焦煤在开采过程中具有产尘量大、疏水性强等特点,焦煤粉尘不仅影响矿井工人的身心健康,还给煤矿安全生产带来巨大隐患。我国煤矿井下主要采用喷雾降尘技术控制粉尘,虽取得了一定成果,但大多数矿井中煤尘浓度依旧高居不下。近年来,我国开始采用化学抑尘的方法降低粉尘浓度,但由于缺乏对化学抑尘微观机理的系统认识,限制了化学抑尘的发展。为制备一种高效的焦煤粉尘化学抑尘剂,本文从微观角度分析了焦煤的基本特性,再使用表面张力、接触角、毛细管反向渗透等实验手段对表面活性剂单体、表面活性剂复配、表面活性剂和吸湿性无机盐复配对焦煤润湿性的影响展开研究,并将优选出的表面活性剂和无机盐进行四因素三水平正交试验,得到焦煤粉尘抑尘剂配方。最后将新配方与喷雾降尘技术相结合,讨论化学抑尘剂与降尘效果之间的联系。得出的主要结论如下:(1)万峰焦煤的水分和灰分高于六盘水焦煤,挥发分低于六盘水焦煤。万峰焦煤和六盘水焦煤接触角均接近90°,属于疏水性煤炭。万峰焦煤接触角较小,反渗透吸湿量较大,润湿性比六盘水焦煤好。万峰焦煤比六盘水焦煤保水性好。(2)随着表面活性剂浓度的增加,溶液表面张力先减小,达到临界胶束浓度(CMC)后表面张力趋于平缓。不同表面活性剂对焦煤的润湿效果有所差别,同一表面活性剂对焦煤的润湿性与浓度成正比,浓度越大,接触角越小,反渗透吸湿量越大,润湿性越好。大部分表面活性剂二元复配时吸湿量明显升高,润湿性增强,润湿效果大于单体溶液。阴非离子复配的吸湿量最大,润湿效果最好。阳离子与其他离子复配的润湿效果不佳。表面张力与反渗透吸湿量之间没有明显的关系。复配溶液的接触角和表面张力不是完全正相关的关系。(3)无机盐与表面活性剂的复配溶液小幅度降低了溶液的表面张力,但反渗透实验吸湿量增加明显。对于阴离子表面活性剂,无机盐中的正价阳离子对降低表面张力起到了主要作用;对于非离子表面活性剂,无机盐对表面活性剂疏水基的盐溶和盐析对降低表面张力起到了主要作用。无机盐中正价离子的价数越高,润湿煤尘的能力越大。无机盐保水性与其本身的带电离子有关,也与煤尘的润湿性有关。正交试验优选出3种抑尘剂方案。(4)采用喷雾降尘系统,对3种配方在不同供水压力下进行喷雾降尘实验,并用清水做对照,供水压力越大,降尘效果最好。化学抑尘剂通过降低溶液的表面张力,使溶液更容易破碎成粒径更小的雾滴,增大捕集煤尘的概率。