采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (4): 823-831.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0048

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润湿硬岩截割产尘规律与岩巷掘进压裂注液源头抑尘技术研究

李樯1,张显成1,俎在兴1,张文豪1,马丹1,刘全辉1,2   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏 徐州 221116;
    2. 陕西延长石油榆林可可盖煤业有限公司,陕西 榆林 719000
  • 出版日期:2025-07-15 发布日期:2025-07-15
  • 通讯作者: 李樯,E-mail: qiangli@cumt.edu.cn ,Tel: 18361228501
  • 作者简介:李樯(1992— ),男,山东省淄博市人,博士,讲师,从事硬岩高效破碎技术方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFC2905600);国家自然科学基金项目(52304104)

Research on dust generation law of wetted typical hard rock and source-level dust suppression application under liquid injection and wetting during rock tunnel excavation

  • Online:2025-07-15 Published:2025-07-15

摘要: 硬岩巷(隧)道掘进及战略性硬岩矿产开采过程中产生的粉尘对作业人员健康和机械设备构成严重威胁,硬岩注液润湿是从源头减少粉尘的有效方法。通过测定硬岩表面润湿剂接触角、利用低场核磁共振测试润湿剂扩散特征,筛选适用于硬岩的润湿剂,探究润湿硬岩的截割产尘规律,并在岩巷掘进现场开展注液抑尘试验验证其可行性。试验结果表明:SAS润湿剂可有效降低硬岩表面液滴的表面张力,增强硬岩润湿能力,其最佳质量分数为0.5‰,而低场核磁共振测试显示,润湿剂主要通过增加吸附孔隙中的水含量来提升硬岩润湿性;润湿剂能降低硬岩达到最佳抑尘含水率所需的压力和时间;润湿性差的岩石截割产生的粉尘中呼吸性粉尘占比更高,而随着润湿程度提高,总尘和呼吸性粉尘含量均明显降低。研究提出适用于岩巷掘进抑尘的“钻孔水力压裂+保压扩散”方法,验证了硬岩巷道注液源头抑尘的可行性。研究成果可为硬岩掘进和硬岩矿产绿色开采源头抑尘提供理论试验基础与科学指导。

关键词: 硬岩破碎, 润湿特性, 截割产尘, 源头抑尘

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