[go: up one dir, main page]

RU2683014C1 - Method of dust suppression in open coal storage areas - Google Patents

Method of dust suppression in open coal storage areas Download PDF

Info

Publication number
RU2683014C1
RU2683014C1 RU2018118724A RU2018118724A RU2683014C1 RU 2683014 C1 RU2683014 C1 RU 2683014C1 RU 2018118724 A RU2018118724 A RU 2018118724A RU 2018118724 A RU2018118724 A RU 2018118724A RU 2683014 C1 RU2683014 C1 RU 2683014C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
coal
open coal
storage areas
solution
Prior art date
Application number
RU2018118724A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Вячеславович Ковшов
Елена Борисовна Гридина
Игорь Сергеевич Ильяшенко
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority to RU2018118724A priority Critical patent/RU2683014C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2683014C1 publication Critical patent/RU2683014C1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F5/00Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
    • E21F5/02Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires by wetting or spraying

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: invention relates to the mining industry, and in particular to methods of fixing the dusting surfaces of open coal storages. Method includes applying a water solution of a mixture of calcium chloride and sodium carboxymethylcellulose to the dusty surfaces of open coal storage areas formed during the development of coal cuts, as well as during storage of coal in reloading places. Mixture is obtained by mixing calcium carbide and sodium carboxymethyl cellulose, taken in a ratio of 5:1 by weight. Dissolution of the proposed mixture in water to a level of 20 % by weight in solution is carried out for 4 to 5 hours at a water temperature of +25 °C to +28 °C. Application of the resulting solution to the dusty surfaces of open coal storage areas is carried out using standard agricultural irrigation machines, the diameter of the spray nozzles of which shall be at least 1 cm.EFFECT: technical result is to increase the effectiveness of dust suppression on dusty surfaces.1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам закрепления пылящих поверхностей открытых угольных складов, формирующихся как в черте угольных разрезов, так и в местах хранения и перегрузки угля, вынос пыли с которых оказывает существенную аэротехногенную нагрузку на прилегающие территории и персонал, обслуживающий подобные объекты.The invention relates to the mining industry, and in particular to methods of fixing dusty surfaces of open coal warehouses, which are formed both in the coal mine and in places of storage and transshipment of coal, the removal of dust from which has a significant aerotechnogenic load on adjacent territories and personnel serving such objects .

Известен способ закрепления пылящих поверхностей (патент РФ №2151301, опубл. 20.06.2000 г.), включающий нанесение на пылящие поверхности поливинилбутираля, который смешивают с песком, после чего эту смесь нагревают до температуры плавления поливинилбутираля.A known method of fixing dusty surfaces (RF patent No. 2151301, publ. 06/20/2000), including applying to a dusting surface of polyvinyl butyral, which is mixed with sand, after which this mixture is heated to the melting temperature of polyvinyl butyral.

Недостатками являются достаточно высокая адгезия поливинилбутираля ко многим материалам, что значительно изменяет физико-химические свойства складируемого угля, а также недостаточная прочность соединения поливинилбутираля с песком, обусловленная большим отличием коэффициента Пуассона для этих материалов, что приводит к его постепенному расслоению и дальнейшему разрушению при воздействии ветрового потока.The disadvantages are the relatively high adhesion of polyvinyl butyral to many materials, which significantly changes the physicochemical properties of the stored coal, as well as the insufficient strength of the connection of polyvinyl butyral with sand, due to the large difference in the Poisson's ratio for these materials, which leads to its gradual separation and further destruction under the influence of wind flow.

Известен способ пылеподавления (патент РФ №2332572, опубл. 27.08.2008), включающий связывание и коагуляцию пыли в воздушном потоке аэрозоля с помощью воздухонаполненных водных (98%) пен высокой кратности, в состав которых входит поверхностно-активное вещество, представленное глицерином (0,2-0,4%), а в качестве стабилизатора - олеиновой кислотой (0,8-1,2%) и содой каустической (0,4-0,6%), при этом пылеподавление осуществляется выдуванием раствора через сопла форсунки на запыленные поверхности.A known method of dust suppression (RF patent No. 2332572, publ. 27.08.2008), including the binding and coagulation of dust in the air stream of an aerosol using air-filled water (98%) foams of high multiplicity, which includes a surfactant represented by glycerin (0 , 2-0.4%), and as a stabilizer - oleic acid (0.8-1.2%) and caustic soda (0.4-0.6%), while dust suppression is carried out by blowing the solution through nozzle nozzles on dusty surfaces.

Недостатками данного способа являются малая продолжительность временного интервала, при котором сохраняется его эффективность, а также низкая эффективность пылеподавления осевшей ранее пыли - пылевого аэрогеля, который при взметывании становится основным источников загрязнения воздуха пылью.The disadvantages of this method are the short duration of the time interval at which its effectiveness is maintained, as well as the low efficiency of dust suppression of previously settled dust - dust airgel, which, when tossed, becomes the main source of air pollution by dust.

Известен способ закрепления пылящих поверхностей (патент РФ №2407891, опубл. 27.12.2010), который заключается нанесении на пылящие поверхности стационарных источников пылевыделения смеси. При этом смесь получают соединением органических остатков естественного происхождения и высокомолекулярного соединения в соотношении 125:1 и наносят с ее одновременным естественным или искусственным увлажнением и внесением семян трав, создавая основу для формирования прочного задернованного биопродуктивного слоя.A known method of fixing dusty surfaces (RF patent No. 2407891, publ. 12/27/2010), which consists in applying to dusty surfaces stationary sources of dust of the mixture. In this case, the mixture is obtained by combining organic residues of natural origin and high molecular weight compounds in a ratio of 125: 1 and applying with its simultaneous natural or artificial moisturizing and the introduction of grass seeds, creating the basis for the formation of a durable sodded bio-productive layer.

Недостатками данного способа являются ориентация на пылящие поверхности окончательно сформированных стационарных источников пылевыделения с длительным сроком жизненного цикла, например хвостохранилищ или отвалов горных пород, а также то, что создание прочного задернованного биопродуктивного слоя существенно изменит физико-химические и энергетические свойства складируемого угля.The disadvantages of this method are the orientation to the dusting surfaces of the finally formed stationary sources of dust with a long life cycle, for example tailings or dumps of rocks, as well as the fact that the creation of a durable sodded bio-productive layer will significantly change the physicochemical and energy properties of the stored coal.

Известен способ пылеподавления на открытых угольных складах (патент РФ №2532939, опубл. 20.11.2014), принятый за прототип, который заключается в нанесении на пылящие поверхности открытых угольных складов смеси, полученной соединением карбида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 3:1 и растворенной в воде до концентрации в водном растворе, равной 5%.A known method of dust suppression in open coal warehouses (RF patent No. 2532939, publ. 20.11.2014), adopted as a prototype, which consists in applying to a dusty surface of open coal warehouses a mixture obtained by combining calcium carbide and sodium salt of carboxymethyl cellulose in a ratio of 3: 1 and dissolved in water to a concentration in aqueous solution equal to 5%.

Недостатками данного способа являются способность пыли, образованной при разрушении защитного слоя, включающего карбид кальция, вызывать раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз человека, а также способность защитного слоя, создаваемого данным обеспыливающим составом, относительно быстро разрушаться под действием ливневых осадков с выделением в воздух ацетилена.The disadvantages of this method are the ability of the dust formed during the destruction of the protective layer, including calcium carbide, to irritate the mucous membranes of the respiratory tract and the eyes of a person, as well as the ability of the protective layer created by this dedusting composition, to decompose relatively quickly under the influence of rainfall with the release of acetylene into the air .

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности пылеподавления на пылящих поверхностях открытых угольных складов.The technical result of the invention is to increase the efficiency of dust suppression on the dusty surfaces of open coal warehouses.

Технический результат достигается тем, что смесь получают соединением хлорида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 5:1 и растворяют в воде, до уровня 20% по массе в растворе в течение от 4 до 5 часов при температуре воды от +25°С до +28°СThe technical result is achieved in that the mixture is obtained by combining calcium chloride and sodium salt of carboxymethyl cellulose in a ratio of 5: 1 and dissolved in water to a level of 20% by weight in solution for 4 to 5 hours at a water temperature of + 25 ° C to + 28 ° C

Способ осуществляется следующим образом. В качестве вещества, предотвращающего деструктивные процессы в открытых угольных складах, обусловленные ветровой эрозией и резкими перепадами температур, а соответственно, снижающего пылеобразование, используется хлорид кальция. В качестве высокомолекулярного соединения, имеющего высокую адгезионную способность, используется натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы. Перемешивание карбида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 5:1 осуществляется стандартными смесителями, выбор которых обуславливается необходимым объемом смеси. Растворение предложенной смеси в воде до уровня 20% по массе в растворе осуществляется в течение от 4 до 5 часов при температуре воды от +25°С до +28°С. Орошение полученным раствором пылящих поверхностей открытых угольных складов рационально стандартными сельскохозяйственными оросительными машинами, диаметр распыляющих форсунок которых должен быть не менее 1 см.The method is as follows. Calcium chloride is used as a substance that prevents destructive processes in open coal depots due to wind erosion and sudden changes in temperature, and, accordingly, reduces dust formation. As a high molecular weight compound having high adhesive ability, the sodium salt of carboxymethyl cellulose is used. Mixing of calcium carbide and sodium salt of carboxymethyl cellulose in a ratio of 5: 1 is carried out by standard mixers, the choice of which is determined by the required volume of the mixture. Dissolution of the proposed mixture in water to a level of 20% by weight in solution is carried out for 4 to 5 hours at a water temperature of + 25 ° C to + 28 ° C. Irrigation with the obtained solution of dusting surfaces of open coal warehouses rationally standard agricultural irrigation machines, the diameter of the spray nozzles of which must be at least 1 cm.

При орошении предложенным раствором происходит проникновение натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы между фракциями каменного угля и закрепление пылящего слоя. Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы имеет адгезионное свойство склеивать мелкодисперсную минеральную составляющую каменноугольной пыли, что позволяет предохранять образовавшийся защитный слой от воздействия водной и ветровой эрозии. Наличие хлорида кальция минимизирует вероятность возникновения вторичного пылеобразования, повышая устойчивость защитного слоя, а также способствует снижению смерзаемости каменного угля.During the irrigation of the proposed solution, the sodium salt of carboxymethyl cellulose penetrates between the coal fractions and the dust layer is fixed. The sodium salt of carboxymethyl cellulose has an adhesive property to glue the finely dispersed mineral component of coal dust, which protects the formed protective layer from the effects of water and wind erosion. The presence of calcium chloride minimizes the likelihood of secondary dust formation, increasing the stability of the protective layer, and also helps to reduce the freezing of coal.

Способ поясняется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.

Полученный раствор был испытан на лабораторной установке по созданию ветровой нагрузки на поддоны с различными защитными слоями одинаковой массы.The resulting solution was tested in a laboratory setup to create a wind load on pallets with different protective layers of the same weight.

На слои в течении 3 минут действовал в горизонтальном направлении ветровой поток скоростью 5 м/с. Результаты экспериментов представлены в таблицах 1 и 2.The wind flow with a speed of 5 m / s acted horizontally on the layers for 3 minutes. The experimental results are presented in tables 1 and 2.

Из таблицы 1 видно, что наиболее прочным и целостным слоем после продувания является слой, сформированный на основе смеси с составом №4. Это свидетельствует о том, что подверженность ветровой эрозии при соотношении компонентов смеси №4, в которой соотношение карбида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы составляет 5:1, минимальна.From table 1 it is seen that the most durable and integral layer after blowing is a layer formed on the basis of a mixture with composition No. 4. This indicates that the susceptibility of wind erosion when the ratio of the components of the mixture is No. 4, in which the ratio of calcium carbide and sodium salt of carboxymethyl cellulose is 5: 1, is minimal.

Figure 00000001
Figure 00000001

Экспериментальным образом установлено, что данное соотношение компонентов смеси хлорида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы оптимально для растворов с различной концентрацией смеси в воде.It was established experimentally that this ratio of the components of the mixture of calcium chloride and sodium salt of carboxymethyl cellulose is optimal for solutions with different concentrations of the mixture in water.

Из таблицы 2 видно, что эффективность пылеподавления существенно зависит от этой концентрации. Наиболее рациональной концентрацией смеси карбида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы является 20% в водном растворе, что соответствует смеси с составом №5. При уменьшении данной концентрации отмечается снижение прочности и целостности сформированного защитного слоя, при увеличении концентрации смеси повышается адгезионная способность смеси, проявляющаяся в соединении ее компонентов с отдельными элементами пылящего материала, в результате чего снижается целостность сформированного защитного слоя. Помимо этого, повышение концентрации смеси в растворе существенно увеличивает затраты на противоэрозионные мероприятия.From table 2 it is seen that the dust suppression efficiency substantially depends on this concentration. The most rational concentration of a mixture of calcium carbide and sodium salt of carboxymethyl cellulose is 20% in an aqueous solution, which corresponds to a mixture with composition No. 5. With a decrease in this concentration, a decrease in the strength and integrity of the formed protective layer is noted, with an increase in the concentration of the mixture, the adhesive ability of the mixture increases, which manifests itself in the combination of its components with individual elements of the dusting material, as a result of which the integrity of the formed protective layer decreases. In addition, increasing the concentration of the mixture in solution significantly increases the cost of anti-erosion measures.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

По сравнению с известными решениями предлагаемый способ позволяет повысить эффективность пылеподавления на открытых угольных складах в сочетании с дополнительным положительным эффектом снижения смерзаемости горных пород.Compared with the known solutions, the proposed method improves the efficiency of dust suppression in open coal warehouses in combination with the additional positive effect of reducing the freezing of rocks.

Claims (1)

Способ пылеподавления на открытых угольных складах, включающий нанесение на их пылящие поверхности смеси, отличающийся тем, что смесь получают соединением хлорида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 5:1 и растворяют в воде, до уровня 20% по массе в растворе в течение от 4 до 5 часов при температуре воды от +25°С до +28°С.Dust suppression method in open coal warehouses, including applying a mixture to their dusty surfaces, characterized in that the mixture is obtained by combining calcium chloride and carboxymethyl cellulose sodium salt in a ratio of 5: 1 and dissolving in water to a level of 20% by weight in solution for 4 up to 5 hours at a water temperature of + 25 ° C to + 28 ° C.
RU2018118724A 2018-05-21 2018-05-21 Method of dust suppression in open coal storage areas RU2683014C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118724A RU2683014C1 (en) 2018-05-21 2018-05-21 Method of dust suppression in open coal storage areas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118724A RU2683014C1 (en) 2018-05-21 2018-05-21 Method of dust suppression in open coal storage areas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683014C1 true RU2683014C1 (en) 2019-03-25

Family

ID=65858745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018118724A RU2683014C1 (en) 2018-05-21 2018-05-21 Method of dust suppression in open coal storage areas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683014C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020204684A1 (en) * 2019-04-05 2020-10-08 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Chem-Invest" Method for producing a calcium chloride solution for suppressing dust
RU2758145C1 (en) * 2020-11-30 2021-10-26 Общество с ограниченной ответственностью "Брент" Composition for dust suppression “anti-dust” and method for its application

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU934059A1 (en) * 1980-11-20 1982-06-07 Коммунарский горно-металлургический институт Composition for moistening coal dust
SU1101445A1 (en) * 1982-05-24 1984-07-07 Предприятие П/Я А-1785 Composition for wetting coal dust
WO2011028940A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-10 Georgia-Pacific Chemicals Llc Dedusting compositions and methods for making and using same
CN103059347A (en) * 2013-01-18 2013-04-24 西安科技大学 Environmentally-friendly multifunctional dust suppressant and preparation method thereof
CN102604597B (en) * 2012-02-27 2014-03-05 中国矿业大学(北京) Coal dust suppressant and preparation method thereof
RU2532939C1 (en) * 2013-08-09 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Method of dust suppression in opened coal storages

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU934059A1 (en) * 1980-11-20 1982-06-07 Коммунарский горно-металлургический институт Composition for moistening coal dust
SU1101445A1 (en) * 1982-05-24 1984-07-07 Предприятие П/Я А-1785 Composition for wetting coal dust
WO2011028940A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-10 Georgia-Pacific Chemicals Llc Dedusting compositions and methods for making and using same
CN102604597B (en) * 2012-02-27 2014-03-05 中国矿业大学(北京) Coal dust suppressant and preparation method thereof
CN103059347A (en) * 2013-01-18 2013-04-24 西安科技大学 Environmentally-friendly multifunctional dust suppressant and preparation method thereof
RU2532939C1 (en) * 2013-08-09 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Method of dust suppression in opened coal storages

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020204684A1 (en) * 2019-04-05 2020-10-08 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Chem-Invest" Method for producing a calcium chloride solution for suppressing dust
RU2758145C1 (en) * 2020-11-30 2021-10-26 Общество с ограниченной ответственностью "Брент" Composition for dust suppression “anti-dust” and method for its application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2683014C1 (en) Method of dust suppression in open coal storage areas
CN108031051A (en) A kind of composite aqueous foamed material for preventing coal fire calamity and preparation method thereof
RU2532939C1 (en) Method of dust suppression in opened coal storages
CN104056399B (en) Basalt network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN1194781C (en) Cold foamite for film forming machine of vegetable protein water
CN104056384B (en) Meerschaum network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104083843B (en) Gypsum reticular gel foam mud fire prevention and extinguishing agent
CN104056393B (en) Red mud network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104056381B (en) Cement mesh gel foam mud fire prevention and extinguishing agent
CN104056380B (en) Shale network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104056404B (en) Wollastonite network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104056383B (en) Volcanic ash network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104056407B (en) Diatomite mesh gel foam mud fire prevention and extinguishing agent
CN104056395B (en) Calcium carbonate network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104056414B (en) Attapulgite network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN111548769A (en) Environment-friendly dust fixing agent and preparation and use methods thereof
RU2803507C1 (en) Composition for dust suppression
CN104056392B (en) Water-granulated slag network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104056405B (en) Carbide slag network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
Gurin et al. Evaluation of Technologies and Technical Means for Using the Phenomenon of Natural Bischofite in the Field of Mining Industry and Ecology.
CN104056418B (en) Illite network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104056416B (en) Flyash network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN108192252A (en) A kind of environment-friendly type macromolecule gel retardant and its preparation method and application
CN104056398B (en) Flint clay network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent
CN104056417B (en) Green illiteracy mixed-layer clay network gel foam mud fire-prevention extinguishing agent