【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抑尘材料，具体而言，涉及一种泡沫抑尘材料、其制备方法及应用。
技术介绍
1、近年来，随着煤炭开采机械化程度的提升，煤矿的产量也在逐年增加。然而，机械化开采的推进同时也加剧了煤矿井下浮尘问题的严峻性。特别是在综采工作面，粉尘的产生量巨大，粉尘浓度有时甚至高达1000～2000mg/m3。长期暴露在如此高浓度的粉尘环境中，对井下工作人员的呼吸系统和身体健康构成了严重威胁。更严重的是，煤炭开采过程伴随的瓦斯生成，瓦斯是一种具有高度易燃性的气体，当粉尘与瓦斯共存并达到一定浓度时，极有可能在遇到明火或高温条件下引发灾难性的爆炸事故，这对矿工的生命安全构成直接威胁，同时也可能造成巨大的经济损失和环境破坏。因此，有效控制煤矿井下粉尘浓度，不仅是保障矿工健康和生命安全的迫切需求，也是预防瓦斯爆炸事故、维护煤炭行业可持续发展的关键所在。
2、另外，随着全球对矿产资源需求的持续增长，矿山的开采活动愈发频繁。这种高频次的开采作业不仅加速了自然资源的消耗，更使得粉尘危害成为了一个不容忽视的重大问题。粉尘，这一看似微小的颗粒，实则蕴含着巨大的健康与环境风险。在矿山开采、破碎、筛分、运输等多个环节，大量粉尘被释放到空气中。这些粉尘不仅包含了矿石本身的微小颗粒，还可能含有重金属、放射性元素等有害物质。当工人长期暴露在这样的粉尘环境中，他们的呼吸系统首当其冲受到损害。尘肺病、矽肺病等职业病，正是长期吸入粉尘后肺部组织纤维化的直接后果，严重损害了工人的身体健康，甚至威胁到他们的生命安全。粉尘对周边居民和生态环境的影响同样不容小觑。粉尘随
3、当前，针对煤矿井下高浓度粉尘问题，采用了多种降尘技术和材料，主要包括喷雾降尘、化学或生物基抑尘剂的使用、强化通风降尘等。然而，这些传统抑尘方法和技术各有优缺点，具体分析如下：喷雾降尘：喷雾降尘是最常见的抑尘措施之一，通过向井下环境喷洒水雾来捕获和沉淀煤尘。然而，煤尘的疏水性导致水滴与粉尘的接触效率低，降尘效果有限；此外，喷雾过程消耗大量的水资源，增加了开采成本，且在干燥环境下容易引起二次扬尘，进一步恶化井下空气质量。化学抑尘剂：化学抑尘剂通过改变粉尘颗粒的表面性质，增加其亲水性，从而提高降尘效率。这类抑尘剂通常包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等高分子物质，以及某些表面活性剂。然而，化学抑尘剂的使用可能导致环境污染，且部分化合物对人体健康存在潜在危害，长期暴露可能引发呼吸系统疾病。生物基抑尘剂：相较于化学抑尘剂，生物基抑尘剂以天然植物成分为主，如纤维素、蛋白质等，更环保，对人体危害小。但其降尘效果和稳定性通常不如化学抑尘剂，且成本较高。强化通风降尘：通过增强井下的通风系统，将粉尘稀释并排出矿井，减少粉尘浓度。此方法对矿井通风系统有较高要求，且效果受通风效率限制，同时增加了通风电耗成本。泡沫抑尘剂：泡沫抑尘是近年来较为先进的抑尘技术，通过高密度泡沫覆盖粉尘，有效隔绝空气，降低粉尘浓度和防止二次扬尘。然而，现有泡沫抑尘剂的起泡率和稳定性通常较差，其配方中的化学成分可能对人体健康构成威胁，且泡沫抑尘剂的制备和使用成本较高。
4、基于上述分析，现有抑尘技术和材料在实际应用中均存在一定的局限性，无法有效解决煤矿井下高浓度粉尘问题，尤其是在提升降尘效率、环保、避免二次扬尘、降低使用成本等方面存在明显不足。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种泡沫抑尘材料、其制备方法及应用，以解决现有技术中除尘技术抑尘效果差，泡沫除尘剂不环保、起泡率低、稳定性差和成本高的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种泡沫抑尘材料，包括发泡剂、表面活性剂、增稠剂、无机盐和溶剂；其中，发泡剂包括大豆分离蛋白和/或胶原蛋白；表面活性剂包括阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂；无机盐包括硫酸钾、氯化镁、硫酸钠和氯化钠中的一种或多种。
3、进一步地，泡沫抑尘材料中，发泡剂与表面活性剂的重量比为1:(10～50)；和/或，发泡剂与无机盐的重量比为1:(15～30)；和/或，发泡剂与增稠剂的重量比为1:(10～20)。
4、进一步地，按重量百分含量计，泡沫抑尘材料包括：0.015～0.02％的发泡剂、0.15～0.18％的表面活性剂、0.15～0.4％的增稠剂、0.2～0.3％的无机盐和余量溶剂。
5、进一步地，阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和磺化琥珀酸二辛酯钠盐中的一种或多种，非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、曲拉通x-100和异辛醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；和/或，增稠剂包括羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和瓜尔豆胶中的一种或多种；和/或，溶剂包括水。
6、进一步地，发泡剂为大豆分离蛋白和胶原蛋白的混合物，其中，大豆分离蛋白和胶原蛋白的重量比为(5～8):(2～5)；和/或，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和异辛醇聚氧乙烯醚混合物，其中，十二烷基苯磺酸钠和异辛醇聚氧乙烯醚的重量比为(2～5):(3～6)；和/或，增稠剂为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和瓜尔豆胶的混合物，其中，羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和瓜尔豆胶的重量比为(4～6):(7～9):(2～4)；和/或，无机盐为硫酸钾和氯化镁的混合物，其中，硫酸钾和氯化镁的重量比为(4～6):(1～3)。
7、进一步地，泡沫抑尘材料中，泡沫的总体积为400～800ml；和/或，泡沫的半衰期为1440～1750min；和/或，泡沫抑尘材料的降尘效率≥80％；和/或，泡沫抑尘材料的表面张力为29～40mn/m；和/或，泡沫抑尘材料的水接触角为27～40°。
8、根据本专利技术的另一方面，提供了上述泡沫抑尘材料的制备方法，将发泡剂、表面活性剂、增稠剂、无机盐和溶剂进行第一混合，得到泡沫抑尘材料。
9、进一步地，先将发泡剂、表面活性剂、增稠剂和溶剂进行第二混合，然后冷却，加入无机盐，进行第三混合，得到泡沫抑尘材料。
10、进一步地，第二混合的转速为50～100rpm，时间为30～120min，温度为40～60℃；和/或，冷却的终点温度为20～30℃；和/或，第三混合的转速为30～50rpm，时间为1～30min。
11、根据本专利技术的另一方面，提供了上述泡沫抑尘材料在采矿领域中的应用。
12、本专利技术泡沫抑尘材料采用特定成分，各成分之间相互协同配合，表面活性剂对发泡剂的改性作用，改变了发泡剂蛋白质中的刚性结构，不仅增加了发泡体积本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种泡沫抑尘材料，其特征在于，包括发泡剂、表面活性剂、增稠剂、无机盐和溶剂；
2.根据权利要求1所述的泡沫抑尘材料，其特征在于，所述泡沫抑尘材料中，
3.根据权利要求1或2所述的泡沫抑尘材料，其特征在于，按重量百分含量计，所述泡沫抑尘材料包括：0.015～0.02％的所述发泡剂、0.15～0.18％的所述表面活性剂、0.15～0.4％的所述增稠剂、0.2～0.3％的所述无机盐和余量的所述溶剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的泡沫抑尘材料，其特征在于，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的泡沫抑尘材料，其特征在于，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的泡沫抑尘材料，其特征在于，所述泡沫抑尘材料中，
7.权利要求1至6中任一项所述的泡沫抑尘材料的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，
10.权利要求1至6中任一项所述的泡沫抑尘材料在采矿领域中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种泡沫抑尘材料，其特征在于，包括发泡剂、表面活性剂、增稠剂、无机盐和溶剂；
2.根据权利要求1所述的泡沫抑尘材料，其特征在于，所述泡沫抑尘材料中，
3.根据权利要求1或2所述的泡沫抑尘材料，其特征在于，按重量百分含量计，所述泡沫抑尘材料包括：0.015～0.02％的所述发泡剂、0.15～0.18％的所述表面活性剂、0.15～0.4％的所述增稠剂、0.2～0.3％的所述无机盐和余量的所述溶剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的泡沫抑...
【专利技术属性】
技术研发人员：何维胜，王成，彦鹏，代振华，陶恩生，葛少成，武智博，
申请(专利权)人：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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