本书系统介绍了煤矿粉尘产生、运移、防治的前沿理论和技术成果，主要包括矿尘理化特性及煤岩产尘机理、综采(掘)面多源粉尘运移与时空分布规律、煤层注水湿润减尘技术、绿色高效泡沫抑尘技术、分源喷雾降尘技术、活性磁化水降尘技术、矿井通风控除尘技术、矿井粉尘在线监测与预警技术等内容。
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前言
第1章 矿尘理化特性及煤岩产尘机理 1
1.1 矿尘的危害 1
1.2 矿尘理化特性 2
1.2.1 矿尘孔隙结构与分形特征 3
1.2.2 矿尘表面官能团 8
1.2.3 矿尘表面电位 12
1.2.4 矿尘吸附特性 13
1.2.5 矿尘湿润性 15
1.3 煤岩截割产尘机理 20
1.3.1 煤岩截割产尘机制 20
1.3.2 煤岩理化特性对截割产尘的影响 23
1.3.3 工况参数对煤岩产尘特性的影响 32
参考文献 40
第2章 综采(掘)面多源粉尘运移与时空分布规律 43
2.1 风流-粉尘两相运动数学模型 43
2.1.1 数值模拟基本假设 43
2.1.2 粉尘的受力模型 43
2.1.3 离散相的运动数学模型 45
2.2 综采工作面多源粉尘运移与时空分布规律 48
2.2.1 滚筒割煤过程中粉尘产生及运移规律 48
2.2.2 移架过程中粉尘产生及运移规律 54
2.2.3 煤炭输送过程中粉尘产生及运移规律 56
2.2.4 综采工作面多源粉尘浓度分布演变规律 58
2.3 综掘工作面多源粉尘运移与时空分布规律 62
2.3.1 综掘工作面粉尘来源 62
2.3.2 数值模拟网格及参数设置 63
2.3.3 综掘工作面风流场分布规律研究 67
2.3.4 综掘工作面粉尘运移规律研究 71
参考文献 75
第3章 煤层注水湿润减尘技术 77
3.1 煤层逾裂湿润减尘原理及影响因素 77
3.1.1 逾裂湿润减尘原理 77
3.1.2 煤层湿润减尘影响因素 79
3.2 煤层注水及封孔方法 87
3.2.1 煤层注水方式 87
3.2.2 封孔方法 96
3.3 煤层增渗注水减尘 100
3.3.1 脉动水力压裂注水减尘 100
3.3.2 煤层分区强化注水减尘 103
参考文献 107
第4章 绿色高效泡沫抑尘技术 109
4.1 泡沫抑尘原理 109
4.1.1 泡沫的形成 109
4.1.2 矿用泡沫抑尘系统 110
4.1.3 泡沫抑尘原理 111
4.2 发泡剂 114
4.2.1 降尘发泡剂的要求 114
4.2.2 常规发泡剂特性 115
4.2.3 高效环保降尘发泡剂 116
4.3 泡沫抑尘系统 120
4.3.1 发泡剂添加装置 120
4.3.2 发泡器 127
4.3.3 泡沫喷嘴 131
4.3.4 泡沫喷嘴安装支架 135
4.4 泡沫抑尘技术工程应用 138
4.4.1 掘进工作面泡沫抑尘工程应用 138
4.4.2 综采工作面泡沫抑尘工程应用 141
4.4.3 皮带转载点泡沫抑尘工程应用 145
参考文献 147
第5章 分源喷雾降尘技术 151
5.1 雾滴湿润凝并粉尘机制 151
5.1.1 雾滴-粉尘湿润凝并方式 151
5.1.2 雾滴-粉尘碰撞凝并影响因素 156
5.2 采掘工作面分源喷雾降尘方法 161
5.2.1 采掘工作面主要尘源 161
5.2.2 综采工作面雾化喷嘴及其喷雾装置 163
5.2.3 综掘工作面气水两相喷雾装置 168
5.2.4 采掘工作面分源雾化降尘方法 172
5.3 采掘工作面分源喷雾降尘工程应用 176
5.3.1 综采工作面喷雾降尘技术工程应用 176
5.3.2 综掘工作面喷雾降尘技术工程应用 181
参考文献 184
第6章 活性磁化水降尘技术 186
6.1 活性磁化水降尘机制 186
6.1.1 磁场对水湿润性的改善原理 186
6.1.2 表面活性剂对水湿润性的作用原理 192
6.1.3 表面活性剂与磁化协同增效理论 194
6.2 活性磁化水添加剂 196
6.2.1 活性磁化水添加剂要求 196
6.2.2 活性磁化水添加剂研发及性能 197
6.3 磁化装置 200
6.3.1 活性磁化水高效磁化方式 200
6.3.2 活性磁化水高效磁化参数 201
6.3.3 活性磁化水高效磁化装置的研制 205
6.4 活性磁化水雾化降尘特性 210
6.4.1 活性磁化水雾化性能 210
6.4.2 活性磁化水降尘特性 216
6.5 活性磁化水降尘系统工程应用 217
6.5.1 活性磁化水制备系统及关键参数 218
6.5.2 活性磁化水综掘工作面工程应用 221
6.5.3 活性磁化水综采工作面工程应用 224
参考文献 227
第7章 矿井通风控除尘技术 231
7.1 通风控除尘机理 231
7.1.1 通风控尘 231
7.1.2 通风除尘 233
7.2 典型矿用除尘器 235
7.2.1 矿用湿式除尘器 236
7.2.2 矿用干式除尘器 241
7.3 通风控除尘系统 244
7.3.1 通风控尘系统 244
7.3.2 通风除尘系统 253
参考文献 259
第8章 矿井粉尘在线监测与预警技术 261
8.1 矿井粉尘在线监测技术 261
8.1.1 矿井粉尘在线监测技术概况 261
8.1.2 矿井粉尘在线监测系统 263
8.2 矿井粉尘智能预警技术 265
8.2.1 矿井粉尘智能预警技术发展概况 265
8.2.2 矿井粉尘预警算法 266
8.2.3 矿井粉尘预警算法应用案例 270
参考文献 279
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