WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

На рис. 3 представлена зависимость сорбции ПАВ углем марки Ж от времени контакта его с раствором. При наличии в образцах угля тонкой пыли менее 7 мм и особенно менее 2 мм сорбционная емкость значительно возрастает за счет большой поверхности тонких частиц. Поэтому в исследованиях, посвященных влиянию сорбционной емкости угля по ПАВ на его прочностные свойства, использовались образцы, не содержащие пыль.

Сорбция ПАВ углем зависит от времени, наибольший рост наблюдается в первые 3 часа, насыщение наступает в течение 1 – 3 суток.

На рис. 4 представлены зависимости сорбционной емкости углей по ПАВ от стадии метаморфизма. Здесь же приведены значения природной влагоемкости и краевых углов. Из данных вытекает следующее. Сорбция угля по ПАВ составляет 150-300 г/т, что на порядок больше тех значений, которые имеют место быть, когда угольный массив увлажняется растворами с ранее рекомендованными концентрациями смачивателей. Несколько меньшей сорбцией по ПАВ обладают угли средней стадии метаморфизма, по сравнению с низко и высокометаморфизированными углями. Исключение составляют мезопористые угли, их сорбционная емкость по ПАВ значительно больше остальных углей, но меньше сорбционной емкости по азоту, что свидетельствует о том, что крупные молекулы ДБ не проникают в тонкие и даже мезопоры. Смачивателя НЕОЛАС для достижения максимальной сорбционной емкости требуется столько же, сколько смачивателя ДБ. Значительная величина сорбции по ПАВ у углей, особенно мезопористостых, может служить основанием для использования их в качестве сорбентов в очистных сооружениях.


Рис. 4. Зависимость сорбционной емкости углей в отношении смачивателей ДБ и «НЕОЛАС», краевого угла смачивания и влагоемкости от стадии метаморфизма. Максимальные значения для мезопористых углей (1,650 г/кг) получены при времени контакта с раствором смачивателя ДБ более 200 суток.

Для исследования влияния сорбционной емкости угля по ПАВ на его прочность при увлажнении раствором был взят уголь средней стадии метаморфизма, где влияние это должно быть особенно заметным.

Исследование влияния сорбции углем ПАВ на его прочность при обработке растворами

Методика проведения эксперимента заключалась в следующем. Куски угля размером 20-40 мм, предусмотренным ГОСТом 21153.1—75, помещались в раствор с концентрацией, обеспечивающей заданное насыщение углем смачивателя ДБ, и выдерживались в течение от 1 суток до 1 недели. По истечении заданного времени, уголь извлекался из раствора. Его крепость определялась на приборе ПОК по вышеизложенной методике.

Результаты представлены на рис. 5 и 6.

Из рассмотрения результатов следует, что крепость угля зависит от его сорбции по ПАВ. Снижение крепости угля при максимальной сорбционной емкости его по ПАВ составило около 1,8 раза по сравнению с сухим углем, 1,4-1,5 раза по сравнению с углем, увлажненным чистой водой, и 1,35 раза по сравнению с углем при сорбционной емкости равной qc= 30 г/т, когда уголь увлажнялся раствором с концентрацией ДБ 0,1% и с удельным расходом раствора q= 30 кг/т.

Темп снижения крепости угля пропорционален разности текущей крепости угля (f) и крепости (f*), достигаемой при максимальной сорбции смачивателя углем, которая уменьшается в зависимости от величины сорбции qc.

Таким образом, (4)

Решение этого уравнения:, (5)

где - показатель эффективности ослабляющего действия растворов ПАВ на уголь, f* - крепость угля, достигаемая при максимальной сорбционной емкости угля по ПАВ, fB - коэффициент крепости угля, при увлажнении водой.

Обработка экспериментальных данных позволила определить значения = 0,012 и f*=0,55 и вид функции (5) для рассматриваемого случая

(6)

Экспериментальные данные хорошо ложатся на график этой функции.

Рекомендации по использованию полученных результатов

Полученные результаты рекомендуется использовать для ослабления массива при его увлажнении под давлением через глухие и сквозные закольцованные скважины, пробуренные параллельно плоскости забоя, а также при добыче угля открытым способом путем заполнения скважин, пробуренных по специальной сетке раствором смачивателя, при термовлажностной обработке массива разрушенного угля, применяемой с целью связывания пыли.

Уголь, обработанный растворами, будет снижать крепость при последующих технологических операциях, связанных с дроблением угля на электростанциях, обогатительных фабриках и на других предприятиях.

В упомянутых случаях концентрация смачивателя С рассчитывается как отношение удельного расхода смачивателя qс к удельному расходу раствора q увлажняемого массива угля или угольной массы.

(7)

Затраты на увеличение предлагаемых расходов смачивателя составят около 6 руб. на тонну. Эти затраты окупятся за счет повышения производительности выемки угля (примерно в 1,5 раза), уменьшение износа режущего инструмента, снижение запыленности воздуха и пылеотложения в выработках в десятки раз.

Рис. 7. Роль сорбционной емкости угля по ПАВ при влагохимреагентной
обработке массива и горной массы

Заключение

На основании выполненных автором исследований в диссертационной работе решена актуальная научная задача, состоящая в оценке влияния сорбции ПАВ углем на прочность при его предварительном увлажнении.

Основные выводы, научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

  1. Сорбционная емкость угля по ПАВ ранее не учитывалась в полной мере при увлажнении массива.
  2. Сорбционная емкость по ПАВ зависит от времени контакта угля с раствором, достигая максимального значения за 1-3 суток, что косвенно свидетельствует о развитии трещин. Наибольший рост сорбционной емкости отмечен в первые 3 часа.
  3. Сорбционная емкость угля по ПАВ зависит от стадии метаморфизма, таким образом, что угли средней стадии имеют пониженную сорбционную емкость по сравнению с высокометаморфизованными и низкометаморфизованными углями.
  4. Величина сорбции углем смачивателей ДБ и «НЕОЛАС» лежит в пределах 150-300 г/т, исключение составляют мезопористые угли марки Д, имеющие сорбционную емкость 750-1650 г/т, что позволяет их использовать в очистных сооружениях.
  5. Максимальное количество смачивателей ДБ и «НЕОЛАС», поглощенных углем, на порядок больше количества смачивателей при рекомендуемых концентрациях растворов ПАВ, используемых для физико-химического разупрочнении массива и борьбы с пылью.
  6. Крепость угля зависит от полноты сорбции ПАВ углем при увлажнении его растворами, достигая минимального значения при максимальной сорбции ПАВ углем. Темп снижения зависит от разности текущей крепости f и минимального ее значения f*, которая в свою очередь, зависит от удельного расхода смачивателя qc. Это позволяет записать уравнение снижения крепости угля в дифференциальной форме в виде, решение которого.
  7. За счет обработки угля средней стадии метаморфизма раствором смачивателя ДБ, обеспечивающим максимальную сорбционную емкость угля по ПАВ, крепость его может снижаться до 1,8 раза по сравнению с необработанным углем, до 1,4-1,5 раза по сравнению с углем, увлажненным чистой водой, и до 1,35 раза по сравнению с углем, обработанным растворами с ранее рекомендованными концентрациями смачивателей.
  8. Полученные результаты предлагается использовать для ослабления массива при его увлажнении через глухие и сквозные закольцованные скважины, пробуренные параллельно плоскости забоя, а также при выемке угля открытым способом путем заполнения скважин пробуренных по специальной сетке раствором смачивателя, при термовлажностной обработке разрушенного массива угля путем полива его машинами УМП-1 или другими применяемыми с целью связывания пыли.

Во всех случаях уголь, обработанный растворами, будет снижать крепость при последующих технологических операциях, связанных с размолом угля на электростанциях, обогатительных фабриках и на других предприятиях.

  1. При применении на практике полученных результатов, целесообразно использовать раствор смачивателя с концентрацией, рассчитываемой как отношение удельного расхода смачивателя к удельному расходу раствора увлажняемого массива угля или угольной массы.

Основные положения и содержание диссертационной работы отражены в следующих публикациях

1. О.В. Скопинцева, А.Ю. Прокопович, А.О. Гашенко, П.А. Савинский. Научные основы влагохимреагентной тепловой обеспыливающей обработки угольного массива и горной массы // "Горный информационно-аналитический бюллетень". – 2006. – № 8, с.210-218.

2. В.В. Кудряшов, П.А. Савинский, А.О. Гашенко. К вопросу о физико-химическом разупрочнении угольного массива растворами ПАВ // "Горный информационно-аналитический бюллетень". - М.: – 2007. – Отдельный выпуск № 12, с. 187-193.

3. П.А. Савинский. Оценка влияния сорбции ПАВ углем на его прочность при предварительном увлажнении. // "Уголь", №3 - М.: – 2008, с. 82 – 83.

4. В.В. Кудряшов, П.А. Савинский, Е.А. Соловьева. Влияние сорбции ПАВ из раствора углем на его прочность. // "Горный информационно-аналитический бюллетень". Мир горной книги. – М.: - 2007. Отдельный выпуск №17 "Безопасность угледобычи", c. 324 – 329.

Лицензия ЛР №21037 от 08 февраля 1996 г. Подписано в печать с оригинал-макета 07.04.2008 г. Формат 60х84 1/16. Бумага «Меga Copy Оffice». Печать офсетная. Набор компьютерный. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 150.

Издание ИПКОН РАН

111020 г. Москва, Крюковский тупик, д. 4


* Ранее сорбционная емкость угля по ПАВ оценивалась А. Д. Алексеевым, Ю.Ф. Васючковым и др. с целью изучения влияния ПАВ на газовыделение из угля, а также Л.Ф. Долиной, Ю.Н. Зубковой и другими при изучении обогащения углей Донбасса.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»