江西有色金属  1991, Vol. 5 Issue (4): 240-242
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CHJ—I型湿润剂的应用[PDF全文]
彭惠鸿     
湘东铁矿矿务局安环科
摘要:本文简要介绍了CHJ—I型湿润剂在清水铁矿井下凿岩与喷射混凝土施工中的应用情况及其所取得的降尘效果。
关键词粉尘危害    湿润剂除尘    半湿喷技术    
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治理粉尘危害,是关系到工人身体健康的头等大事。解放以来,由于党和政府对治理粉尘的重视,在治理粉尘方面取得了很大成绩。但治理粉尘是一件非常复杂,也较为困难的工作,因而粉尘危害仍然非常严重。我国县以上企业接尘工人超1000万人。全国冶金行业1989年尘肺病死亡712人,是同期工亡人数的2.848倍。尘肺病患者近年来仍以15%~20%的速度增长。就湖南冶金系统21个企业来说,1989年尘肺病死亡人数为87人,矽肺病死亡人数为工伤死亡人数的4.6倍。粉尘危害是我国当前极待解决的问题。

当前国内外对防、降尘技术的研究工作已日益重视,并在发展物理化学除尘技术,如使用湿润剂除尘、泡沫除尘、超声波除尘、磁化水除尘等物理化学除尘方法。笔者认为应用湿润剂除尘技术,在采掘作业中日趋成熟。本文介绍CHJ—I型湿润剂在我局矿山的应用。

1 治理尘毒的困难所在

一般来说粉尘颗粒在5μm以下,尤其在2μm以下的微细粉尘对人体危害最大。由于此种微细尘粒的沉降速度随着直径的减少而降低,直径小于2μm的尘粒往往不能沉降,长久地悬浮于空气中,人体吸入的机会也就越多,危险性越大。大颗粒的粉尘进入鼻孔后,被鼻毛阻留。大于5μm的粉尘进入呼吸道后被气管分泌的粘液粘着,其中部分被排出体外,另一部分随痰吐出。5μm以下的粉尘能经支气管进入肺部,危害着人体的健康。空气中的尘粒由于粉碎时摩擦而常带有电荷,带相同电荷的尘粉则互相排斥而不易凝聚,使尘粒在空气中的稳定程度增高,很易于被人呼吸进入肺部,带电尘粒进入肺内容易被阻留在肺泡和支气管中.且尘粒的带电程度还影响机体对粉尘的吞噬速度。

粉尘都有一定程度的疏水性,尤其5μm以下的微细粉尘更难被水或水雾捕获,因水的表面张力较大,粉尘一般不易被水迅速完全地湿润,致使目前国内采用的一些综合防、降尘措施的除尘效率受到一定程度的影响。

从以上所述可知,微细粉尘难捕获且对人体的危害极大,是造成矽肺病的根源。因此开展对5μm以下的粉尘的除尘技术研,应用先进的除尘技术来降低井下粉尘浓,有着重要意义。

2 湿润剂除尘的机理

湿润剂物质都是由亲水基和亲油基两种不同性质基团组成的化合物。亲水基是易溶于水或易被水所湿润的原子团,而亲油基即是与油类有亲合性的原子团。当我们把这类物质溶于水中时,湿润剂物质分子的亲水基则被水湿润溶于水中,而亲油基则被排斥而伸向空气中,于是湿润剂物质分子会在水液表面上形成紧密排布的定向排列层,即界面吸附层。由于界面吸附层的存在,使水的表面层分子与空气的接触状态发生变化,导致水溶液表面张力的降低,同时朝向空气的亲油基与粉尘粒子之间有吸附作用,所以当粉尘粒子与添加有湿润剂的水溶液接触即形成亲油基朝向尘粒,亲水基朝向水溶液的围绕尘粒的包裹团而把尘粒带入水中得到充分的湿润,因而提高了水对粉尘的湿润能力,从而提高除尘效率。

3 CHJ—I型湿润剂试验效果

我局科研所与赣州有色冶金研究所共同在清水铁矿进行了CHJ—I型湿润剂井下凿岩除尘试验。从1986年10月15日至24日,共进行了10天。该矿井下防尘用水由专用水池供水,因此采用一套简易添加装置进行集中加药。该装置安装在水泵房与供水泵联动,调节装置中的执行器(电磁阀),使药剂添加量与水泵供水量配合,即可达到需要的添加浓度(附图  略)。

试验是在生产条件下进行的,采用对比法进行试验,即在水中添加湿润剂凿岩与清水凿岩进行除尘效果对比,采用常规滤膜计重法测尘。具体作法是:在试验工作面先进行清水凿岩,测尘3天,每天取样1次,加药后再以同样方法测尘3天,添加浓度为二万分之一,使用一套简易添加装置,实现添加。添加湿润剂后,凿岩粉尘浓度平均降低41%,除尘效率明显。

湿润剂不仅有降尘的明显效果,而且能提高穿孔速度。赣州有色冶金研究所委托长沙矿山研究院测定CHJ—I型湿润剂作冲洗液时,配比浓度1/20000,凿岩速度提高21.6%,效果明显。在我局清水铁矿的生产条件下,虽然操作人员不同,工作面变化,凿岩速度仍然提高10%。这是因为湿润剂中含有润滑之类的物质,湿润剂包裹了被破碎的岩粉,使岩粉颗粒被润滑,无疑减少了钻进的阻力,因而提高了穿孔速度。特别对坚硬岩石钻进,更具有意义。例如在坚硬岩石中凿岩,运输平巷的工作面往往需要3~4个小时,如果提高20%的钻进速度,即可节约36~48分钟,可节约风、水、电,减轻工人的体力劳动,有着明显的经济效益。

4 应用效果

应用一年多以后,我们进行了两种对比分析,清水铁矿1986年11、12月继续使用湿润剂,测试结果与上年同期未使用湿润剂的测试结果比较,粉尘合格率提高20%~30%。1987年5月至10月用药时间为117天,湿润剂用量为925kg,凿岩测点数7个,其余时间为未用湿润剂,凿岩测点数75个,添加湿润剂后,粉尘合格率提高15.6%,粉尘浓度降低21%。作业面工人感觉空气清晰,呼吸舒畅。虽说每吨矿石增加药剂费用0.1元,但由于提高了凿岩速度,减轻了矽肺危害所带来的经济效益和社会效益是显著的。

5 CHJ—I型湿润剂应用于半湿喷技术

为降低喷射混凝土施工时的粉尘浓度和回弹率,我局科研所研制了BPH—I型半湿式混凝土喷射机。该机能在混合料进入料斗前预湿,即在料石中按水泥用量的30%加入水,水中添加1/2000的湿润剂,拌和均匀,混和料达到半湿状态,因为湿润剂使以砾石为中心的水泥、细沙粘结体的形成更好,减少了小颗粒水泥的损失。在喷射时由于湿润剂降低了水的表面张力,能捕获住粉尘,使粉尘浓度降低。

试验是在我局路水矿三工区喷射混凝土施工现场进行的。在同一班,不加湿润剂喷射1m3混凝土,测出喷射时的粉尘浓度。第二次在混凝土料中加入湿润剂进行喷射,测出喷射时的粉尘浓度,连续进行了两天测试。测试结果表明,加入湿润剂后粉尘浓度平均降低43%。通过我们的使用,证实该湿润剂无毒、无味,不腐蚀、不污染环境,且能提高凿岩速度。

6 治理粉尘危害的重要意义

据有关资料表明,粉尘浓度控制在2mg/m3,矽肺发病时间为15年,如控制在1mg/m3,矽肺发病年限为30年,如果再将粉尘浓度控制在1mg/m3以下,矽肺发病率年限还会更延长。—个矽肺病人1年的工资和医疗抚恤费用约3500元,全国现有患者一年就要花12.25亿元。如果一个接尘工人30年不患矽肺病,他创造的社会效益便是可观的,给他个人和家庭都带来幸福。在国外现在仅有20~30万尘肺病人,且呈下降的趋势。可见努力将粉尘浓度降低,使接尘人员延缓或者不患矽肺病是可能的。

从上述可知,现在我国尘肺病人正以每年15%~20%的速度增长,所以开展同粉尘污染危害作斗争,是迫在眉睫的工作。如果能创造条件将我国普遍采用的综合防尘措施,与目前科学技术进步紧密地结合起来,无疑地能提高我国抑尘技术水平。这两年来,我局在清水铁矿使用,取得了显著的效果,但工作程度上仍还不够,有待进一步加强。

我们深感只有依靠科技进步,提高抑尘技术水平,治理粉尘危害,才能保障劳动者的身体健康,给国家和企业带来长远的良好的经济效益和社会效益。因此应引起各接尘企业的高度重视。