基础上，不需要进行大规模设备投入即可迅速的大幅度提高井下煤尘控制水平;
· 井下化学粉尘控制技术具有较纯水更为显著的抑尘效果，可以将纯水的抑尘效率提高80%以上，显著改善井下职工工作条件。
