Przeciwwybuchowe wodoodporne pyły wapienne do zastosowania w kopalniach węgla kamiennego

Wodoodporny pył wapienny używany w kopalniach węgla kamiennego stanowi ważne ogniwo systemu zabezpieczeń przeciwwybuchowych. Jest to jeden z najstarszych środków przeciwwybuchowych i według ekspertów pozostanie nim jeszcze przez długi czas. Praca stanowi podsumowanie badań nad opracowaniem nowego sposobu otrzymywania pyłu wapiennego wodoodpornego do zastosowania jako pył przeciwwybuchowy w kopalni węgla kamiennego. Wytwarzanie hydrofobowego pyłu za pomocą alternatywnej, w stosunku do obecnie używanej metody współmielenia, jest korzystne ze względu na zmiany restrukturyzacyjne w zakładach wydobywczych kamienia wapiennego. Główne badania przeprowadzono na pyle wapiennym standardowo używanym podczas tradycyjnej metody produkcji pyłu przeciwwybuchowego to jest: mączce wapiennej surowej (80 μm) (Kopalnia Wapienia Czatkowice oraz mączce hydrofobowej z kopalni w Małogoszczy i kwasie stearynowym pełniącym rolę modyfikatora. Zastosowano ponadto modyfikatory: preparat silikonowy oraz preparat bitumiczny Bitumenovoranstrich. Proces hydrofobizacji prowadzono z użyciem różnych technik: stosując roztwory eterowe kwasu stearynowego, stearynowego, roztwory żywicy metylosilikonowej oraz preparatu bitumicznego. Proces prowadzono również z fazy parowej kwasu stearynowego. Zmodyfikowane pyły wapienne poddano serii badań mających na celu określenie ich właściwości hydrofobowych oraz przepływowych. W zależności od metody hydrofobizacji wykonano: próby „pływania po powierzchni wody” ekstrakcję kwasu stearynowego, wyznaczono kąty zwilżania wody na materiale sprasowanym. Przeprowadzono rozkłady termiczne pyłów. O znaczono przyrost wilgoci po wilgotnym składowaniu. Przebadano właściwości przepływowe proszków z użyciem aparatu Powder Characteristics Tester. Dokonano oceny przydatności poszczególnych metod hydrofobizacji dla zrealizowania zamierzonego celu pracy.

Waterproof lime dust used in coal mines is an important element in the system of protection against explosions. This is one of the oldest methods used to prevent coal dust explosions and, according to an expert’s opinion, it will remain so for a long time. The work is a summary of research on the development of a new method of producing waterproof limestone dust to use it as an anti-explosive powder in coal mines. The typical method of hydrophobic dust production (milling limestone with stearic acid) is no longer profitable due to the restructuring of the mining industry. The main research was conducted on raw materials traditionally used during the production of anti-explosion powder, namely limestone meal with a grain size diameter equal to 80 μm (Czatkowice Limestone Quarry) and stearic acid as a modifier. Silicone preparation and bituminous preparation (Bitumenovoranstrich) were used as additional modifiers. The hydrophobization process was conducted with the use of different techniques: from stearic acid ether solution, from stearic acid vapor, from methyl silicone resin or bituminous preparation solutions. A series of research on modified powders to determine hydrophobization and flow properties was conducted. Depending on method of hydrophobization, the test of “floating on water”, the extraction of stearic acid was carried out, water contact angles on compacted material were determined, the thermal decomposition of powder was made. The increase in moisture after wet storage was indicated. The flow properties of powders were measured with the use of the Powder Characteristics Tester. The evaluation of the suitability of each hydrophobization methods in achieving the intended purpose was valued.