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煤炭作为我国的重要经济发展能源,其主体地位仍将保持很长时间。但煤炭资源在开发利用中会产生大量煤尘,引发企业的生产安全问题。本文在原有抑尘技术的基础上,提出一种由阴离子表面活性剂(SDS)、高分子聚合物(PEO)、无机盐(Cacl2)以及交联剂组成的新型泡沫溶胶复配溶液,并对该泡沫溶胶的抑制机理进行了理论及实验研究。运用工业及元素分析仪、孔径分析仪,对褐煤(Coal A)、低挥发分煤(Coal B)、高挥发分煤(Coal C)的表观形态、孔隙结构及润湿性展开研究。结果表明,三种煤样的煤化程度依次为Coal B、Coal C、Coal A;煤化程度越高,煤的孔体积、孔面积和平均孔径越小;利用Gaussian09计算水和三种煤样的分子模型静电势。水、Coal A、Coal B、Coal C的正电势分别为41.647230、52.647186、18.007036、50.548995kcal/mol,负电势分别为-39.622762、-42.082034、-19.888955、-22.448239kcal/mol,表明三种煤样润湿性大小依次为Coal A、Coal C、Coal B。利用接触角测量仪测量交联剂占比分别为1Wt.%,1.5Wt.%,2Wt.%,2.5Wt.%和3Wt.%的泡沫溶胶液与煤粉的接触角,得出泡沫溶胶液的湿润性随交联剂质量率的增加而减弱,但交联剂质量率大于2%时湿润性随交联剂质量率的增加而增强。运用Materials Studio 8.0软件进行分子动力学模拟,通过对SDS和PEO的静电势分析,以及对分子迁移率研究,得出SDS的疏水性尾链能够吸附煤分子,PEO分子的烷基链呈螺旋状,表明SDS有很强的润湿性,PEO有良好的粘附作用;水分子迁移率由12.3降到7.81,表明SDS和PEO提高了对褐煤的润湿性。选取正交实验表L9(3~4)对实验选用的表面活性剂、无机盐和交联剂进行三水平四因素的正交实验。通过试验结果可得到四种试剂的最佳组合为A1B3C3D1,即SDS添加量为0.2g、PEO添加量为0.3g、Cacl2添加量为0.6g,交联剂的添加量为0.2g,为此时溶液的表面张力最小为28.14m M/m,接触角为18.4°。设计出以空气压缩机为唯一动力源的泡沫制备装置,经试验研究得到:在气压为0.2MPa,气体流量为6.12m~3/h时,气体利用率达86%,发泡倍数约6.3倍,喷出的泡沫溶胶稳定均匀,可完全覆盖煤堆表面,与现有发泡器相比,该泡沫装置制备出的泡沫具有更高的抑尘效率。